润滑与密封

作者：胡翔宇，陈相竹，杨少维，谷友泉，郭飞

单位：中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所；北京纵横机电科技有限公司,,北京清蓝新科密封技术有限公司,,中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所；北京纵横机电科技有限公司,,北京纵横机电科技有限公司,,清华大学高端装备界面科学与技术全国重点实验室,

关键词：帽式密封;瞬态密封;流固耦合;密封性能;结构优化

基金：中国铁道科学研究院集团有限公司基金项目（2022YJ051）

帽式密封作为一种用于低速低压工况下的密封件，具有低摩擦特性、良好的双侧密封能力及较长的使用寿命等优势。在往复运动应用中，其结构设计直接影响密封性能的稳定性与可靠性。为进一步提高密封寿命与工况适应性，针对帽式组合密封的结构设计与性能优化展开研究。建立瞬态混合润滑模型，通过求解瞬态雷诺方程，综合考虑流体力学、宏观固体力学、表面微观接触力学等多物理过程之间的耦合关系，定量预测整个往复过程密封系统的泄漏率、摩擦力等衡量密封性能的关键参数；通过正交试验对结构进行优化，确定了对泄漏率与摩擦力影响程度最大的因素为O形圈线径、帽式密封环外径、帽式密封环厚度和沟槽内径。针对0.2~0.5 MPa变压力工况及平均速度15 mm/s工况下的帽式组合密封进行分析，获得多目标优化下密封圈的最优尺寸；分别针对泄漏率与摩擦力进行优化后，得到最小泄漏率为-0.305 2 mL/h与最小平均摩擦力为65.477 9 N的帽式密封结构尺寸参数。

来源：2025年第11期

《润滑与密封》期刊编辑部

查看润滑与密封杂志2025年第11期