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课题介绍泵作为一种通用机械设备已有很长的发展历史。但柱塞泵作为往复泵的分支，迄今只有70年的发展史。而国内的发展时间更短，只有三十多年。
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随着生产的发展和生活质量的不断提高，柱塞泵的应用范围正不断扩大到国民经济生产的各个行业。同时，科学技术的发展和生产工艺控制过程要求的提高，对柱塞泵的技术含量和技术要求日渐苛刻，也迫使柱塞泵生产商的开发速度不断加快。本课题主要通过对计量式柱塞泵内部的密封结构，主要是O型圈的受力进行有限元分析； 等到一定压力下，得出O型圈的受力图，为柱塞泵的设计提供参考。
2 课题研究的意义
柱塞泵是依靠柱塞在缸体内往复运动使其工作腔发生容积变化来实现流体的吸人和排出的．柱塞泵是一种容积式泵，其结构特点决定了该泵的高压特性。因此．油田注水大多采用柱塞泵，以满足15MPa左右的t作压力要求。柱塞泵容积效率的高低主要由柱塞和与其接触的缸套间的环形腔间隙决定的。随着泵工作时间的延长，环形间隙逐渐增大，容积效率逐渐降低。泵泄漏量(内泄漏量)大小与间隙的j次方成正比．同时．其往复运动还会造成一定的剪切泄漏(这一泄漏量很小．且不可避免)。油田注水中使用的柱塞泵柱塞与缸套的密封方式采用如图1所示的结构形式。其中l为缸体、2为密封缸套、3为柱塞。当柱塞和密封缸套之间的间隙增大，泵效明显降低时。对泵进行检修。检修的主要措施就是更换密封缸套，缩小间隙。由于注水泵连续工作，密封缸套损坏的速度较快，因此对泵进行检修的次数频繁，一方面影响了生产的正常进行．另一方面增大了经济投入。为此提出柱塞泵结构改造的要求。
图1 柱塞密封结构
4 密封泄漏原因分析
从填料密封的原理和结构来看，流体在密封腔内可泄漏的通道有三处：一是流体穿透纤文材料造成泄漏；二是在填料与填料箱体之间泄漏；三是在填料与运动轴表面之间泄漏，见图2 。
1 . 填料函2 . 填料3 . 压盖
图2 盘根填料密封
为解决泄漏和使用周期的问题，对工艺条件和设备结构进行了分析。对活塞杆进行技术测量后，没有发现变形、椭圆和尺寸超差问题，且活塞杆表面无裂纹、毛刺、斑点及沟槽等缺陷。可以确定产生泄漏的原因不在活塞杆本身，柱塞计量泵采用的密封是油浸石棉盘根，虽具有耐热性、柔软性好、强度高的优点，但编结后表面粗糙、摩擦系数大、长时间使用后浸入的润滑剂容易流失。因此，使用一段时间后，泄漏量便不断增加，调整压盖和更换填料的工作也逐渐频繁。排除填料密封安装不当及活塞杆尺寸偏差原因外，认为造成泄漏的主要原因是：
（1）盘根填料被介质穿透而出现泄漏；
（2）压盖安装的预紧力对内外侧填料施加力不均匀造成介质泄漏。被压入填料箱内的填料，每道填料环的受力情况是不一样的，外侧填料受力最大，里侧填料受力最小，呈抛物线形，介质在填料与填料箱体之间泄漏、在填料与运动轴表面之间泄漏是主要原因。
5 O型密封圈特点
在液压系统中，我们常采用橡胶密封圈进行密封。其密封作用主要是借安装时的预压力和在工作时由工作介质的压力使密封圈产生变形来达到的。常见的橡胶密封圈主要有O形密封圈。
在液压元件的设计及使用中，应注意O形密封圈安装后的压缩率。压缩率是指O形密封圈装入密封槽后，因受挤压、截面产生的压缩变形率。压缩率不能太小，太小易引起液压系统产生液压油泄漏。
同时，O形密封圈相对于其他的常见密封件所承受的压力范围比较大。以下是常见密封件的适用条件