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螺旋输送机密封结构的设计及模型建立

[来源:四肖期期中特免费资料 作者:螺旋输送机 2015-04-28 09:07 点击:]
1. 1 结构的设计
    根据组合密封的基本原理和相关的产品信息,设计出初始的组合密封件结构,其安装结构示意图如图1 所示。
    组合密封由一个内径为71 mm,截面直径为5. 3 mm 的O 型橡胶圈和一个L 型滑环组成,当螺旋轴运转时,滑环受到轴套、端盖和O 型圈的摩擦力,使滑环与端盖和O 型圈相对静止,并与轴套相对转动形成主密封面。滑环的材料为填充聚四氟乙烯( PTFE),其具有很低的摩擦因数和自润滑性,在使用时与轴套间的摩擦力。灰追⑸匙藕退鸹。若仅使用O 型圈进行密封时,其与轴套直接接触,在轴运转时易发生磨损或陷入轴套和端盖之间的缝隙被咬伤,加入L 型滑环则避免了这种情况,使密封结构具有更长的使用寿命。
1. 2 计算模型
    考虑到组合密封的边界条件较复杂,因此将组合密封件及轴套和端盖整体来分析。同时,为了减 少计算量,在考虑密封材料、边界条件的特点和密封 结构形状等因素后,采用平面轴对称模型[2]。通过平面模型的形变、特性来模拟分析三维实体结构。 其中,轴套和端盖弹性模量为2 × 105 MPa,泊松比为 0. 3; 滑环弹性模量为960 MPa,泊松比为0. 45; 橡胶 圈弹性模量为20 MPa,泊松比为0. 499[7]。
1. 3 有限元模型
    橡胶密封件具有几何、材料和边界三重非线性,因此很难在理论上对它进行精确的研究和全真模拟。谭晶等[2,7]在对组合密封结构进行有限元分析时,对有限元模型的建立作了相关的分析和验证,张教超等进一步对模型的建立进行了验证和改进。通过参考他们建立模型的方法,在建立本模型时,假设橡胶的弹性模量E、泊松比μ 为定值,且其在拉伸 和压缩的情况下性质相同; 同时,不考虑轴套和端盖的变形,将其边界视为橡胶的变形约束边界; 端盖的 位移引起橡胶密封件的压缩。建立有限元模型如图2 所示。
    定义轴套、端盖和滑环的单位类型为实体单元 PLANE42; 橡胶圈单元类型为超弹单元PLANE182。橡胶材料的Mooney-Rivlin 常数取C10 = 1. 87,C01 = 0. 47[7]。在模型上建立端盖-O 型圈、O 型圈-滑块、滑块-端盖和滑块- 轴套4 个接触对,接触单元 选择CONTA 172 和TARGE 169。施加的约束为轴 套下边界的X、Y 方向及端盖上边界的X 方向,这些 方向的位移都设置为0。求解时采用载荷步文件方 法[2,7 ],即在端盖的Y 方向施加一个向下的位移作 为第一步载荷,在O 型圈和滑块未与端盖接触的一 端施加液体压力作为第二步载荷,写载荷步文件并 从载荷文件求解。
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螺旋输送机介绍
螺旋输送机俗称绞龙,一般由输送机本体、进出料口及驱动装置三大部分组成,利用旋转的螺旋叶片将物料推移而进行螺旋输送机输送,使物料不与螺旋输送机叶片一起旋转的力是物料自身重量和螺旋输送机机壳对物料的摩擦阻力。——摘自百度百科《螺旋输送机》