由于封隔器聚氨酯密封膠膠筒是軸對稱的,因此只取其1/2建立有限元分析模型,如圖模型由3種材料構(gòu)成;聚氨酯密封膠膠筒材料為橡膠;隔環(huán)、中心管和套管材料為鋼;橡膠表層貼的材料為紫銅。各材料性能為:聚氨酯密封膠膠筒橡膠密度為1500kg/m3,彈性模量Clo=1.87MPa,彈性模量G,=0.47MPa;紫銅密度為7830kg/m,彈性模量E=119MPa,泊松比c=0.36;鋼的密度為7850kg/m,彈性模2.06X105MPa,泊松比c=0.30在最上邊的剛性隔環(huán)上施加50100kN的坐封力,分析方法與常規(guī)聚氨酯密封膠膠筒類似。圖8-y9分別表示軸向載荷為50-10okN時上、下聚氨酯密封膠膠筒的接觸應(yīng)力??梢钥闯?,聚氨酯密封膠膠筒接觸應(yīng)力沿聚氨酯密封膠膠筒接觸長度分布不均勻,當坐封力較小時,聚氨酯密封膠膠筒接觸應(yīng)力分布較均勻;當軸向載荷較高時,接觸應(yīng)力分布曲線呈現(xiàn)2個峰值,這是由于初始聚氨酯密封膠膠筒內(nèi)、外表面都向外鼓,在繼續(xù)壓縮變形的過程中,向外鼓的內(nèi)表面反而擠向中心管的緣故;當軸向載荷繼續(xù)增加時,接觸應(yīng)力分布曲線仍然呈現(xiàn)2個峰值,但是靠近加載端聚氨酯密封膠膠筒的接觸應(yīng)力迅速增加,這種現(xiàn)象的產(chǎn)生與聚氨酯密封膠膠筒受力變形狀況是相聯(lián)系的,當軸向坐封力較小時,套管對聚氨酯密封膠膠筒的摩擦力小,接觸應(yīng)力分布趨于對稱,當載荷較高時,聚氨酯密封膠膠筒受摩擦力的影響,靠近加載端的接觸應(yīng)力增高。分析表明,上聚氨酯密封膠膠筒的接觸應(yīng)力為下聚氨酯密封膠膠筒接觸應(yīng)力的2倍多,上聚氨酯密封膠膠筒起主要坐封作用;聚氨酯密封膠膠筒被紫銅片所包絡(luò)的部分接觸應(yīng)力明顯較大,該段起主要密封作用。
結(jié)論
1)新型聚氨酯密封膠膠筒承受的接觸應(yīng)力比常規(guī)聚氨酯密封膠膠筒大得多,因此其結(jié)構(gòu)是合理的。
2)由2個聚氨酯密封膠膠筒組成密封、封隔單元,安全、可靠,完全可以起到密封封隔作用。
3)聚氨酯密封膠膠筒表面貼金屬片能提高其承載能力。http://www.zjdbfw.com/