超高压液压缸活塞间隙密封的数值模拟

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超高压螺栓拉伸机要求液压缸承受超高压，运动速度低，精度要求高.因此对超高压液压缸的密封要求特别高 J，国产高压液压缸存在的问题是内泄大，不能长时间保压及使用寿命低等 J。

目前核电用液压缸主要依靠进口，费用极高且不利于螺栓拉伸机的国产化研究进程.因此，研究超高压液压缸的密封特性，对于加快螺栓拉伸机的国产化进程具有重要的意义。

超高压液压缸工作在低速状态，动静摩擦系数之差是低速液压缸产生爬行现象的主要原因。

密封分为静密封和动密封，动密封又分为往复动密封和旋转动密封.活塞和缸筒之间的密封是对密封装置要求较高的动密封，包括接触式密封和非接触式密封.目前，在液压缸的高端产品中，广泛采用间隙密封方式 .采用环状间隙密封，活塞整个外圆均被压力油包围，支承面积大，油膜刚度较高，能保证活塞与缸筒有很高的同轴度，运动平稳性和精度均得到提高.同时，静压油膜有良好的吸振效果，运动均匀平稳，振动很小 .而对于此类液压缸来说，间隙宽度的确定是首要问题。

计算流体力学(CFD)是 目前国际上研究流体问题的-个强有力的手段，是解决上述问题的有效途径 .应用 CFD仿真技术，可以从对流场的分析中发现产品或工程设计中的问题，缩短产品设计周期，降低设计经费，为预测产品的整体性能提供可靠依据。

本文应用 Gambit软件对某螺栓拉伸机超高压(200 MPa)液压缸建立了简化的模型，以 Fluent软件建立了液压缸活塞的动网格模型，并用 UDF技术编译活塞运动方式，赋予模型与实际相匹配的人口和出口压力边界条件，以模拟活塞与缸筒间缝隙内的压力惩速度场的变化规律。

1 液压缸模型建立在利用 FLUENT进行数值仿真计算之前，首先在 Gambit中建立液压缸二维模型，如图 1所示.液压缸尺寸：长 200 cm，宽 100 cm，进 口、出口、活塞杆直径均为 10 cm.活塞与液压缸内壁处的缝隙大小直接影响着泄漏量的大小，本文以0.3 mm和0.5 IBm的间隙为例进行对比分析。

图 1 液压缸模型米 收稿 日期：2013-O1-13基金项目：辽宁侍育厅高等学衅学研究计划资助项目(2011220051)作者简介：田胁(1973-)，女，讲师，硕士，主要从事图像处理及液压技术的研究E-mail：tzy###djtu.edu.en。

大 连 交 通 大 学 学 报 第34卷变化问题.得出了不同密封间隙的情况下，压力场及速度矢量变化对比.为确定合理的活塞与缸筒问的间隙值奠定了基础。