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Análisis de lubricación mixta acoplada en campo multifísico de sellos de labio de vacío hidráulico reciprocante

Autores: Zhao, Yan; Cai, Zhihui; Feng, Ziming; Chen, Wenzheng; Yuan, Heng

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Análisis de lubricación mixta acoplada en campo multifísico de sellos de labio de vacío hidráulico reciprocante


Categoría

Tecnología de Equipos y Accesorios

Subcategoría

Diseño de equipos y herramientas

Palabras clave

Fallo de sello
Sistemas hidráulicos
Aspecto térmico
Temperatura
Modelo de lubricación
Fuerza de fricción

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 21

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La práctica de la ingeniería ha demostrado que la falla del sello puede resultar en fugas severas y desgaste, reduciendo la eficiencia de los sistemas hidráulicos e incluso llevando a importantes riesgos de seguridad. Actualmente, los análisis del aspecto térmico de las interfaces de sellado son relativamente limitados, con la mayoría de los estudios centrados en el análisis mecánico. Sin embargo, en aplicaciones reales, la temperatura tiene un impacto significativo en el rendimiento del sellado. En este artículo, se acoplan la elastomecánica no lineal, la mecánica de fluidos viscosos, la mecánica de micro-contacto, la teoría de micro-deformación y la termodinámica para establecer un modelo de lubricación mixta que considere el efecto térmico. La fiabilidad del modelo de lubricación mixta se verifica a través de experimentos, y se simulan la distribución de temperatura de la película de aceite en el área de sellado y la distribución de temperatura del anillo de sellado. Finalmente, se investigan los efectos de la velocidad de reciprocación, la rugosidad media cuadrática, la presión del medio fluido y la precompresión del sello en la fuerza de fricción del sello y la fuga. Los resultados muestran que el calor generado en el área de sellado se acumula en la parte inferior del anillo en V. En las mismas condiciones, en comparación con el movimiento de entrada, el área de aumento de temperatura del movimiento de salida está sesgada hacia la izquierda y el aumento de temperatura es mayor. Además, la velocidad de la varilla del pistón y la compresión preliminar del anillo de sellado tienen un mayor impacto en la fuerza de fricción total del sello y la fuga. Bajo una menor precompresión del sello, la rugosidad RMS tiene una gran influencia en la fuga y la fricción en el movimiento de salida, mientras que el impacto del movimiento interno es limitado.

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