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高压密封设计,感觉被挖了一个小坑

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发表于 2022-12-3 08:11:40 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 liuxiaoran 于 2022-12-3 08:15 编辑

前一阵,做某产品的工程师做了一个端头密封,锥面密封,密封端头是黄铜,设计液体压力从35mpa提高到60mpa。密封扭矩60nm,结果漏油了,然后根据直觉,把扭矩加到100nm,好了。但是客户不依,说你要给我证明设计没问题。

注意,是机械设计没问题,不是一次实验没问题。也就是要一个设计的理论逻辑和校核。

个人懂点,但是不算擅长。基本逻辑知道,判断的逻辑知道,但是不知道具体给多少。

基本两个点:
第一,下限。密封需要一定的接触压力(和接触宽度有关),这个容易,力加大就行。
第二,上限,黄铜不能严重屈服,一般有点点屈服是OK的甚至好的。

开始我信心满满,觉得这是小case,金属密封200mpa的设计我也见过,这里不过60而已。。现在突然想起,黄铜的屈服大约就130这个数量级。密封60,那么平均接触压力换算出来大约180mpa这个数量级。峰值接触压力大约270,那么最大剪切大约0.3-0.4倍就是100mpa左右,屈服强度是最大剪切力大约两倍就需要200mpa,最常用的黄铜只有120.140。目测就不够了。(略有屈服是OK的,这种计算便保守)但是感觉差很多了,屈服强度不够了。

哎,小问题一堆,找不到人问。只有屌丝一个外行闭门造车。突然怀疑,也许客户(英国)对这个设计比我们懂(我们其实除了我懂一下逻辑和大方向国内其他人完全没人懂)。。

版面估计也不会那么巧有人懂,但是有没有人知道谁懂?谢谢。



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pengzhiping + 1 可以上一下装配示意图
zjhcnsod + 1

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发表于 2022-12-3 08:30:58 | 显示全部楼层
分析的这么透彻,还有啥好疑虑的?
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发表于 2022-12-3 08:54:16 | 显示全部楼层
本帖最后由 未来第一站 于 2022-12-3 09:06 编辑

黄铜肯定不行了,得是碳钢了,比如优质10# 或35CrM,渗氮,表面HV550以上内部HV250,当然对面也要硬。
另外热处理是仿真不了的!

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 楼主| 发表于 2022-12-3 09:02:36 | 显示全部楼层
zjhcnsod 发表于 2022-12-3 08:30
分析的这么透彻,还有啥好疑虑的?

1,判断标准。密封60,那么接触压力应该是多少,我现在是估计着给的。
2,屈服给多少,这个也是估着给的
3,密封形式,连接面的具体设计。对密封是有影响的,这些细节豆考虑不全,我们这个比较简单,不是孤面

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我的理解可能不是你所描述的,就想到了这些,不一定对路  发表于 2022-12-3 09:57
掉内径的环形面,这个面积能有多少,S环*60就是正压力F。F除以抗剪面,就是抗剪应力,一般情况这个应力会小于60,除非螺纹非常短  发表于 2022-12-3 09:52
螺纹渗透到的层面都是60,这毫无疑问,所以螺纹面不会发生屈服。旋入的螺纹圈数越多,也就是塞进去的越多,抗剪的面积就越大,螺纹直径乘以pi是周长,再乘以旋深H,这是抗剪受力面。正压力,有效的受力面,就是去...  发表于 2022-12-3 09:48
密封60,接触就是60,至于抗剪面有多少,看黄铜件的结构,也就是抗剪的环形面的纵深尺寸  发表于 2022-12-3 09:35
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 楼主| 发表于 2022-12-3 09:03:39 | 显示全部楼层
未来第一站 发表于 2022-12-3 08:54
黄铜肯定不行了,得是碳钢了,比如优质10# 或35CrM,渗氮表面HV550以上内部HV250,当然对面也要硬。
另外 ...

有没有什么具体的标准?上面只是我自己的逻辑和设计

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就是你说的黄铜要屈服了  发表于 2022-12-3 09:05
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 楼主| 发表于 2022-12-3 09:57:58 | 显示全部楼层
本帖最后由 liuxiaoran 于 2022-12-3 10:01 编辑
zjhcnsod 发表于 2022-12-3 08:30
分析的这么透彻,还有啥好疑虑的?

谢谢,我没表述清楚。螺栓只是提供拎紧力,密封不是螺纹,而是螺栓端头的一个锥面(类似倒角面)


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如果是我记错了,手册上没有涉及这种计算,咱们就编一个单行本,提供大家使用  发表于 2022-12-3 10:53
这图简洁明了,锥面高副密封,接触应力计算公式就用上了,螺纹预紧力计算公式也得用上,最后校核螺纹的连接强度。我记得设计手册上有讲的这么一段,我找找过去的资料看。  发表于 2022-12-3 10:51
参考真空结构搞高压?  发表于 2022-12-3 10:14
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发表于 2022-12-3 10:41:04 | 显示全部楼层
人家也是要你糊弄过去的感觉。联系你上一个帖子,把自己掉坑里了吧?不妨把螺纹直径螺距告知,密封线直径告知,大家来帮你编圆了

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哈哈,702736你有点逗  发表于 2022-12-3 10:56
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发表于 2022-12-3 11:08:28 | 显示全部楼层
各种铜管件材料的许用应力在150-600MPa,,,
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发表于 2022-12-3 11:11:08 | 显示全部楼层
进来学习一下
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 楼主| 发表于 2022-12-3 11:37:08 | 显示全部楼层
东海fyh126 发表于 2022-12-3 11:08
各种铜管件材料的许用应力在150-600MPa,,,

谢谢。。
这个case我下周正式开始做,如果能到180对我就差不多了,下周就有这些正式的参数了

我最困惑的是判断的标准,就是接触压力给多大,对于60mpa的液体
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