氮气弹簧若干关键件设计与性能分析

发布时间：2017-04-13 23:21

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【摘要】：氮气弹簧性能优异，在国外已广泛应用于汽车模具、电子产品等领域，但国内生产厂家很少且性能远低于国外。为此，本文基于国外某型氮气弹簧，，作了以下几方面研究： 1.在给定的设计温度、压力等使用要求下，以Von-Mises屈服准则为强度设计的评价依据，对氮气弹簧主要零部件缸筒、缸底和活塞杆等进行了强度计算和结构设计。 2.以接触压力大小为判别密封结构好坏和以Von-Mises屈服准则为判别材料强度是否合理，对静、动密封结构进行了研究，分析了O型密封圈截面直径、滑环厚度和密封间隙等参数与工作压力之间的关系；并通过有限元计算，比较了在滑环上开不同形状环槽时的接触压力，得出环槽形状为矩形时较优。 3.在干摩擦和充分润滑时，模拟了摩擦热在滑环和缸筒上随时间的变化情况及氮气弹簧内部温度在运动速度不同时达到的最大值，得出了活塞杆允许的最大运动速度。 本文通过有限元分析，较好的完成了氮气弹簧若干关键件的结构设计和静、动密封结构设计并对氮气弹簧的温度、密封性能进行了分析，能够对国内氮气弹簧的发展提供一点参考和借鉴。
【关键词】：氮气弹簧 静密封 动密封 摩擦热 ANSYS
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH135
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 课题背景10
• 1.2 氮气弹簧国内外发展现状10-11
• 1.2.1 国外发展现状10-11
• 1.2.2 国内发展现状11
• 1.3 课题研究内容和意义11-15
• 1.3.1 本文的研究意义11-12
• 1.3.2 本文的研究内容12-15
• 第2章 氮气弹簧若干关键件的设计15-22
• 2.1 缸筒的结构设计15-16
• 2.1.1 缸筒材料的选用15
• 2.1.2 氮气弹簧缸筒壁厚设计15-16
• 2.2 氮气弹簧内封体积的计算16-17
• 2.3 钢丝卡圈直径的计算17-18
• 2.4 导向环18
• 2.5 缸底设计18-20
• 2.6 活塞杆设计20-21
• 2.7 本章小结21-22
• 第3章 静、动密封性能分析22-44
• 3.1 静密封结构的设计22-31
• 3.1.1 静密封的结构评价依据22-23
• 3.1.2 O 型密封圈的硬度23
• 3.1.3 静密封的实体模型23-24
• 3.1.4 模型的基本假设24
• 3.1.5 静密封结构的有限元分析24-27
• 3.1.6 密封圈截面直径对静密封性能的影响27-28
• 3.1.7 压缩率对静密封性能的影响28-30
• 3.1.8 密封间隙对静密封性能的影响30-31
• 3.2 动密封设计31-37
• 3.2.1 密封原理33
• 3.2.2 采用“薄唇”结构的有限元分析33-34
• 3.2.3 滑环的厚度对动密封性能的影响34-36
• 3.2.4 O 型密封圈压缩率对动密封性能的影响36-37
• 3.3 “厚唇”滑环上开沟槽的结构37-43
• 3.3.1 环槽数对滑环与缸筒接触压力的影响38-41
• 3.3.2 环槽断面形状对滑环接触压力的影响41-42
• 3.3.3 环槽深度和滑环厚度对密封的影响42-43
• 3.3.4 缸筒表面粗糙度对动密封性能的影响43
• 3.3.5 “厚唇”组合密封结构参数的确定43
• 3.4 本章小结43-44
• 第4章 摩擦升温对氮气弹簧的影响44-57
• 4.1 热分析44-45
• 4.2 氮气弹簧的瞬态热分析45-49
• 4.2.1 模型的基本假设45
• 4.2.2 模型的建立45-46
• 4.2.3 摩擦热的分配46-47
• 4.2.4 摩擦系数对温升的影响47
• 4.2.5 运动速度对温升的影响47-48
• 4.2.6 运动时间对滑环温升的影响48-49
• 4.3 稳态热分析49-56
• 4.3.1 对流换热系数的确定49-50
• 4.3.2 传热系数的确定50-52
• 4.3.3 缸筒内部温度的理论计算52-53
• 4.3.4 稳态下缸筒的温度分析53-54
• 4.3.5 速度和摩擦系数对温度的影响54-56
• 4.4 本章小结56-57
• 结论57-58
• 参考文献58-61
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果61-62
• 致谢62-63
• 作者简介63

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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2 任全彬;蔡体敏;王荣桥;胡殿印;;橡胶“O”形密封圈结构参数和失效准则研究[J];固体火箭技术;2006年01期

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本文编号：304724