利用ABAQUS软件建立海底采油设备用O形密封圈轴对称模型,对其在不同压缩率、不同油压时的Von Mi-ses应力及密封面接触压力分布规律进行探讨,确定O形密封圈材料易失效位置;分析压缩率和油压对O形密封圈最大Von Mises应力、最大接触压力及最大接触压与油压压差的影响。结果表明O形密封圈最大Von Mises应力、密封面最大接触压力随压缩率和油压的增加而增加,且O形密封圈在中低高压下的密封能力高于超高下的密封能力,为海底采油设备用O形密封圈的结构设计及选型提供相关参考。

为进一步探索液膜空化对密封性能的影响,以螺旋槽液膜密封为研究对象,基于JFO空化模型及坐标变换建立其数学模型并采用有限体积法离散求解。探讨Reynolds和JFO两空化边界下的密封速度场和流量场分布规律以及空穴压力对密封性能如承载能力和摩擦扭矩等影响。结果表明空穴区的形成具有动态性,速度矢量在空穴区内部为0,在液膜始破边界和靠近内径处的液膜重生边界上速度矢量朝向空穴区,而在靠近外径处的液膜重生边界上速度矢量远离空穴区;液膜流量场主要集中于槽区内且JFO空化边界下的流量场分布比Reynolds空化边界下值更为密集;空穴压力的增加可提升液膜承载能力但增幅较小,而对摩擦扭矩的影响可忽略不计。

以红柳林煤矿智能化采煤工作面液压支架系统用液为研究对象,进行了支架系统用液分析与污染排查。采用X射线荧光光谱分析、气相色谱-质谱联用对乳化液箱、液压支架的反冲洗滤芯、先导过滤器和换向阀的污染物进行研究。结果表明:用液污染物主要导致先导滤芯堵塞,滤芯和阀芯有机粘附性污染物主要包含芥酸酰胺和2,2’-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)。推断污染物来源于润滑脂和橡胶材料。

针对水基液压液冬季凝结后复原慢的问题,从产品配方的角度,考察了降凝剂、无机盐缓蚀剂、乳化剂、缓冲剂和分散剂对试样凝结后复原时间的影响。试样在-25℃环境下凝结后,测定了试样在室温(18±2℃)、5℃和-5℃环境中的复原时间。从不同类型添加剂的化学结构和添加剂间相互作用关系的角度,对复原能力的差异性进行分析阐述,确定了能够快速提升试样复原能力的方法。实验表明:分散剂和乳化剂能够有效缩短试样凝结后的复原时间;随着添加量的增加,复原时间均呈阶梯状的下降;室温较-5℃更有利于凝结之后的复原。在水基液压液配方设计时,合理控制分散剂和乳化剂的添加量有利于产品在冬季快速复原。