【摘要】：沖擊氣缸作為自動振打除灰系統(tǒng)的關(guān)鍵執(zhí)行機構(gòu),其性能決定了整個系統(tǒng)的運行,而其密封特性直接決定了沖擊氣缸的使用壽命和沖擊動能,因此提高其密封性能對改善沖擊氣缸的使用性能具有重要意義。本文針對新型沖擊氣缸的活塞與缸筒之間的密封結(jié)構(gòu)形式,采用數(shù)值模擬和實驗研究的方法對間隙密封結(jié)構(gòu)應(yīng)用在活塞與缸筒之間的密封性能進行了研究,基于泄漏量大小重點討論了密封間隙寬度、密封間隙進出口壓力差以及活塞運動速度對間隙密封性能的影響。首先建立活塞相對靜止狀態(tài)下,活塞與氣缸之間的間隙密封結(jié)構(gòu)數(shù)學模型,基于Fluent軟件對間隙寬度為0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm,入口操作壓力從0.3MPa變化到0.5MPa時,對間隙密封內(nèi)流體進行模擬仿真,得到間隙密封內(nèi)流體的壓力分布、速度矢量分布以及密封間隙的泄漏量,采用線性回歸分析得到間隙密封的密封性能主要受間隙寬度控制,間隙密封應(yīng)用在沖擊氣缸的活塞與缸筒之間的密封時,間隙寬度應(yīng)控制在0.2mm以下。其次建立活塞運動時,活塞與氣缸之間的間隙密封結(jié)構(gòu)數(shù)學模型,采用數(shù)值模擬方法對密封間隙為0.1mm-0.5mm,活塞速度從-3m/s變化到7m/s,密封間隙進出口壓力差從0.3MPa變化到0.5MPa時,對密封間隙內(nèi)流體的壓力場、速度場及泄漏量進行分析。采用線性回歸方法分析得到當活塞運動速度恒定時,泄漏量隨入口壓力線性增大,不同活塞運動速度下,泄漏量增長率相等。密封間隙入口操作壓力恒定時,隨著密封間隙寬度的增大,泄漏量的增長隨活塞速度的增長速率越來越快,表明密封間隙寬度對泄漏量大小及增長速率起決定作用。最后組建由壓力傳感器、高速工業(yè)相機、振動分析儀、數(shù)據(jù)采集器等構(gòu)成的實驗測試系統(tǒng)。對間隙密封在往復(fù)運動沖擊氣缸應(yīng)用中的泄漏量與使用壽命進行了實驗研究。測試得到操作壓力為0.4MPa,密封間隙寬度為0.1mm時,沖擊氣缸敲擊次數(shù)可以達到11萬次。采用間隙密封結(jié)構(gòu)的沖擊氣缸使用壽命顯著高于采用密封圈結(jié)構(gòu)形式密封的沖擊氣缸,且間隙密封結(jié)構(gòu)顯著降低了氣缸活塞與缸筒之間的摩擦力,保證了氣缸的沖擊動能。
【學位授予單位】：武漢工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TQ545

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本文編號：2696617