润滑与密封

作者：高仕恒，索双富，高建辉，王海平，王跃民

单位：徐州达一重锻科技有限公司,,清华大学机械工程系,,徐州达一重锻科技有限公司,,徐州达一重锻科技有限公司,,北京清蓝新科密封技术有限公司,

关键词：V形组合密封;多参数耦合;最大接触应力;抱轴力;液压机

基金：国家重点研发计划项目（2017YFF0108100）

V形组合密封因其结构的高复杂性，给有限元仿真的收敛性带来了严峻挑战，而复杂多变的接触条件和材料的大变形特性，对仿真结果的精度和可靠性也造成了显著影响。V形组合密封由于结构的高度复杂性，对有限元仿真的收敛性提出了严峻挑战，同时因接触条件的复杂性和材料的大变形特性，显著影响仿真结果的精度与可靠性。针对大型液压机主油缸中的关键密封元件——V形组合密封圈，通过构建精细的有限元模型探究密封件在高压工况下的应力分布与受力特性，通过正交试验设计，研究密封宽度、唇高、唇口厚度、唇口夹角等关键结构参数对最大接触应力及接触宽度的影响规律。分析结果显示，唇口夹角、唇口厚度及V形密封内外夹角对接触应力有显著影响，而唇口夹角与V形密封内夹角对接触宽度尤为关键。鉴于较大的接触应力与宽度可增强密封性能。基于极差与方差分析，提出2种优化结构方案，并引入抱轴力作为综合性能指标，对优化结构进行有限元验证，发现以增大接触宽度为目标的优化策略更为有效地提升了密封性能与使用寿命，为V形组合密封的设计优化提供了理论依据与实践指导。

来源：2025年第11期

《润滑与密封》期刊编辑部

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