孙丹龙

摘 要： 本文实现了隔膜室盖螺母液压拆装工具密封圈密封过程分析计算，以验证现有的密封圈设计结构能否满足实际工作时候的密封要求。所得结论对隔膜泵液力端相关零部件的设计研发具有一定的理论指导意义。

关键词： 隔膜室盖；密封过程；有限元分析

中图分类号：TB301

1 密封圈密封分析过程

采用大型有限元模拟分析软件ANSYS对隔膜室盖螺母液压拆装工具密封圈的密封过程进行分析。密封圈橡胶材料采用Hyper182单元，采用四边形单元进行网格划分，单元大小为1.5mm.建立轴对称有限元模型。上部的压盖以及下部的金属结构部分简化为刚体并与密封圈上下不稳分别定义接触关系，上部压盖水平方向约束，竖直方向预压缩2.5mm，下部刚体完全约束。第一步预压缩分析结束之后，利用ANSYS的重启动功能进行重启动分析，并施加工作压力80MPa。

2密封圈密封过程分析结果

施加预压缩之后的最大接触压力Pmax=5.519MPa（如图2.1），施加80MPa工作压力之后的最大接触压力为Pmax=86.947MPa（如图2.2），施加工作壓力后的应力分布如图2.3。从图2.3可以看出最大应力σmax=9.922MPa，位于小圆角之处，而且明显大于其它部位，说明该部位产生了应力集中现象，因此设计时可以适当考虑改大圆角倒角值。从图2.4可以看出施加工作压力后密封区域的有效密封段（大于工作压力的密封段）长度为18.74mm。

3 结论

通过分析可以得出以下结论：施加工作压力后的接触压力（86.947MPa）大于工作压力（80MPa）， 因此可以密封得住。施加工作压力后最大接触压力为9.922MPa， 位于小圆角之处，该部位产生了应力集中现象，因此设计时可以适当考虑改大圆角倒角值。施加工作压力后密封区域的有效密封段长度为18.74mm。

参考文献

[1]《活塞式压缩机设计》编写组.活塞式压缩机设计.北京：机械工业出版社，1974.

[2] 郁永章.容积式压缩机.北京：机械工业出版社，2000.

[3] 成大先.机械设计手册.北京：化学工业出版社，2002.