摘要:采用ANSYS對聚氨酯發(fā)泡機混合器的0形密封圈在不同壓縮量下密封接觸而處的溫度場進行了分析根據(jù)分析結果確定了合適的壓縮量和密封溝槽的尺寸結果表明:壓縮量為$%時，密封接觸而的溫度滿足使用要求

 

　　聚氨酯發(fā)泡劑經過齒輪泵后具有一定的壓力，到達混合器內會在壓力的作用下沿聯(lián)結攪拌花鼓的軸套桿泄漏，因此必須對混合器采取密封措施.由于混合器轉速高潤滑條件差、以及發(fā)泡劑在密封處結成硬塊等因素的影響，密封圈發(fā)熱快，極容易燒壞.要想密封圈有較長的使用壽命，必須保證0形圈的壓縮量或壓縮率適當.當壓縮量過小時密封圈與被密封面的接觸應力不夠，起不到密封作用;壓縮量過大后摩擦生熱快，密封接觸面溫升過高，導致密封圈短時間內燒焦[‘〕.所以確定一個合適的壓縮量非常重要.
 

聚氨酯發(fā)泡機混合器密封接觸面的溫度場分析
 

　　采用AN SY S軟件分析0形圈在不同壓縮量下密封接觸面的溫度場，根據(jù)分析結果確定適宜的壓縮量，以保證0形圈有較長的使用壽命.經實驗驗證，模擬結果與實驗情況相符.此分析方法與結果對解決類似的問題有一定的參考價值.

 

　　1  AN SY S模擬

 

　　0形圈(NBR)的工作溫度要求在一40℃一120℃內[z}，當密封接觸面的高溫度超過120}C后0形圈容易燒焦，失去密封作用.工作狀態(tài)下密封面處的溫度無法測得，借助AN SY S軟件進行瞬態(tài)熱分析，可以得到在不同壓縮量下密封接觸面及軸套的溫度場分布.

 

　　由于動密封時。形圈壓縮量(50" 3001 m)很小，所以在求解壓縮產生的彈力時采用線性模型對計算結果影響很小.為了簡化計算過程，假設在較小的彈性變形范圍內0型圈發(fā)生的是線彈性變形.因不同點的壓縮量不同，其壓力也不同，所以采用積分的方法并結合胡克定律求壓縮面上的壓力。

 

　　(3)880/(60A)，為0型圈實體結構部分的半徑，D為實體部分的直徑.R= S.Smm,為電機轉軸半徑.W是大壓縮量，h= R一雙表示壓縮面上的點到X軸的距離.:=S.Smm，為0型圈的內半徑.LI=廠GOF,u,}為積分區(qū)間.E= 3 M Pa.為0形圈的彈性模量._=0. 8，為0形圈在潤滑狀態(tài)下的摩擦系數(shù).9為熱流密度.則當砌僅不同的值時，可以得到表1所示的結果.

 

　　L 2初始條件和邊界條件

 

　　a. 0型圈不發(fā)生轉動.

 

　　b. 0型圈和電機轉軸的初始溫度均為20 }C .

 

　　c.熱流密度9如表1所示.

 

　　d.電機轉速2 880 r /min.

 

　　1. 3p型圈在轉軸上的幾何模型刀用ANSYS建立轉動的軸套桿的ANSYS模型圖如圖2所示，其單元類型為SO LID90};}，根據(jù)邊界條件可以得到以上五種不同壓縮量軸套溫度場的分布圖，取不同壓縮量下0型圈大正壓力處的瞬態(tài)溫度[[4 }可以得到圖3所示的溫度曲線.夠黔

 

　　2結果分析

 

　　從圖3可知，在聚氨酯發(fā)泡機混合器高速旋轉攪拌的情況下，當壓縮量琳0.2mm時，0形圈與軸套桿接觸面的高溫度超過了0型圈允許的工作溫度.考慮到壓縮量過小時發(fā)泡劑泄露量會增大，壓縮量取0. 14-' 0. 16 mm時比較合適.當=0. 15 m m時穩(wěn)杰潺度場如圖4所示.

 

　　由圖4可知，穩(wěn)態(tài)時接觸面的高溫度為106℃左右，其它部位溫度稍低，符合實際情況.此時0型圈的壓縮率為8'1o.采用AN SY S還可分析混合器在不同轉速下，0形圈處于不同的壓縮量時密封面的溫度場，然后根據(jù)密封圈的使用要求和分析結果確定合適的壓縮量或壓縮率一般情況下，動態(tài)旋轉密封的壓縮率取為乳一1 }o.

 

　　3結語

 

　　a壓縮率取}o時既滿足了密封要求，又能夠讓0型圈具有較長的使用壽命.

 

　　b.從圖3知電機轉動大約一小時后軸套桿的溫度基本上達到穩(wěn)定狀態(tài).

 

　　c.根據(jù)所確定的壓縮量的范圍，本實驗樣機混合器密封溝槽的直徑范圍為17. 2y   17. 8 mm.