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76 液压与气动 2012年第10期 往复密封用X形圈的优化设计及有限元分析 韩传军，张杰 andFiniteElement on of Optimization AnalysisX-ring Seals Reciprocating HAN Jie Chuan-jun，ZHANG (西南石油大学机电工程学院，四川成都610500) 摘要：针对液压系统用x形密封圈的易失效部位，对其截面结构进行了改进设计。依据有限元理论， 在有限元软件ABAQuS中建立了x形圈和其优化结构的二维轴对称密封模型，分析了它们在静密封和往复 动密封中的密封性能。通过分析比较发现，对x形圈截面优化后可以提高其承载能力和疲劳寿命，增强其 密封性能；在承载范围内，流体的压力越大，密封圈的最大等效应力和最大接触应力越大；往复运动速度越 大，主密封面的最大接触应力随时间的波动性就越大。 关键词：X形圈；有限元；优化设计；密封性能 中图分类号：TB42文献标志码：B 文章编号2012)10枷76舭 引言 较小，磨损量也小；x形圈的密封唇之间形成了润滑容 X形密封圈是一种采用四唇口密封的自紧密封型 腔，具有较小的摩擦阻力，改善了启动状况，更适合动 元件，形状类似“x”，它是在O形圈基础上性能又作了 收稿日期：2012旬3．26 改进和提高，其标准尺寸与O形圈相同，可在大部分 场合代替。形圈。和。形圈不同的是，x形圈的结构 基金(20100481384) 更适合于动密封。主要原因就是它的特殊x形截面， 作者简介：韩传军(1979一)，男，河南虞城人，副教授，博士 使其在往复运动时不会在沟槽内发生滚动和扭曲；其 后，主要从事石油矿场机械现代设计及仿真方面的教学和研究 需要的径向预压缩相对比O形圈要小，产生的摩擦力 工作。 简单； 功地解决了高压气体微小流量的精确控制问题。 (2)该控制器兼有模糊控制和脉宽调制两种控制 策略的优点； 参考文献： (3)两种控制器结合的控制器控制精度高，能满 [1]杨丽红．容器放气过程的数值模拟及热力学模型研究 足控制要求； [D]．上海：上海交通大学，2007． (4)成本低廉，可靠性高。 [2]赵晓燕，张胜昌，许仰曾，等．数字阀的优化设计研究 [J]．机床与液压，2004，(10)：66—68． 3结论 [3]吴振顺，姚建均，岳东海．模糊自整定PID控制器的设计 本控制策略大胆地尝试了整合脉宽调制和模糊控 及其应用[J]．哈尔滨：哈尔滨工业大学学报，2004， 制两种控制策略，组成新型数字阀控制器。实验数据 (11)：1578—1581． 表明：最高压力为12MPa时，最小平均流量达到8