润滑与密封

作者：陈华龙，况雨春，何璟彬，万神州

单位：西南石油大学机电工程学院,,西南石油大学机电工程学院,,川庆钻探工程有限公司长庆钻井总公司,,西南石油大学机电工程学院,

关键词：橡胶密封;接触力评价准则;热力耦合;牙轮钻头;相对寿命

针对橡胶密封接触应力评价准则和von Mises评价准则存在的不足，提出一种橡胶密封接触力评价准则。该准则通过建立应力与力之间的关系，推导出整个密封圈的接触力，并计算出密封接触面的摩擦力和摩擦扭矩，从而更全面、科学地解析密封圈整体的摩擦行为。通过建立对称圈和非对称圈2种扁平橡胶密封圈的三维热力耦合模型，研究摩擦因数、密封压差、温度、转速影响下最大接触应力、动密封面摩擦力以及动静密封面最大扭矩差的变化规律。仿真结果表明：2种密封圈的最大接触应力和最大扭矩差，随着摩擦因数和密封压差的增加而增大，而随着温度和速度的增加变化均较小；2种密封圈都能够满足密封的可靠性，其中非对称圈动密封面的摩擦力更小，动密封面磨损更小，且其最大扭矩差更大，结构抗旋转能力更强，相对寿命更长。试验结果表明：非对称圈的平均寿命比对称圈高出36%，且磨损面更光滑，验证了接触力准则对密封圈力学行为判断的有效性。研究结论可为橡胶密封性能评价和相对寿命评价提供参考。

来源：2025年第12期

《润滑与密封》期刊编辑部

查看润滑与密封杂志2025年第12期