润滑与密封

作者：田龙飞，孟凡超，谢文，蔡毅

单位：北华航天工业学院机电工程学院,,北华航天工业学院机电工程学院,,北京卫星制造厂,,北华航天工业学院机电工程学院,

关键词：弹簧蓄能密封圈;改性聚四氟乙烯;密封性能;设计参数优化;弹簧预压力

为提高弹簧蓄能密封在极端工况下的密封稳定性，采用质量分数15%碳纤维、8%石墨与3%二硫化钼改性的聚四氟乙烯（PTFE）制备弹簧蓄能密封圈，并对其进行性能评估与结构参数研究。建立弹簧蓄能密封圈仿真等效模型，在低温（-160 ℃）、常温（22 ℃）、高温（120 ℃）3种典型工况下，探究温度、介质压力对密封性能的影响规律，并分析过盈量、唇口角度和弹簧预压力在不同温度条件下的响应特性。研究结果表明：改性PTFE弹簧蓄能密封圈在高低温下具有良好的密封性能；高温工况下改性PTFE因材料软化与热膨胀效应会促使接触宽度增大，从而有效补偿最大接触压力的下降；低温工况下，因改性PTFE材料刚度提升导致接触压力升高，进而可维持密封界面的稳定性。正交试验结果表明：弹簧预压力在不同温度条件下均表现为关键影响因素，增大预压力可有效补偿改性材料因温度引起的变形差异；而唇口角度与过盈量对密封性能的影响程度则根据温度的不同呈现显著差异。

来源：2025年第9期

《润滑与密封》期刊编辑部

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