涨圈密封环自由状态切口间隙的理论计算

涨 圈密封 环 的宽 度 ；
涨圈密 封环 的径差 ；
—
置 中 的密 封结构 的设 计基 本 上仍 然 采用 传 统 的设计 方
法 ，即经验 设计及 粗 略宏 观 的 分 析方 法 ，而 通过 这 种
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—
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涨 圈上 点 因受 均匀 压力 Ｐ所 产 生 的弯 曲
方式进行密封结构 的设计 显然已经不能满足现 代精确设 计的要求 ，而且 ，更为重要 的是 ，密封件 的价值 并不仅
ⅣＧ Ｗｅ —ｔ ｏ ｎ ａ Ｍ Ａ Ｃａｎ
（ ｏｔ ｈｎ ｎｖｒ ｔ ｏ Ｔｃ ｎｌｇ ， ｃｏｌ ｆ ｃａ ｉ ｌ ｎ ｕｏ ｏ ｖ ｎｉｅｒ ｇ Ｇ ａｇｈ ｕ ６０ ｈｎ ） ＳｕｈＣ ｉａＵ ｉｅ ｉ ｆ ｅｈ ｏ ｙ Ｓｈ ｏ ｏ ｈ ｎ ａ ａｄＡ ｔ ｔ ｅＥ ｇ ｅ ｎ ， ｕｎ ｚｏ ５ ０４ ，Ｃ ｉ ｓｙ ｏ Ｍｅ ｃ ｍ ｉ ｎ ｉ １ ａ
在 Ａ 间取 一极 小段 ｄ ，其 上所受 力为 ｄ ，则 ： Ｍ ｓ ｐ
＝ｐＬｄ Ｓ
将 ｄ ｐ分 为 与 Ａ 弦 垂 直 及 平 行 的 二 分 力 ｄ Ｍ Ｆ和
ｄ Ｈ，则有 ：
性层
，
应有 一 定 的 弹 力 卡 紧在 壳 体 上 ，保 证 涨 圈不 随 轴 转 动 。涨圈与 壳体是 相 对静 止 的 ，一旦 发 生 滑动 ，涨 圈
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｃ ｏ ｄ ｎ ｈ ｃ ａ ｉｓｏ ｔｒ ｌ ，ｍｅ ｈ ｎ ｃ ｌ ａ ａｙ ｅ ｈ ｉｔｎ ｒ ｇ， ａ ｄ ｔｋ ｎ ｔ ｃ ｏ ｎ ｈ ｔ ｓ ｉｈ ｔ ｅｓ ｒｉｅ ｓｒ ｃ ：Ａ ｃ ｒ ｉ ｇｔ ｔ ｅ Ｍｅ ｈ ｎ ｃ ｆ ｏ Ｍａｅ ａ ｓ ｉ ｃ ａ ｉａ ｙ ｎ ｌｚ ｄ ｔ ｅｐ ｓｏ ｎ ｌ ｉ ｎ ｉｇ ｉ ｏａ ｃ ｕ ｔｔｅ ｓ ｅ ｓ ａ ｎ ｒ ｗｈ ｃ ｈ ｅｖｃ ｌ ｄ ｗｏｋ ｄ ｏ ｈ ｉ ｅ ｗ ｅ ｏ ｋ ｎ ．Ａ ｄ ｃ ｌｕ ａｅ ｔ ｅ ｇ ｐ ｒ ｎ ｅ ｏ ｉｔｎ ｒｎ ｎ ｅ ｅ ｆ ｅ ｓａｅ ｆ ｉ ｒ ｅ ｎ ｔ ｅ ｃｒ ｌ ｈ ｎ ｗ ｒ ｉｇ ｕ ｃ ｎ ａｃ ｌ ｔ ｈ ａ ａ ｇ ｆ ｓｏ ｉ ｇ ｕ ｄ ｒｔ ｒ ｔ ｔ． ｐ ｈ ｅ Ｋｅ ｏ ｄ ｙ Ｗ ｒ ｓ：ｐ ｓ ｎ ｒ ｇ ｒ ｅ ｓ ｔ ；ｉ ｃｓｏ ａ ｉｔ ｎ ；ｆｅ ｔ ｅ ｎ ｉｉｎ ｇ ｐ ｏ ｉ ａ
０ 引 言
动力 和传动结 构 的高 功率 密 度是 现代 机 械 的 重要
发展 方 向 ，旋 转密 封 的性 能对 现 代传 动 系统 的结 构 及 性能 有较大 的影 响 ，而 高速 高 压旋 转 密封 技 术成 为 了
上 ，而太大 ，收 口时引起涨圈损坏。因此 为了提高涨 圈密封 的性 能 ，保 证 密封 稳定 地 运 转 ，本 文 对涨 圈 密 封 环 自由状态 下 的切 口间隙做 了相应 的研究 。
力矩 ；
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ＡＯＭ ：
仅表现在 自身的价值上 ，密封件 的损坏所造成 的损失往 往是 密封 件本身价值 的千万倍 。所 以利 用现代设计 方法
进 行密封 结构分析与设计有一定 的实用 价值 Ｊ 。 根据涨 圈密 封环 的设 计 原则 ，当轴 旋 转 时 ，涨 圈
Ａ — 切 口间隙 。 —
外 圆和壳体 内表 面 由于 磨 损 使 得 涨 圈 开 口间 隙 增 大 ，
导致 密封失效 ，而壳 体磨 出的 沟槽 又 使 涨圈 的拆 卸 变
得 困难 。因此 ，Biblioteka Baidu设 计 时涨 圈要 有 一定 的弹力 使 外 圆
的摩擦力大于涨圈端 面的摩擦力 ，而这正是靠 自由状 态 下 的切 口间隙来 保证 的 。切 口 自由 间隙 Ｃ的大 小 影 响外 圈 的涨 力和摩 擦 力 ，外 涨力 过 大容 易 导致 操 作失
由 ｄ ：ｄ ｃ ｓ ，则上 式可 写为 ： ｃ Ｓ ｏ￣ ｂ
ｄ ｃ ｓ ＝ Ｌ Ｓ ｏｑ ＝ Ｌ ｃ Ｆ＝ ｏ， ｐ ｄ ｃｓ ｐ ｄ ／ ， ａ
１ 涨 圈 密 封 环压 力 分 析
假定 涨 圈 受 到 均 匀 分 布 的 压 力 Ｐ ，作 用 后 成 一 圆 Ｊ ，如 图 ｌ所示 ，设 ：
— —
实现 现代机械 高功 率 密度 的有效 途 径 。现 阶段 ，大 功
率 动力换 挡传 动装置 中离合 器及 制 动器 配 油装 置 的旋 转 密封一 般选用 涨 圈密 封型 式 Ｊ 。但 目前 对 于传 动装
效 （ 油推不 动它 ，不 能 形 成 密 封 ） ，太 小 可能 引起 外 圈打 滑 。同时 ，在 涨圈安 装 时 ，Ｃ太 小 就 不 能装 入 轴
收稿 日期 ：０ ９０ －５ ２ ０ －８２
： ：＝ ：
Ｂ
图 １ 涨圈压力分析图
ｄ ｃｓ ｐ ｄ ｅｓ Ｆ＝ ｏ６＝ Ｌ Ｓ ｏｅ ｂ
液 压 气 动 与 密 封 ／ ０１ 年 第 ３ 期 ２ ０
涨 圈密 封环 自由状态 切 口间 隙的理 论 计算
王 文涛
摘
马 灿
５０４ ） １６ ０
（ 华南 理工 大学机 械与 汽车工 程学 院 ，广 州
封环 自由状态下的切 １间隙的取值范 围。 ２ １ 关键词 ：涨圈密封环 ；自由状态 ；切 口间隙 中途分类号 ：Ｔ １． Ｈ１７ １ 文献标识码 ：Ａ
要：根据材料力学 ，对涨圈环进行力学分析，同时考虑 了涨圈工作 状态下工作介质 压力对涨 圈的作用 应力 ，计 算出 了涨圈密
文章编号 ：１０ ０ １ ２ １ ）０ ０ ２ ０ ０ ８— ８ ３（ ００ ３— ０ ８— ３
Ｔｈ ｏ ｅｉａ ｌ ｕ ａｉ ｎ ｏ ｅ Ｉ ｃｓｏ ａ ｆＰｉ ｏ ｉ ｎ ｅ ｈ ｒ ｅ Ｓ ａｅ ｅ ｒ ｔ ｌＣａｃ ｌｔｏ ｆＴｈ ｎ ｉｉ ｎ Ｇ ｐ ｏ ｓ ｎ Ｒ ｎｇ Ｕ ｄ ｒｔ ｅ Ｆ ｅ ｔｔ ｃ ｔ