润滑与密封

作者：李佳豪，刘志民，赵任栋，潘越，苗世玉，孟鹏洲

单位：河北工程大学机械与装备工程学院；河北省智能工业装备技术重点实验室 （河北工程大学）；河北省冀南新区现代装备制造协同创新中心,,河北工程大学机械与装备工程学院；河北省智能工业装备技术重点实验室 （河北工程大学）；河北省冀南新区现代装备制造协同创新中心,,冀中能源峰峰集团有限公司,,河北工程大学机械与装备工程学院；河北省智能工业装备技术重点实验室 （河北工程大学）；河北省冀南新区现代装备制造协同创新中心,,河北工程大学机械与装备工程学院；河北省智能工业装备技术重点实验室 （河北工程大学）；河北省冀南新区现代装备制造协同创新中心,,河北工程大学机械与装备工程学院；河北省智能工业装备技术重点实验室 （河北工程大学）；河北省冀南新区现代装备制造协同创新中心,

关键词：金属波纹管;热-结构耦合;结构参数;刚度;疲劳寿命

基金：河北省自然科学基金项目 （E2022402102）

金属波纹管是波纹管机械密封的关键零部件，其性能直接影响整个机械密封系统的可靠性和使用寿命。然 而采用传统方法对其性能进行预测时，存在研发周期长、成本高等问题。为此采用 ANSYS 软件，以高温热油泵机械密 封常用补偿元件金属波纹管为研究对象，建立单双层 U 形金属波纹管三维模型，采用静力学和热-结构耦合相结合的分 析方法，基于有限元软件研究不同的轴向力和温差以及结构参数对波纹管性能的影响。结果表明：在常温工况下，单 双层波纹管的刚度和疲劳寿命均随着轴向力的增大而减小；在热-结构耦合条件下，单层波纹管的刚度随温差的增大 而增大，双层波纹管的刚度以及二者的疲劳寿命均随着轴温差的增大而减小；在常温工况和热-结构耦合条件下，单 层波纹管的刚度和疲劳寿命均大于双层波纹管。研究表明，适当增加壁厚和减小波高，可以提高波纹管的整体刚度和 疲劳寿命。

来源：2026年第1期

《润滑与密封》期刊编辑部

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