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HydraulicsPneumaticsSeals/No.4.2025
doi:10.3969/j.issn.1008-0813.2025.04.007
Y形高压往复密封结构可靠性分析及结构优化
杨鎏，陈国强,李杰伟2
（1.湖南工程学院机械工程学院，湖南湘潭411104；
2.湘潭大学,湖南湘潭411105）
摘要：由于高压往复密封系统工况复杂，密封失效频繁，严重制约了大型液压装备性能的发挥。以Y形往复密封结构为对象，基于
CAE分析和正交试验方法，对往复密封系统进行可靠性分析和结构优化。首先构建了往复密封结构二维对称有限元模型，仿真分析
了密封系统的介质压力、预压量以及密封间隙对高压往复密封性能的影响规律，得到了密封圈根部出现挤压的临界压力为28MPa；
然后通过正交试验方法分析了Y形密封圈各关键结构参数对密封可靠性的影响规律，确定了Y形密封圈的最优结构参数；最后通过
CAE方法对优化的结构参数进行了验证。结果表明：该优化的结构参数能够有效控制密封圈根部的挤压,并能降低密封最大接触压
力和最大等效应力，可有效提升高压背景下Y形往复密封结构的可靠性。
关键词：Y形密封圈；往复密封；可靠性；结构优化
中图分类号：TB42;TH136文献标志码：B文章编号：1008-0813(2025)04-0043-09
ReliabilityAnalysisandStructureOptimizationofY-shaped
High-pressureReciprocatingSeal
YANGLiu,CHENGuo-qiangl,LIJie-wei?
(1.SchoolofMechanicalEngineering,HunanInstituteofEngineering,Xiangtan411104,China;
2.XiangtanUniversity,Xiangtan411105,China)
Abstract:Duetothecomplexworkingconditionsofthehigh-pressurereciprocatingsealingsystemandthefrequentsealingfailures,the
performanceoflarge-scalehydraulicequipmentisseriouslyrestricted.Inthisstudy,thereliabilityanalysisandstructuraloptimizationofthe
reciprocatingsealingsystemwerecarriedoutbasedonCAEanalysisandorthogonaltestmethods.Firstly,atwo-dimensionalsymmetricfinite
elementmodelofthereciprocatingsealingstructurewasconstructed,andtheinfluenceofthemediumpressure,prepressureandsealing
clearanceofthesealingsystemontheperformanceofthehigh-pressurereciprocatingsealingwassimulatedandanalyzed,andthecritical
pressureofextrusionattherootofthesealingringwasobtainedas28MPa.Then,theinfluenceofth
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