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V型填料密封广泛应用于化工、制药、食品、冶金等很多行业的机械设备中,是一种常见的密封形式。V型填料密封的性能很大程度上与密封系统的受力和滑动面的润滑性能有关。本文以V型密封圈为研究对象,从理论力学模型构建、有限元仿真、润滑数值模拟、试验研究等几个方面开展了系统研究。本文的研究内容和成果包括:运用弹性力学的有关理论,建立填料在受压安装过程中的受力分布和变形分布的计算模型;针对一个具体的V型填料密封,针对无过盈量、仅内接触面过盈、仅外接触面过盈、内外接触面均过盈四种情况进行了分析;利用ANSYS软件对填料密封轴向向受压过程进行有限元分析,并与理论力学模型得到轴向位移分布曲线和径向接触应力分布进行了对比,证明了理论计算和有限元分析的正确性;模拟得到不同过盈量下密封圈Von Mises应力、轴向位移,接触压力的分布图,分析了过盈量对密封圈应力应变的影响;模拟了轴和密封圈工作表面的三维粗糙表面,利用MATLAB进行编程,计算出V型密封面在工作过程形成的流体动压油膜压力分布、油膜厚度分布、承载力、摩擦力、摩擦发热量以及泄漏量;详细研究了外载荷和轴转速填料密封流体油膜承载力、摩擦力、发热量和泄漏量的影响规律,并进行了分析:设计了一个具体的填料密封试验装置,试验研究了轴向压缩量、转速、介质压力对填料密封摩擦力、温度和泄漏量的影响,在一定程度上证明了理论研究的正确性。本文的研究成果,可为V型密封圈的应用和进一步研究提供理论借鉴。