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機(jī)械社區(qū)

標(biāo)題: 高壓密封設(shè)計,，感覺被挖了一個小坑 [打印本頁]
作者: liuxiaoran    時間: 2022-12-3 08:11
標(biāo)題: 高壓密封設(shè)計,，感覺被挖了一個小坑
本帖最后由 liuxiaoran 于 2022-12-3 08:15 編輯

前一陣，做某產(chǎn)品的工程師做了一個端頭密封,，錐面密封,，密封端頭是黃銅，設(shè)計液體壓力從35mpa提高到60mpa,。密封扭矩60nm,，結(jié)果漏油了，然后根據(jù)直覺,，把扭矩加到100nm,，好了。但是客戶不依，說你要給我證明設(shè)計沒問題,。

注意,，是機(jī)械設(shè)計沒問題，不是一次實驗沒問題,。也就是要一個設(shè)計的理論邏輯和校核,。

個人懂點，但是不算擅長,�,；具壿嬛溃袛嗟倪壿嬛�,，但是不知道具體給多少,。

基本兩個點：
第一,，下限,。密封需要一定的接觸壓力（和接觸寬度有關(guān)），這個容易,，力加大就行,。
第二，上限,，黃銅不能嚴(yán)重屈服,，一般有點點屈服是OK的甚至好的。

開始我信心滿滿,，覺得這是小case,，金屬密封200mpa的設(shè)計我也見過，這里不過60而已,�,！，F(xiàn)在突然想起,，黃銅的屈服大約就130這個數(shù)量級,。密封60，那么平均接觸壓力換算出來大約180mpa這個數(shù)量級,。峰值接觸壓力大約270,，那么最大剪切大約0.3-0.4倍就是100mpa左右，屈服強(qiáng)度是最大剪切力大約兩倍就需要200mpa,，最常用的黃銅只有120.140,。目測就不夠了。（略有屈服是OK的,，這種計算便保守）但是感覺差很多了,，屈服強(qiáng)度不夠了。

哎，小問題一堆,，找不到人問,。只有屌絲一個外行閉門造車。突然懷疑,，也許客戶（英國）對這個設(shè)計比我們懂（我們其實除了我懂一下邏輯和大方向國內(nèi)其他人完全沒人懂）,。。

版面估計也不會那么巧有人懂,，但是有沒有人知道誰懂,？謝謝。



作者: zjhcnsod    時間: 2022-12-3 08:30
分析的這么透徹,，還有啥好疑慮的,？
作者: 未來第一站    時間: 2022-12-3 08:54
本帖最后由 未來第一站 于 2022-12-3 09:06 編輯

黃銅肯定不行了，得是碳鋼了,，比如優(yōu)質(zhì)10# 或35CrM,，滲氮，表面HV550以上內(nèi)部HV250,，當(dāng)然對面也要硬,。
另外熱處理是仿真不了的！

作者: liuxiaoran    時間: 2022-12-3 09:02
zjhcnsod 發(fā)表于 2022-12-3 08:30
分析的這么透徹,，還有啥好疑慮的,？

1，判斷標(biāo)準(zhǔn),。密封60,，那么接觸壓力應(yīng)該是多少，我現(xiàn)在是估計著給的,。
2,，屈服給多少，這個也是估著給的
3,，密封形式,，連接面的具體設(shè)計。對密封是有影響的,，這些細(xì)節(jié)豆考慮不全,，我們這個比較簡單，不是孤面
作者: liuxiaoran    時間: 2022-12-3 09:03
未來第一站 發(fā)表于 2022-12-3 08:54
黃銅肯定不行了,，得是碳鋼了,，比如優(yōu)質(zhì)10# 或35CrM，滲氮表面HV550以上內(nèi)部HV250,，當(dāng)然對面也要硬,。
另外 ...

有沒有什么具體的標(biāo)準(zhǔn),？上面只是我自己的邏輯和設(shè)計
作者: liuxiaoran    時間: 2022-12-3 09:57
本帖最后由 liuxiaoran 于 2022-12-3 10:01 編輯
zjhcnsod 發(fā)表于 2022-12-3 08:30
分析的這么透徹，還有啥好疑慮的,？

謝謝,，我沒表述清楚。螺栓只是提供拎緊力,，密封不是螺紋,，而是螺栓端頭的一個錐面（類似倒角面）


作者: 702736    時間: 2022-12-3 10:41
人家也是要你糊弄過去的感覺。聯(lián)系你上一個帖子,，把自己掉坑里了吧,？不妨把螺紋直徑螺距告知，密封線直徑告知,，大家來幫你編圓了
作者: 東海fyh126    時間: 2022-12-3 11:08
各種銅管件材料的許用應(yīng)力在150-600MPa,，，,，
作者: 噩夢醒來    時間: 2022-12-3 11:11
進(jìn)來學(xué)習(xí)一下
作者: liuxiaoran    時間: 2022-12-3 11:37
東海fyh126 發(fā)表于 2022-12-3 11:08
各種銅管件材料的許用應(yīng)力在150-600MPa,，，,，

謝謝,。,。
這個case我下周正式開始做,，如果能到180對我就差不多了，下周就有這些正式的參數(shù)了

我最困惑的是判斷的標(biāo)準(zhǔn),，就是接觸壓力給多大,，對于60mpa的液體
作者: liuxiaoran    時間: 2022-12-3 11:45
702736 發(fā)表于 2022-12-3 10:41
人家也是要你糊弄過去的感覺。聯(lián)系你上一個帖子,，把自己掉坑里了吧,？不妨把螺紋直徑螺距告知，密封線直徑告 ...

扭矩100nm,，或者可以調(diào)整,。螺紋直徑大約20，如果扭矩系數(shù)0.2,，所以預(yù)計力大約25000n（60扭矩是15000n）
液壓作用直徑大約16,，作用力60mpa*3.14*16*16/4=12000

所以密封面力大約13000n。開始泄漏的只有60扭矩,，密封力是3000n這個數(shù)量級,，確實是不夠的。



作者: 星辰大海    時間: 2022-12-3 11:55
看你結(jié)構(gòu)圖,，感覺泄漏跟你黃銅的屈服應(yīng)力剪切應(yīng)力沒啥關(guān)系,，而是螺紋扭矩不夠?qū)е聣壕o力不夠使管子在內(nèi)部高壓下產(chǎn)生膨脹變形，而公頭母頭材料不一樣變形也不一樣使配合錐面產(chǎn)生間隙，這里的變形量計算跟公頭母頭的材料屈服強(qiáng)度有關(guān)系,，產(chǎn)生的這個間隙差需要靠螺紋的擰緊力來消除,，至于你說的錐面銅面的接觸應(yīng)力，本來就要使黃銅產(chǎn)生塑性變形才能有密封效果,，強(qiáng)度越低越好
作者: liuxiaoran    時間: 2022-12-3 12:18
星辰大海 發(fā)表于 2022-12-3 11:55
看你結(jié)構(gòu)圖,，感覺泄漏跟你黃銅的屈服應(yīng)力剪切應(yīng)力沒啥關(guān)系，而是螺紋扭矩不夠?qū)е聣壕o力不夠使管子在內(nèi)部高 ...

有一點屈服確實是好的,，但是不能屈服太大,，得校核上限啊
作者: 702736    時間: 2022-12-3 17:27
liuxiaoran 發(fā)表于 2022-12-3 11:45
扭矩100nm，或者可以調(diào)整,。螺紋直徑大約20,，如果扭矩系數(shù)0.2，所以預(yù)計力大約25000n（60扭矩是15000n）
...

編的不錯,�,？梢岳^續(xù)編，比如預(yù)設(shè)剩余壓緊力為10000N左右.
雖然實際是很復(fù)雜的,。
作者: liuxiaoran    時間: 2022-12-3 18:47
702736 發(fā)表于 2022-12-3 17:27
編的不錯,。可以繼續(xù)編,，比如預(yù)設(shè)剩余壓緊力為10000N左右.
雖然實際是很復(fù)雜的,。

可憐之人。,。,。

作者: 702736    時間: 2022-12-3 18:51
liuxiaoran 發(fā)表于 2022-12-3 18:47
可憐之人。,。,。

定好了扭矩，最后別忘了校核一遍
作者: 蛋蛋超人    時間: 2022-12-4 18:01
別問,，問就是黃銅表面粗糙度不夠,，100nm才能壓平，60nm缺點意思,，上磨床狠狠的磨,。第一甩鍋到加工，第二對上頭有交代,。
作者: liuxiaoran    時間: 2022-12-4 22:18
蛋蛋超人 發(fā)表于 2022-12-4 18:01
別問,，問就是黃銅表面粗糙度不夠，100nm才能壓平,，60nm缺點意思,，上磨床狠狠的磨,。第一甩鍋到加工，第二對 ...

喔,，絕對不是甩鍋的人,。只想解決問題，提高在這個點的理解和設(shè)計水平,。
也不需要甩,，能做很好是最好，完全不會做也很坦然,，盡力就行




作者: m4poo    時間: 2022-12-5 13:18
我這邊300MPa都用紫銅墊錐密封（壓力變送器）,，不過效果不太好，直接鋼對鋼了,，400MPa也不漏,。
還有100多MPa的壓力表密封，用的也是紫銅墊,，正常使用,。
不過密封，除了特殊的,，其余我們這邊都瞎擰,，扭矩越大越好，我擰的話,，100多MPa就漏,，工人擰的話，400MPa也不漏,。
作者: liuxiaoran    時間: 2022-12-5 13:21
m4poo 發(fā)表于 2022-12-5 13:18
我這邊300MPa都用紫銅墊錐密封（壓力變送器）,，不過效果不太好,，直接鋼對鋼了,，400MPa也不漏。
還有100多M ...

謝謝,。,。但是有一個問題，如果用力擰會不會擰屈服,？,？第二，為什么你擰就漏,，老師傅擰就不漏,，這玩意還分高低貴賤？
作者: m4poo    時間: 2022-12-5 13:32
liuxiaoran 發(fā)表于 2022-12-5 13:21
謝謝,。,。但是有一個問題,，如果用力擰會不會擰屈服？,？第二,，為什么你擰就漏，老師傅擰就不漏,，這玩意還分 ...

我的理解就是,，密封區(qū)域一定要屈服，所以力矩不能太小,，但是力矩太大螺紋就屈服了,，不過我們這邊都是瞎弄的。
我擰漏的原因是因為我的力量不夠,，擰的不夠緊,。
作者: liuxiaoran    時間: 2022-12-5 13:36
m4poo 發(fā)表于 2022-12-5 13:32
我的理解就是，密封區(qū)域一定要屈服,，所以力矩不能太小,，但是力矩太大螺紋就屈服了，不過我們這邊都是瞎弄 ...

一點點屈服是好的,，但是屈服大了估計不行的,。�,？傆幸粋�極限吧,。
作者: m4poo    時間: 2022-12-5 13:47
liuxiaoran 發(fā)表于 2022-12-5 13:36
一點點屈服是好的，但是屈服大了估計不行的,。,。總有一個極限吧,。

對,，這邊標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)那邊仿的國外的，增壓器安裝的扭矩是有標(biāo)準(zhǔn)的,。但是裝配這邊就是按照經(jīng)驗,，比如用了上半身的力量，然后試驗的時候300MPa漏了,，再擰就用上半身加腰馬合一的力量擰,。有時候螺紋也會咬死損壞，所以擰之前都是要抹潤滑脂的,。
作者: liuxiaoran    時間: 2022-12-5 14:07
m4poo 發(fā)表于 2022-12-5 13:47
對,，這邊標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)那邊仿的國外的，增壓器安裝的扭矩是有標(biāo)準(zhǔn)的,。但是裝配這邊就是按照經(jīng)驗,，比如用了上半 ...

抹潤滑油可以大幅度提高預(yù)緊力,，T=K*F*D..所以潤滑系數(shù)和預(yù)緊力是反比的。所以潤滑系數(shù)非常重要,。




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