橡膠密封圈因其結構簡單、密封可靠，廣泛應用于各種密封結構中。其性能直接影響整個密封系統(tǒng)的壽命和性能。因此，對密封圈的研究以及制定相關的使用和設計規(guī)范標準尤為重要。對密封件進行分析檢測是必不可少的步驟。
橡膠密封圈的檢測步驟
1. 建立有限元分析計算模型
分析橡膠材料的本構模型。
建立有限元模型。
2. 計算結果與分析模型的參數(shù)
研究不同預壓縮率下的變形及應力分布。
研究不同介質壓力下的變形及應力分布。
分析預壓縮率對密封圈性能的影響。
分析介質壓力對密封圈性能的影響。
密封圈性能分析
1. 預壓縮率的影響
在介質壓力為0的情況下，隨著預壓縮率的增大，應力集中從上下兩側啞鈴狀位置向中間區(qū)域及兩側擴展并不斷增大。因此，壓縮較大時容易導致密封圈應力松弛，發(fā)生永久變形，彈性降低，從而失去密封能力。
2. 介質壓力的影響
在預壓縮率一定時，隨著介質壓力的不斷增大，密封圈部分被擠入間隙，最大應力也從中間區(qū)域向右側移動，最終在密封圈和密封槽轉角接觸部位達到最大值。這是密封圈剪切破壞的多發(fā)部位。因此在介質壓力較高時，需要在密封圈低壓側安裝擋圈，保護密封圈，防止密封失效。
3. 接觸應力分布
在預壓縮狀態(tài)下，接觸面上的接觸應力呈拋物線分布。隨著密封圈預壓縮率的增大，接觸應力和接觸長度不斷增大，最大接觸應力呈近似線性規(guī)律增大，有利于增強密封效果。但過大的壓縮率會導致密封圈產(chǎn)生較大的殘余變形和應力松弛，從而造成泄漏。因此，在保證有效密封的條件下應選擇適當?shù)念A壓縮量。
4. 介質壓力與接觸應力
在預壓縮率一定時，接觸面的接觸應力與接觸長度隨著介質壓力的增大而增大，最大接觸應力呈線性增長，這與密封圈的自密封特性相符。
結論
通過對橡膠密封圈的有限元分析和實際測試，我們可以更好地理解其在不同條件下的性能變化。這些研究不僅有助于優(yōu)化密封圈的設計和材料選擇，也為實際應用中的密封圈維護提供了科學依據(jù)。在實際應用中，合理選擇預壓縮率和介質壓力，可以最大限度地發(fā)揮橡膠密封圈的密封性能，延長其使用壽命，確保密封系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。