聚氨酯發(fā)泡機(jī)經(jīng)過(guò)齒輪泵后具有一定的壓力，到達(dá)混合器內(nèi)會(huì)在壓力的作用下沿聯(lián)結(jié)攪拌花鼓的軸套桿泄漏，因此必須對(duì)混合器采取密封措施.由于混合器轉(zhuǎn)速高潤(rùn)滑條件差、以及發(fā)泡機(jī)在密封處結(jié)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(zhǎng)的使用壽命，必須保證0形圈的壓縮量或壓縮率適當(dāng).當(dāng)壓縮量過(guò)小時(shí)密封圈與被密封面的接觸應(yīng)力不夠，起不到密封作用;壓縮量過(guò)大后摩擦生熱快，密封接觸面溫升過(guò)高，導(dǎo)致密封圈短時(shí)間內(nèi)燒焦[‘〕.所以確定一個(gè)合適的壓縮量非常重要.

 

　　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(chǎng)，根據(jù)分析結(jié)果確定適宜的壓縮量，以保證0形圈有較長(zhǎng)的使用壽命.經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)情況相符.此分析方法與結(jié)果對(duì)解決類(lèi)似的問(wèn)題有一定的參考價(jià)值.

 

　　0形圈(NBR)的工作溫度要求在一40℃一120℃內(nèi)[z}，當(dāng)密封接觸面的zui高溫度超過(guò)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(wú)法測(cè)得，借助AN SY S軟件進(jìn)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(chǎng)分布.

 

　　由于動(dòng)密封時(shí)。形圈壓縮量(50" 3001 m)很小，所以在求解壓縮產(chǎn)生的彈力時(shí)采用線(xiàn)性模型對(duì)計(jì)算結(jié)果影響很小.為了簡(jiǎn)化計(jì)算過(guò)程，假設(shè)在較小的彈性變形范圍內(nèi)0型圈發(fā)生的是線(xiàn)彈性變形.因不同點(diǎn)的壓縮量不同，其壓力也不同，所以采用積分的方法并結(jié)合胡克定律求壓縮面上的壓力.從圖1可知:AE= RcosU,AH= Rcx>sU  h,AB父匕AB=zui大壓縮量，h= R一雙表示壓縮面上的點(diǎn)到X軸的距離.:=S.Smm，為0型圈的內(nèi)半徑.L}廠(chǎng)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(rùn)滑狀態(tài)下的摩擦系數(shù).9為熱流密度.則當(dāng)砌僅不同的值時(shí)，可以得到表1所示的結(jié)果.

 

　　1. 3  p型圈在轉(zhuǎn)軸上的幾何模型刀用ANSYS建立轉(zhuǎn)動(dòng)的軸套桿的ANSYS模型圖如圖2所示，其單元類(lèi)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(chǎng)的分布圖，取不同壓縮量下0型圈zui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(xiàn).

 

　　從圖3可知，在聚氨酯發(fā)泡機(jī)混合器高速旋轉(zhuǎn)攪拌的情況下，當(dāng)壓縮量琳0.2mm時(shí)，0形圈與軸套桿接觸面的zui高溫度超過(guò)了0型圈允許的工作溫度.考慮到壓縮量過(guò)小時(shí)發(fā)泡機(jī)泄露量會(huì)增大，壓縮量取0. 14-' 0. 16 mm時(shí)比較合適.當(dāng)=0. 15 m m時(shí)穩(wěn)杰潺度場(chǎng)如圖4所示.

 

　　由圖4可知，穩(wěn)態(tài)時(shí)接觸面的zui高溫度為106℃左右，其它部位溫度稍低，符合實(shí)際情況.此時(shí)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(zhuǎn)速下，0形圈處于不同的壓縮量時(shí)密封面的溫度場(chǎng)，然后根據(jù)密封圈的使用要求和分析結(jié)果確定合適的壓縮量或壓縮率一般情況下，動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)密封的壓縮率取為乳一1 }o.

 

　　a壓縮率取}o時(shí)既滿(mǎn)足了密封要求，又能夠讓0型圈具有較長(zhǎng)的使用壽命.

 

　　b.從圖3知電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)大約一小時(shí)后軸套桿上的溫度基本上達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài).

 

　　c.根據(jù)所確定的壓縮量的范圍，本實(shí)驗(yàn)樣機(jī)混合器密封溝槽的直徑范圍為聚氨酯發(fā)泡機(jī)