O形金属橡胶密封件性能分析及应用研究

论文摘要

金属橡胶材料密封性能研究是金属橡胶技术领域的一个重要研究方向。因为金属橡胶材料具有工作温度范围大、耐腐蚀、弹性好、耐辐射、结构性能具有可设计性等特点,所以金属橡胶材料密封构件在航空、航天领域等特种工况下具有广阔的应用前景。本文的研究揭示了金属橡胶材料的温度特性,并结合某科研院所提出的对大温差环境下气体密封的具体需求,对金属橡胶O形结构密封圈的密封机理进行了理论分析与实验研究。本文根据实际工况提出的密封圈工作温度和具体参数要求,综合分析了密封功能对材料的要求,以及材料在特定工作条件下与密封性能的关系,确定了密封圈以金属橡胶材料作弹性元件,其外部包覆聚四氟乙烯的复合结构形式。设计了密封圈的具体结构,确定了主要结构参数,编制了金属橡胶密封弹性元件制备工艺和聚四氟乙烯外皮的包覆工艺,成功的制作出了金属橡胶氟塑料复合型密封圈。本文以金属橡胶为各向同性材料的假设为基础,理论上推导了金属橡胶材料的线膨胀系数与金属的线膨胀系数的关系,并进行了相关的实验研究。获得了金属橡胶材料线膨胀系数随温度的变化规律,分析了影响膨胀系数的主要因素。本文建立了金属橡胶密封圈在工作过程中的计算模型。推导出了最大压力传递系数的公式,并通过橡胶材料O形圈验证了公式的准确性。对金属橡胶材料O形圈的最大压力传递系数进行了分析,得到了金属橡胶密封圈压力传递系数的变化趋势,分析了金属橡胶O形密封圈的密封机理。课题是国家自然科学基金资助项目“金属橡胶构件内部微观组织结构对其性能影响的机理及其应用基础研究”(项目号:50675042)的一部分。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 密封概述
• 1.2.1 密封技术的发展概述
• 1.2.2 O形密封圈
• 1.3 金属橡胶概述
• 1.3.1 国内外对金属橡胶技术的研究情况
• 1.3.2 金属橡胶密封技术的应用
• 1.3.3 金属橡胶其他方面的应用
• 1.4 课题的主要研究内容
• 第2章 密封材料选择与密封圈制备
• 2.1 密封功能对密封材料的要求
• 2.2 材料选择与密封圈制备
• 2.2.1 金属橡胶材料
• 2.2.2 聚四氟乙烯材料
• 2.2.3 金属橡胶密封圈的制备
• 2.3 本章小结
• 第3章 金属橡胶材料温度特性分析与实验研究
• 3.1 密封材料温度特性
• 3.2 金属橡胶温度线膨胀系数理论分析
• 3.3 金属橡胶膨胀系数实验研究
• 3.3.1 线性热膨胀系数分析
• 3.3.2 平均线膨胀系数分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 密封圈密封理论分析与研究
• 4.1 概述
• 4.2 O形密封原理分析
• 4.3 压力传递系数研究
• 4.4 金属橡胶材料O形密封圈密封分析
• 4.4.1 金属橡胶O形圈压力传递系数实验研究
• 4.4.2 金属橡胶O形密封圈密封机理分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 密封圈密封效果实验研究
• 5.1 密封检测概述
• 5.2 检漏方法的分类和特点
• 5.2.1 检漏方法的选择
• 5.2.2 检漏方法的分类
• 5.3 金属橡胶密封圈密封效果检测
• 5.3.1 检漏测试方法
• 5.3.2 实验与分析
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢
• 个人简历