云梯车租赁, 番禺云梯车出租, 番禺云梯车租赁    间隙密封结构的柱塞-转子副泄漏特性分析
来源: admin   发布时间: 2023-04-19   316 次浏览   大小:  16px  14px  12px
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     云梯车租赁, 番禺云梯车出租, 番禺云梯车租赁    间隙密封结构的柱塞-转子副泄漏特性分析    发现马达柱塞-转子副的泄漏量主要受密封长度、间隙及压力的影响较大,受马达整体结构影响柱塞密封长度设计为12 mm,柱塞间隙不宜超过8μm,基本能够保证高水基马达的容积效率和工作要求,仅在高压低速工作时,整机容积效率损失较大。  流体的物理特性参数受到外界温度、压力影响时会产生变化,其密度受压力和温度的变化规律为:ρ(T)—温度为t时的密度(Kg/m3);ρ—标准大气压下,15℃时液体的密度(Kg/m3);α(T)—液体等压体积膨胀系数。 高水基液的温升与压降关系公式:高水基液的粘度与压差、温度的关系为:μ0为标准大气压下高水基液动力粘度(Pa•s),为粘压系数(1/K)。 高水基乳化液的物理性质参数基本与水类似,水的密度在10~40℃内随温度的升高而降低,随压力升高而变大;水介质的粘度受压力的影响较小,而受温度升高其密度的变化较大,在对柱塞-转子副研究中应更多关注介质粘度受温度的影响。 

 

     根据上述推导和理论分析, 不同压力下柱塞-转子副剪切泄漏引起温升占总温升的比例,柱塞剪切流动引起的温升占比较小,最大占比约为2.7%左右,可以忽略不计。在马达转速10 r/min时不同压力下的柱塞-转子副总温升,随压力的升高,柱塞-转子间隙的液体温升随压力升高而变大,最大压力25 MPa时温升约为6℃。表3-2为标准大气压下高水基乳化液粘度在不同温度下的动力粘度。 为分析不同温度下压力和转速对整机容积效率损失的影响,分了10℃20℃30℃40℃下容积效率损失的变化规律。在高水基乳化液10℃ 时整机的容积效率损失最大约为53%;转速10 r/min、压力21 MPa时,马达的容积效率损失为5.3%。随高水基液温度升高,其动力液粘度降低,柱塞孔的泄漏量升高,在温度40℃时,马达容积效率损失最大为68.9%。柱塞-转子副间隙密封结构的马达在低速高压工况时泄漏量较大,影响了马达整机工作的容积效率,介质温度升高引起高水基粘度变化,对整机的容积效率有很大影响。

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      根据对间隙密封结构的柱塞-转子副泄漏特性分析,得出柱塞和转子间隙要小于8 μm时马达工作时才能降低间隙泄漏量,但在间隙6 μm、压力21MPa、转速1 r/min时容积效率仅为41%,在低速高压工况下仅柱塞副的泄漏就使得马达容积效率较低。柱塞-转子间隙对柱塞外圆的圆柱度、圆跳动、表面粗糙度和尺寸精度都有较高要求,常规机加工设备难以满足柱塞孔尺寸精度和粗糙度的技术要求。 基于间隙密封分析结果设计了柱塞密封圈结构的柱塞-转子副,组合密封圈是常见的往复密封形式。本文研制的低速大扭矩高水基马达的转速较低,柱塞最大转速下的往复速度小于1 m/s,考虑间隙密封带来的大泄漏量和极高加工精度的影响,柱塞运动速度较低可采用组合密封圈来降低柱塞-转子副的泄漏,同时降低了柱塞外圆和转子孔的加工精度,密封圈密封的柱塞-转子副结构。 

 

    改性聚四氟乙烯挡圈和O形圈组成的密封圈能轻松达到工作速度10 m/s以上,该密封结构具有摩擦系数低、耐磨损、可间断性干摩擦的优良性能,完全能够满足高水基液润滑下柱塞-转子副的密封工作要求。采用密封圈密封的柱塞-转子副对摩擦副间隙要求较低,但柱塞在轨道法向力下,间隙偏大会引起柱塞在孔内微观倾侧产生局部摩擦磨损,考虑机械加工精度、柱塞和孔内同心度要求,尽可能降低柱塞-转子孔摩擦副的间隙。 柱塞往复运动中密封挡圈会与摩擦面产生摩擦阻力,该尺寸的密封样本中常用密封挡圈宽度为3.2 mm4.2 mm,较大密封宽度会提升密封能力,也会使柱塞副间隙不易进入润滑液体而产生较大阻力。因此,柱塞密封圈要尽可能降低摩擦力,同时保证有效密封住高水基液,柱塞工作中通过密封圈产生少量泄漏进入摩擦界面,改善柱塞摩擦面的润滑状态。根据动密封设计原理和生产工艺基础,设计了密封挡圈宽度2.2 mmO形圈线径1.8 mm的柱塞往复密封圈,柱塞副试验中验证了该结构尺寸密封圈的工作性能。

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