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真空 ›› 2025, Vol. 62 ›› Issue (4): 15-21.doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2025.04.03

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1 200 MPa条件下60°锥密封结构性能研究*

闫泽恩1, 马子豪1, 刘格良1, 李冠卓1, 张宇航1, 庞桂兵1, 高航2, 童强1   

  1. 1.大连工业大学 机械工程与自动化学院, 辽宁 大连 116034;
    2.大连理工大学 机械工程学院, 辽宁 大连 116024
  • 收稿日期:2024-11-26 出版日期:2025-07-25 发布日期:2025-07-24
  • 通讯作者: 童强,讲师。
  • 作者简介:闫泽恩(1998-),男,河北省石家庄市人,硕士生。
  • 基金资助:
    *“十四五”国家重点研发计划项目(2024YFD2101102)

Research on the Performance of a 60 Degree Cone Seal Structure under 1 200 MPa Condition

YAN Zeen1, MA Zihao1, LIU Geliang1, LI Guanzhuo1, ZHANG Yuhang1, PANG Guibing1, GAO Hang2, TONG Qiang1   

  1. 1. School of Mechanical Engineering and Automation, Dalian Polytechnic University, Dalian 116034, China;
    2. School of Mechanical Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China
  • Received:2024-11-26 Online:2025-07-25 Published:2025-07-24

摘要: 针对1 200 MPa高压条件下60°锥密封结构的密封性能,使用ANSYS Workbench软件进行仿真分析,得到其密封面的接触压强,并使用不同的材料组合进行1 200 MPa介质载荷条件下的密封性能实验验证。实验使用316L和Cr12MoV材料的“软–硬”组合,以不同的拧紧力矩测试密封效果。结果表明:此材料组合在超高压下能保持良好密封性且无泄漏;拧紧力矩控制在180 N·m以上能实现稳定密封,材料硬度差异在提升密封可靠性和使用寿命上具有重要作用。该结构在高压环境中具有良好应用潜力,适用于超高压密封关键设备。

关键词: 超高压, 60°锥密封, 密封性能, 定量评价

Abstract: To investigate the sealing performance of a 60° cone seal structure under 1 200 MPa high-pressure condition, simulation analysis was conducted using ANSYS Workbench software to obtain the contact pressure distribution on the sealing surface. Sealing performance experiments were then carried out under a 1 200 MPa oil medium load using different material combinations. The experiment employed a “soft-hard” material combination of 316L and Cr12MoV, with varying tightening torques to test the sealing effect. The results show that this material combination maintains excellent sealing performance and no leakage under ultra-high pressure. A tightening torque greater than 180 N·m is required for stable sealing, and the difference in material hardness plays a significant role in enhancing sealing reliability and service life. This structure demonstrates good application potential in high-pressure environments and is suitable for critical equipment requiring ultra-high pressure sealing.

Key words: ultra-high pressure, 60 degree cone seal, sealing performance, quantitative evaluation

中图分类号:  TH136

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