液压作动器的密封磨粒磨损及寿命预测若干问题研究

发布时间：2016-12-27 15:10

  本文关键词：液压作动器的密封磨粒磨损及寿命预测若干问题研究，由笔耕文化传播整理发布。

《哈尔滨工业大学》 2013年

液压作动器的密封磨粒磨损及寿命预测若干问题研究

吴琼  

【摘要】：液压伺服作动器是飞机飞控系统的重要组成部分，它的可靠性影响着飞机飞行姿态的灵敏性和准确性。液压作动器长期在高温高压的连续工作环境下，它的密封性能影响着正常工作。密封失效引起漏油会降低液压系统的工作效率，更可能危及到整个飞机的安全。在作动器的工作环境中，空气中不免漂浮着固体颗粒，同时其他摩擦副的磨损也会形成磨屑，这些磨粒可能会进入密封圈和活塞杆之间的移动副引发磨粒磨损，这种磨损是不可忽视的。本文将以某飞机液压伺服作动器的密封圈-活塞杆移动副为研究对象，对密封性能和寿命预测进行研究。 首先，以Hertz接触模型为理论基础，建立密封结构磨损模型。将磨粒磨损分为两个阶段，即由三体磨粒磨损向二体磨粒磨损的过度，分别对两个磨损阶段建立理论模型。根据斜碰撞理论和Hertz阻尼接触理论，建立三体磨粒磨损模型。再参考磨粒犁削摩擦理论建立二体磨粒磨损模型和含油膜的磨粒磨损模型。 其次，综合考虑橡胶材料的特性，利用有限元软件ANSYS建立密封圈和活塞杆之间的磨粒磨损的有限元模型，然后对作动器密封结构磨粒磨损的两个阶段分别做有限元分析，研究磨粒磨损发生的因素和影响关系。通过分析三体磨损发生与磨粒直径负相关，和运动速度正相关，得到发生三体磨粒磨损的临界条件，提出了判断三体磨粒磨损发生的方法。二体磨损的分析中得到了预测寿命中的最重要因素——接触应力，并分析证明理论模型中二体磨粒磨损的影响因素。 然后，用G-W统计模型将微观的磨粒接触应力转化为宏观的活塞杆表面受到的压应力，提出了磨粒磨损引发的额外应力的统计学计算方法。根据组合磨损计算方法，以磨损量为研究对象，提出预测密封结构磨粒磨损的寿命的方法。 最后动力学仿真软件ADAMS建立了作动器的整体样机，模拟了磨粒磨损引发的额外接触应力下作动器的工作情况，分析了磨粒磨损在宏观上对磨损寿命的影响。并验证了微观磨粒接触的理论。 本文从理论模型，微观应力和宏观应力三方面研究磨粒磨损带来的额外接触应力对密封性的影响，并提出了在作动器下密封结构的寿命预测方法和磨粒磨损的判定条件。本文为密封结构的机构改进提供了新的思路，提出了密封性判断新的角度，为密封寿命预测提出了新的方法。

【关键词】：
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：V227.82;TB42
【目录】：

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