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兵器材料科学与工程2025年第03期:基于弹性半空间理论的液压往复VL型密封结构弹流润滑分析

来源:期刊VIP网 时间:


作者:赵岩;蔡智会;刘成;冯子明;

单位:东北石油大学机械科学与工程学院;温州市特种设备检测科学研究院;中国石油浙江油田公司;温州大学机电工程学院;

摘要:传统方法需同时求解雷诺方程和弹性变形方程,导致数值求解过程复杂。为解决此问题,本文基于弹性半空间理论,应用小变形线性叠加理论,将密封区域离散化,并在每个单元中用形函数与节点压力的乘积替代实际压力分布。基于非线性固体力学、粘性流体力学和微观接触力学,建立了液压往复VL型密封的弹流润滑模型。研究油膜压力、粗糙度接触压力及密封圈对活塞杆的静态接触压力的变化规律,并分析不同流体介质压力、密封过盈量与均方根粗糙度对泄漏量和摩擦力的影响。结果表明:改进的模型能预测油膜厚度分布。流体压力对外行程密封摩擦力影响较大,但对内行程影响有限;密封过盈量对二者均有影响,而均方根粗糙度对内行程有显著影响,对外行程有限。当均方根粗糙度为0.6μm时,内行程泄漏为0。

关键词:弹性半空间理论;;弹流润滑模型;;小变形理论;;VL型密封结构;;密封摩擦力;;密封泄漏量

基金资助:温州市市场监管管理局科技计划(2023011)