基于ADINA的组合式动密封泄漏量与摩擦力计算

doi:10.3969/j.issn.1000-565X.2010.02.018

华南理工大学学报（自然科学版） ›› 2010, Vol. 38 ›› Issue (2): 95-100.doi: 10.3969/j.issn.1000-565X.2010.02.018

基于ADINA的组合式动密封泄漏量与摩擦力计算

崔晓董彦良赵克定

哈尔滨工业大学机电工程学院, 黑龙江哈尔滨 150001

收稿日期:2009-04-07 修回日期:2009-06-04 出版日期:2010-02-25 发布日期:2010-02-25
通信作者: 崔晓（1980-），男，博士生，主要从事高精度电液伺服马达结构及性能的优化研究． E-mail:cui．xiao．dt@gmail．com
作者简介:崔晓（1980-），男，博士生，主要从事高精度电液伺服马达结构及性能的优化研究．
基金资助:
国防科技预研重点资助项目（441/A966000-09）

Calculation of Leakage Dynamic Seals and Friction of Combined Based on ADINA

Cui Xiao Dong Yan-liang Zhao Ke-ding

School of Mechatronics Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, Heilongjiang, China

Received:2009-04-07 Revised:2009-06-04 Online:2010-02-25 Published:2010-02-25
Contact: 崔晓（1980-），男，博士生，主要从事高精度电液伺服马达结构及性能的优化研究． E-mail:cui．xiao．dt@gmail．com
About author:崔晓（1980-），男，博士生，主要从事高精度电液伺服马达结构及性能的优化研究．
Supported by:
国防科技预研重点资助项目（441/A966000-09）

摘要/Abstract

摘要： 为了对高精度电液伺服马达的内泄漏做定量研究，文中提出了一种基于有限元的油膜控制方程数值解法．该方法首先利用有限元软件ADINA计算密封件表面的接触应力，然后使用逆解法求解一维雷诺方程得到油膜厚度，进而计算出泄漏量与摩擦力，在计算过程中使用3次多项式拟合入口区压力，解决了逆解法中压力二阶导数函数拐点难以确定的问题；分析了O型圈预压缩率、介质压力、转子半径、马达转速及油温对泄漏量和摩擦力的影响．结果表明，与传统的迭代法相比，该方法具有较高的数值稳定性与效率，适用于不同工况下马达泄漏量和摩擦力的计算，为弹性填充式密封的设计提供了理论依据．

关键词: 电液伺服马达, 组合式动密封, 泄漏, 摩擦, 弹性流体动力润滑, 有限元方法

Abstract:

In order to quantitatively analyze the internal leakage of high-precision electrohydraulic servomotor, a numerical method to solve the oil-film control equation is proposed based on the finite element method. In this method, the contact stress on the seal surface is calculated with the finite element software ADINA; the oil film thickness is obtained by solving the one-dimension Reynolds equation with the inverse method; and the leakage and the friction are also calculated. Then, in order to overcome the difficulty in determining the inflection point of the two-order derivative pressure function, a cubic polynomial is used to fit the pressure at the inlet. Moreover, the effects of O-ring pre-compression ratio, medium pressure, rotor radius, motor velocity and temperature on the leakage and the friction are analyzed. The results indicate that the proposed numerical method is more stable and effective than the conventional iterative method. It is applicable for the calculation of leakage and friction of electrohydraulic servomotor, and it lays a theoretical foundation for the design of elastomeric seals.

Key words: electrohydraulic servomotor, combined dynamic seal, leakage, friction, elastohydrodynamic lubrication, finite element method

崔晓董彦良赵克定. 基于ADINA的组合式动密封泄漏量与摩擦力计算[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2010, 38(2): 95-100.

Cui Xiao Dong Yan-liang Zhao Ke-ding . Calculation of Leakage Dynamic Seals and Friction of Combined Based on ADINA[J]. Journal of South China University of Technology (Natural Science Edition), 2010, 38(2): 95-100.

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Calculation of Leakage Dynamic Seals and Friction of Combined Based on ADINA

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