水射流增压缸密封结构与密封件寿命研究.pdf

文档介绍：硕 士 学 位 论 文
MASTER’S DISSERTATION
论文题目 水射流增压缸密封结构与密封件寿命
研究
作者姓名 马亚雄
学科专业 机械制造及其自动化
指导教师 李金良 教授
2017 年 5 月
中图分类号：TP603 学校代码：10216
UDC： 密级：公开
工学硕士学位论文
水射流增压缸密封结构与密封件寿命研究
硕 士 研 究 生：马亚雄
导 师：李金良 教授
申 请 学 位：工学硕士
学 科 专 业：机械制造及其自动化
所 在 单 位：机械工程学院
答 辩 日 期：2017 年 5 月
授予学位单位：燕山大学
A Dissertation in Mechanical Manufacturing and Automation
STUDY OF ASSEMBLY FOR SEALING AN
WATER-JET CYLINDER AND SERVICE
LIFE OF THE SEAL RING
by Ma Yaxiong
Supervisor: Professor Li Jinliang
Yanshan University
May, 2017
燕山大学硕士学位论文原创性声明
本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《水射流增压缸密封结构与密封件
寿命研究》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工
作所取得的成果。论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。
对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声
明的法律结果将完全由本人承担。
作者签字： 日期： 年 月 日
摘 要
摘 要
高压水射流技术是近年来迅速发展的一项技术，在切割、清洗、表面处理等领
域有广阔的应用前景。增压缸是水射流系统中高压射流的来源，是水射流系统最重
要的部件之一，其压力水平和维护周期主要受到缸内高压往复密封件性能的影响。
因此，对增压缸内高压往复密封结构的密封性和密封件的使用寿命进行研究是有实
际意义的，且是十分必要的。
本文以高压往复密封结构为研究对象，对其结构变形和密封接触压力进行了理
论计算和数值模拟，对不同形状和尺寸的密封件进行了仿真研究，分析了密封件的
磨损和疲劳失效。
首先，针对现有密封结构的不足提出改进型结构，建立有限元模型并根据密封
件所处的工况确立边界条件，通过结构仿真验证其可行性。其次，对不同磨损程度
的密封件进行仿真，确定密封件磨损失效的条件，改变密封件唇边厚度和 O 型圈压
缩率以后再进行仿真，分析各个仿真结果并得到结构参数对密封件磨损寿命的影响。
最后，对不同形状的密封件进行疲劳仿真，得到不同形状密封件的失效位置和疲劳
寿命，再对不同的材料和压力载荷下密封件的疲劳寿命进行仿真，得出材料和压力
对密封件疲劳寿命的影响，将不同压力载荷下密封件的磨损寿命和疲劳寿命进行对
比，得出在不同压力下导致密封件失效的决定性因素。
关键词：高压密封；水射流；磨损；疲劳寿命；接触压力
-I-
Abstract