润滑与密封

作者：宇晓明，沈超，马志刚，张斌，邵春雷，顾澄，聂佳伟，顾伯勤

单位：常熟理工学院机械工程学院;苏州宝骅密封科技股份有限公司;南京工业大学机械与动力工程学院,,常熟理工学院机械工程学院；苏州大学机电工程学院,,苏州宝骅密封科技股份有限公司,,常熟理工学院机械工程学院,,南京工业大学机械与动力工程学院,,常熟理工学院机械工程学院,,常熟理工学院机械工程学院,,南京工业大学机械与动力工程学院,

关键词：密封;C形环;有效接触应力;优化设计

基金：国家重点研发计划重点专项（2020YFB2008000）；江苏高校“青蓝工程”，第十六批“六大人才高峰”高层次人才项目(GDZB-063)；江苏省绿色过程装备重点实验室开放课题（GPE202205）

C形环在密封过程中存在低应力区，这些区域难以保证密封可靠性，因此研究C形环密封特性时，需要分析有效接触应力和区域。选取外径为318 mm的C形环为研究对象，利用等效壁厚代替螺旋弹簧丝径，建立C形环等效模型，通过压缩回弹试验验证了模型的合理性。利用有限元方法研究银层厚度、包覆层厚度以及等效壁厚（弹簧丝径）对C形环密封性能的影响。结果表明：银层表面有效接触宽度随着银层厚度、包覆层厚度的增加而增大，有效接触应力随银层厚度、包覆层厚度的增加而减小，等效壁厚的增加可同时增加有效接触宽度和有效接触应力。采用正交试验对C形环的结构参数进行优化设计。结果表明：银层厚度和等效壁厚对有效接触应力和有效接触宽度影响显著。C形环最优设计方案为银层厚度0.2 mm，包覆层厚度0.5 mm，弹簧丝径3.1 mm，泄漏率试验结果表明，优化后C形环具有更好的密封性能。

来源：2024年第7期

《润滑与密封》期刊编辑部

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