李 鑫，冯海生

(1 中国电子科技集团公司第38研究所 机电技术研究部，安徽 合肥，230094；2 埃夫特智能装备股份有限公司 研发中心)

往复活塞杆密封圈磨损的仿真

李 鑫1，冯海生2

(1 中国电子科技集团公司第38研究所 机电技术研究部，安徽 合肥，230094；2 埃夫特智能装备股份有限公司 研发中心)

对往复运动活塞杆上的橡胶密封圈进行了磨损仿真研究。建立了密封圈与活塞杆接触的有限元模型，考虑到活塞杆采用车削的方式加工，用正弦函数表征活塞杆接触表面形貌、密封圈橡胶材料的非线性特性和外部高温高压环境因素，利用有限元技术中的生死单元技术模拟密封圈材料的损失。结果表明，高压力将导致较大的磨损深度，高温度将导致较宽的磨损宽度。初始阶段，最大密封压力随着温度和压力的增加而变大；随着磨损的进行，温度和压力越高，最大密封压力下降越快。活塞杆表面粗糙度幅值越大，密封压力下降越快。关键词： 密封圈；磨损；仿真；有限元模型

弹性密封圈是液压设备中的常用元件[1]，关于直线运动活塞杆用的密封圈研究可以追溯到20世纪30～40年代[2，3]。尽管单个密封圈的成本低廉，但是密封圈一旦失效，有时会引起整个系统工作失效，甚至发生危险事故。然而，在对密封圈设计时往往依赖于工程经验、专家知识或者实验/理论研究[4，5]。随着有限元理论的不断完善以及相关软件应用不断成熟，研究密封圈密封性能的手段也不断丰富。弹性流体动力学(Elastohydrodynamic Lubrication, EHL)模型常常用于描述密封圈的密封性能[6]。……