矩形橡胶密封圈的有限元分析

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20 0 7年 2月

润滑与密封 LUBRI CAT1 0N ENGI NEERI NG

F b2 0 e .0 7 Vo. 2 No 2 13 .

第3 2卷第 2期

矩形橡胶密封圈的有限元分析谭晶杨卫民。丁玉梅李建国杨维章。鲁选才唐斌

( .北京化工大学机电工程学院北京 1 09 2 1 0 2; .西北橡胶塑料研究设计院 0

陕西咸阳 722 ) 103

摘要：利用 A S S建立了矩形橡胶密封圈的有限元模型，分析了初始压缩率和液体压力对矩形圈变形和密封面处 NY 接触压力的影响，并与 O形圈进行了对比。结果表明，矩形圈密封面处的接触压力随初始压缩率和液体压力的增加而增大；矩形圈较 O形圈的接触压力均匀、密封面大、密封效果好且初始压缩率小、老化速度慢、尺寸稳定性好，但矩

形密封圈的接触面积大，散热效果差，只能用于静密封。关键词：矩形密封圈；有限元分析；接触应力中图分类号：T 4文献标识码：A文章编号： 24— 10 ( 07 B2 0 5 0 5 2 0 )2— 3 4 0 6—

F n t e e tAn lsso c a g l r Ru b r S a s i ie Elm n a y i fRe t n u a b e e l Ta ig n Jn Ya g W ei n n mi Dig Yu i L in u Ya g W eih n。 L an a。 Ta g Bi n me i ago J n za g u Xu c i n n ( . o eeo Mehncl n l tcl nier g eigU i r t o hm cl ehooy B in 0 09,hn; 1C l g f caia adEe r a E g ei,B in nv sy f e ia T cnlg,e ig10 2 C ia l ci n n j e i C j 2 N￣ w s R s rhadD s nIstt o u br n l t, i yn ha x7 2 2。hn ) . o h et ee c ei tue f b e dPa i Xa a gSani 10 3 C i a n g ni R a sc n a Ab ta tANS suiie oe tb ih t efnt lme tmo e frc a g lrr b e e l sr c: YS wa t zd t sa ls h ii ee n d lo e tn u a u b rs as,s mefco sif e cng l e o a

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o o tc r su e o e l g fc r a e n oa c u t s c siii o r si i t n i u d p e s r a d t e r— n c n a tp es r fs ai a e wee tk n i t c o n, u h a n t c mp e sbl ya d l i rsu e,n h e n l a i q s iswee c mp e t h to h rn s T er s lsi dc t h tte c n a t r su eo e i gfc ft erca g lr u t r o a d wih ta ft eO—i g . h eu t n iaet a h o tc e s r f a n a eo h e tn a r p sl u s asi ce ss wi h n r a e o n t lc mp e sblt rl u d prsu e Co a ig wih t e 0 ig, ca g l e l e n ra e t te ic e s fi i a o r si i y o i i e s r . mp rn t h rn s r tn ua sas l h i i q e r h s amo eu iom o tc te sa bg e e igfc ab te e ln f c n t Si ia o r sii t ss le,t Sa - a r nfr c na tsrs, ig rs a n a e, etrsaig e e ta d i’ nt c mp esbl y i malr i’ g l i l i ig r t sso ra d i’ i n in sa ii sb t rt a rn s . ca g l e i grn a ny b s d frsai n ae i lwe n t Sd me so t l y i et h n O—ig’ Re tn a s a n ig c n o l e u e o ttc b t e u r l s aig fri a g rc n a tae n n aifig h a e v fe t e n t l e o tc a a d u stsyn e trmo a efc . l o sr r l Ke wo d:e t g lrs as f i lme ta ay i; o tc t s y r s r ca u a e; n t ee n n ss c n a tsr s n l i e l e

矩形橡胶密封圈以其结构简单和自身特点被应用于一些领域，德国宝色霞板公司和德国力士乐公司在

和新组合式橡胶密封圈的研制奠定

了良好的基础。

液压阀的平面各油口处，均采用矩形圈来替代 0形密封圈，在我国有杆抽油机井口光杆处的密封 9% 8

都采用矩形橡胶密封圈

,同时多种同轴组合密封

圈中，也采用矩形橡胶圈作为弹性体 (形圈轮廓矩见图 1。国外已有过关于矩形圈的相关研究报道， ) 但国内还未见到报道。本文作者利用有限元分析的方

法建立矩形密封圈的有限元模型，并分析初始压缩率和工作压力对矩形密封圈的变形和密封面处接触压力的影响，将分析结果与 O形密封圈进行比较 (矩形图 1矩形圈结构轮廓图图 2 2密封圈的种截面比较图

圈与 O形圈截面比较见图 2,为橡胶密封圈的优化 ) 基金项目：国防科工委十五 (期 )重点攻关项目 ( kt二 m p一 2 0 -9 04 2 ).

1模型的建立 1 1计算模型 .

本文模型按照参考文献[]中提供的截面尺寸 1 (见表 1建立，O形圈和矩形圈截面尺寸分别为 ) 5 3 m和 5 1 m,材料采用腈基丁二烯橡胶 .3m .6 m (B ) N R。对其进行有限元分析时由于边界条件的复

收稿日期： 06— 7— 7 20 0 1