低压工况下弹簧特性对弹簧蓄能密封圈密封性能影响分析OA

为研究螺旋弹簧特性对弹簧蓄能密封圈在常温和低温低压工况下密封性能的影响,建立了弹簧蓄能密封圈的三维循环对称结构有限元模型,系统研究了弹簧有无、安装过盈量、弹簧结构刚度、安装位置及弹簧材料对密封圈在20℃和-100℃低压工况下密封性能的影响。结果表明:蓄能弹簧对低压尤其是零压工况下的密封起关键作用,20℃零压下有弹簧时内唇最大接触应力约为11 MPa,无弹簧时仅为2.1 MPa;-100℃下无弹簧时外唇接触应力降至0.4 MPa导致密封失效,有弹簧时保持在1.1 MPa仍可维持有效密封。安装过盈量对接触力有显著影响,弹簧刚度越大可选过盈量范围越宽。两种安装形式对密封性能无显著影响。随径向刚度增大,聚四氟乙烯护套唇口接触应力均呈增大趋势。在-100℃、0.1 MPa工况下,3J21弹性合金弹簧的内、外唇接触应力分别比304不锈钢弹簧提高约67%和134%,对外侧密封面的泄漏抑制作用尤为显著。