润滑与密封

作者：周发戚，张野，刘畅，井德强，王泉生，张晓明，王瑜，陈金忠

单位：常州大学机械与轨道交通学院,,常州大学机械与轨道交通学院,,中国特种设备检测研究院,,陕西省特种设备检验检测研究院,,陕西省特种设备检验检测研究院,,陕西省特种设备检验检测研究院,,陕西省特种设备检验检测研究院,,中国特种设备检测研究院,

关键词：检测器驱动皮碗;聚氨酯橡胶;过盈接触;磨损率;磨损模型

基金：国家市场监督管理总局科技计划项目（2023MK210）；国家重点研发计划项目（2022YFC3070100）

在油气管道长距离内检测作业中，检测器驱动皮碗的磨损会导致其偏离管道轴线，进而影响检测结果的准确性。驱动皮碗的磨损行为本质上是高分子聚氨酯橡胶的过盈接触偏心磨损，与传统磨损不同，其接触应力、磨损率和磨损量之间存在复杂的多元耦合关系。为探究驱动皮碗磨损行为变化规律，通过自行设计的聚氨酯材料磨损实验，获取磨损率与接触应力的关联模型，并基于该关联关系对经典Archard模型进行修正；利用Umeshmotion模块的二次开发功能建立驱动皮碗磨损过程的三维仿真模型，将修正模型写入子程序，模拟磨损特征参数和工况参数的动态变化过程，分析驱动皮碗的磨损变化规律。研究结果表明：皮碗的磨损过程可分为剧烈磨损、重度磨损、中度磨损和轻度磨损4个阶段，随着运行距离的增加，皮碗表面的接触应力与磨损率呈现指数变化规律；不同过盈量皮碗的初始接触位置和表面接触应力存在差异，进而影响其磨损率和磨损量；选用过盈量较大的皮碗可提高其耐磨性和使用寿命；在相同过盈工况下，硬度较高的皮碗随着运行距离的增加，其密封性能下降，因此不宜选用硬度过高的皮碗。研究结果为检测器驱动皮碗的结构设计和内检测作业的风险评估提供了理论指导。

来源：2025年第6期

《润滑与密封》期刊编辑部

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