2013年7月
第38卷第7期
DOI:10. 3969/j. issn. 0254 0150. 2013. 07.016
润滑与密封
LUBRICATION ENGINEERING
间隙密封液压缸泄漏量仿真分析蒋俊’郭媛’曾良才湛从昌付曙光（1.武汉科技大学机械自动化学院湖北武汉430081；
2.武汉冶金管理干部学院湖北武汉430081）
July2013 Vol. 38 No.7
摘要：针对间隙密封液压缸，采用CFD技术对不同结构的间隙内部流场进行仿真分析，得出流场分布及速度分布，
并计算出液压缸的泄漏量，以寻求间隙密封液压缸的最优结构。液压缸的泄漏量随活塞速度、间除的增大而增大，在加
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工精度允许条件下，可通过减小间隙来减小泄漏量。
关键词：液压缸；间原密封；泄漏量
中图分类号：TH136文献标识码：A文章编号：0254-0150（2013）7-075-5
Simulation and Analysis of Leakage for ClearanceSealof Hydraulic Cylinder
Jiang Jun'Guo YuanZeng LiangcailZhan Congchang'Fu Shuguang
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(1. College of Machinery and Automation, Wuhan University of Science and Technology, Wuhan Hubei 430081, China ;
2 Wuhan College of Metallurgy and Personnel Administration,Wuhan Hubei 430081,China)
Abstract: To solve the seal leakage problem of the hydraulic cylinder with clearance seal,the flow field in the clearance with different structure was analyzed by CFD method. The distribution of flow field and velocity field was obtained, and the leakage of different types of clearance seal was calculated in order to find the optimal structure of clearance seal. The leakage is increased with the increasing of piston velocity and gap size, so the leakage can be reduced through reducing the gap size under the condition permitted in machining accuracy.
Keywords:hydraulic cylinder; clearance seal; leakage
在液压系统的机械密封中，摩擦会使液压缸、
滑阀在起动时产生爬行、振荡现象，甚至会使系统进入无序运动的混沌状态，极大地降低了系统的性能。所以，对于一些要求低摩力、快速响应的液压缸及液压元件，均希望取消密封圈而采用间隙密封形式(1]。尤其是伺服液压缸，其要求低摩擦力、无爬行、频率响应高、寿命长、高可靠性，应采用间隙密封以满足液压伺服系统的静、动态性能要求[2]。
间隙密封在间隙中有一层薄的油膜，对运动副起到润滑作用，从而降低摩擦力，提高动态性能[3]。但是，间隙密封结构不能保证泄漏，特别是环形间，泄漏量与间隙量成三次方的关系，因此密封间隙结构必然带来泄漏量的增加，所以控制密封间隙量非常重要。若间隙过大，泄漏增大；若间隙过小，缸筒内表
收稿日期：2013-01-21
作者简介：蒋俊（1985一），女，研究方向为液压传动与控制 E-mail: jiangjunj2006@126. com
面容易磨损。而且液压缸在工作过程中，由于间隙量一定，泄漏量随压差升高而增大(4-6)。为此，本文作者应用CFD技术，对不同结构的间隙密封形式的内部流场进行仿真分析研究。
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模型建立
在液压缸中缸体与活塞之间是轴向往复运动，活
塞和缸在结构上都是轴对称的，且两者之间采用间隙密封。工作时，间隙内充满的液压油形成一环形流场，将活塞与缸筒隔开，使两接触面在运动过程中不发生接触（摩擦）。
建模时只选取间隙中的环状流体进行研究。环状间的结构如图1所示，其参数为：环形间隙内径 d=62.5mm；环形间隙h分别取8、10、15、18、 20、25、30μm；环形间隙外径D=d+h；平衡槽的槽宽W=0.8mm；平衡槽的槽深h,=1mm；两平衡槽间的间距为8mm。