润滑与密封

作者：张亚峰，杨志康，张帆，张旭，郭飞

单位：中国北方车辆研究所,,中国石油大学（华东）机电工程学院,,清华大学高端装备界面科学与技术全国重点实验室,,中国北方车辆研究所,,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：弹簧蓄能密封圈;往复密封;聚四氟乙烯;磨损实验;磨损轮廓

基金：国防科工局技术基础项目（JSZL2020208B002）

弹簧蓄能密封圈主要由塑料夹套和金属弹簧组成，金属弹簧常采用高性能弹簧钢，对其性能的研究较为充分，但对于塑料件，其力学性能迥异，难以用常规的线弹塑性描述，尤其在高温下的摩擦磨损特征将直接影响密封件的使用寿命。针对105 MPa高压、200 ℃高温等苛刻工况，基于Rhee磨损理论，提出考虑不同相对运动速度、接触载荷和磨损时间的往复密封磨损数值分析方法。结合标准摩擦磨损试验，考察15%玻璃纤维填充聚四氟乙烯材料在常温25 ℃和高温200 ℃ 2种工况下的材料级磨损规律，再结合有限元仿真分析密封接触区域的静态接触压力分布，提出了预测密封件磨损轮廓的理论方法。结果表明：常温工况下，改性聚四氟乙烯材料在经历3 240次往复行程后，密封件不会因磨损而造成截面轮廓的变化；在200 ℃高温工况下，密封件在经历1 080次往复循环后，密封件截面轮廓开始发生变化，其中最大磨损发生在弹簧蓄能密封根部，磨损量约为0.06 mm，2个唇口磨损量相似，小于0.02 mm。

来源：2025年第10期

《润滑与密封》期刊编辑部

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