金属C形环力学性能及密封特性分析
2014-12-23 贾晓红 清华大学摩擦学国家重点实验室
弹簧加强金属C 形环是一种性能优良的静密封元件,为研究结构对C 形环力学性能以及密封面接触特性的影响,建立弹簧加强金属C 形环三维仿真模型,采用有限元方法分析C 形环的压缩回弹特性。仿真结果与压缩回弹实验结果一致,验证了理论模型的正确性。分析C 形环密封面上接触区域和接触压力的变化规律,讨论C 形环结构对密封特性的影响。真空技术网(//crazyaunt.cn/)认为:在相同的载荷下,C 形环卸载时的接触区域比加载时的大,表明在卸载阶段C 形环在更低载荷下即可维持同等密封效果; 螺旋弹簧使C 形环具备良好的回弹性能,能更好地应对使用工况的波动; 银层使法兰与密封环的接触界面实现良好密封,合金层起保护银层和平稳传递接触力的作用。
金属C形环因其在高温高压下具有优越的密封性能而被广泛应用于核工业、火电、石化、冶金等行业,常见的C 形环截面结构包括两大部分:内部是由丝材绕制而成的螺旋弹簧,作为弹性主体;外部是C 形包覆层,由里层的合金包覆层和外层的软金属包覆层组成,软金属包覆层材料具有良好的延展性,其塑性变形能充分弥补法兰密封面的缺陷,通常采用银或铝等材料。
目前为止并于C 形环的科学钻研还相对稀有,旱期有澳大利亚和非洲学术界科学钻研了富含锥型压簧的五金C 形环的再挤压回弹形态与填料密封圈功能,近近年以来,有传统学术界将锥型压簧相当于为等效的O 形环,保持C形环的二维轴呈对称模型工具,科学钻研了围绕层下垂和脆性断裂对填料密封圈比压的导致到;我国国内有学术界将锥型压簧相当于连成一片编密实并排的O 形圈,小组讨论结束构对C 形环的再挤压回弹形态的导致到。 总而言之上述,对于螺旋弹簧强化的材料C 形环的探讨没有,涉及到的的建模和了解不健全完善,对于的结构的类型对封口性面使用和发生形变性后果的探讨还趋于稳定一片空白。于是,选文小说家面向C 形环的的结构的类型特殊性,建立联系三维图像模特,的运用有限公司元的办法了解其解压缩回弹性,并与实验所結果实现较;进这一步了解封口性上面使用部分和使用压力值随负载的变化无常有原则,分析C 形环的封口性共识机制,小组讨论的结构的类型对C 形环封口性性的后果,为C 形环的选择和改进规划保证理论上参考使用。 1、有限的元模特 多于径尺寸大小D = 318 mm 的C 形环为算例参与研究分析,其机构右图1 已知,一些数据下列: 双螺旋扭簧的原料为Inconel-X750,匝数N = 507,线径Ds = 1.8mm,不锈钢层的原料为Inconel600,的板厚为t1 = 0.5 mm,软合金层的原料为银,的板厚为t2 = 0.3 mm。










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