ATOS油缸間隙密封流場下支承環(huán)的流固耦合分析
在結(jié)晶器液壓振動系統(tǒng)中，結(jié)晶器振動伺服ATOS油缸的工作性能對整個連鑄線的生產(chǎn)起著至關(guān)重要的作用。而影響振動ATOS油缸工作性能zui主要的因素便是ATOS油缸中活塞及活塞桿上的密封組合。由于結(jié)晶器振動ATOS油缸要求高頻率、大負載，因此傳統(tǒng)的橡膠密封圈組合在此工況下容易造成劇烈磨損而失效。

ATOS油缸間隙密封流場下支承環(huán)的流固耦合分析
ATOS液壓件廠針對此種情況，在活塞上開多條平衡槽，采用新型的非接觸密封方式—間隙密封，有效地避免了傳統(tǒng)密封的缺點，使缸的質(zhì)量得到了較大的提升。但是在活塞桿上導(dǎo)向套處，由于導(dǎo)向套仍采用舊有的橡膠圈密封，在高頻、大負載工況下，容易磨擦發(fā)熱，灼傷活塞桿鍍鉻層，造成嚴重泄漏。針對此種情況，設(shè)計了一種新型的采用間隙密封的浮動支承環(huán)來代替原有的導(dǎo)向套，并應(yīng)用流固耦合分析法對其進行研究分析與定型。首先，應(yīng)用Gambit，Pro/E分別對間隙密封流場和支承環(huán)結(jié)構(gòu)進行建模，并運用相應(yīng)的網(wǎng)格劃分工具對其進行網(wǎng)格劃分。針對ATOS油缸活塞桿與缸體由于受軸力和橫向力的共同作用而產(chǎn)生彎曲變形導(dǎo)致ATOS油缸整體失穩(wěn)的問題,分別對活塞桿和缸體建立撓曲性微分方程,確定活塞桿與缸體間隙處zui大撓度,再建立關(guān)于撓度的非線性方程組,獲得計算ATOS油缸臨界載荷的超越方程。結(jié)合參數(shù)化有限元優(yōu)化設(shè)計技術(shù),獲取體積約束條件下ATOS油缸的合理尺寸,通過與Ritz法計算結(jié)果比對和實驗驗證可知,該算法能夠較好地優(yōu)化ATOS油缸結(jié)構(gòu)參數(shù),滿足工程實際應(yīng)用需要。其次，在Workbench平臺下，先運用Fluent對流場進行分析，然后將分析的結(jié)果數(shù)據(jù)導(dǎo)入ANSYS靜力分析模塊，對支承環(huán)進行結(jié)構(gòu)變形分析。zui后，對不同工作壓力下不同厚度支承環(huán)的變形數(shù)據(jù)進行對比分析，得出*的間隙密封的間隙厚度及支承環(huán)厚度。將流固耦合分析技術(shù)引入對間隙密封流場下支承環(huán)的分析，得到了不同壓力下*的間隙密封的間隙厚度及支承環(huán)厚度，對今后間隙密封的應(yīng)用與發(fā)展及結(jié)晶器振動伺服ATOS油缸生產(chǎn)質(zhì)量的提高有著重要的作用。