旋轉油封以其結構簡單、安裝方便、密封性能穩(wěn)定等特點廣泛應用于旋轉機械之中,起到對外防塵對內(nèi)防漏的作用。裝備制造業(yè)的發(fā)展要求脂潤滑、油潤滑等工況下的旋轉油封具有更低的摩擦扭矩和摩擦溫升。為滿足上述要求,本文針對旋轉油封開展了理論與試驗研究,在旋轉軸表面引入具有傾斜特征的矩形微孔織構,系統(tǒng)開展了織構化旋轉油封密封性能與摩擦特性研究�；谛D油封二維軸對稱有限元模型,研究了油封過盈量、介質壓力對唇口靜態(tài)接觸特性的影響規(guī)律,并對密封件溫度場進行了數(shù)值模擬,結果表明:無壓差時,過盈接觸產(chǎn)生的接觸壓力為密封界面接觸壓力的主要來源,小過盈量下占比可達90%,其所占比例隨過盈量增大而降低,彈簧箍緊力所占比例逐步上升;有壓差時,介質壓力為總接觸壓力的主要來源,其所占比例隨介質壓力增大而增大,過盈量及彈簧箍緊力所占比例則逐步下降;摩擦界面兩側溫度相差不大,唇口接觸區(qū)域溫度梯度較大,距離唇口接觸中心等距離軸向位置,空氣側軸溫度大于介質側軸溫度。搭建了旋轉油封密封性能測試平臺,實現(xiàn)了油封摩擦扭矩、界面溫度和反向泵送率的在線測量。針對普通型和耐壓型兩種油封,開展了表面織構化旋轉油封在干摩擦、脂潤滑和油潤滑三種狀... 

【文章來源】：浙江工業(yè)大學浙江省

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

油封碳化及唇口裂紋[5]

表面織構化旋轉油封密封性能與摩擦特性研究5圖1-5密封界面表面張力作用[8]Figure1-5.Surfacetensionofsealinterface[8]1957年，Jagger對比干摩擦與油潤滑工況下摩擦力，首次提出在旋轉油封唇口與軸表面接觸區(qū)域存在一層潤滑油膜，并發(fā)現(xiàn)如果在密封界面空氣側引入另一種液體，由于另一種液體的存在，消除了氣-液邊界膜，密封界面外周曲液面消失，導致了嚴重的泄漏[9]。同年Jagger等人[10]利用電容測距法測量出油封在服役過程中密封界面的油膜厚度在1-2μm，油膜的存在使得唇口膠料的磨損及溫升有所降低。1973年，Jagger和Wallance等人[11]利用實驗手段研究了密封介質、空氣與唇口之間接觸角對密封泄漏的影響。Ogata和Poll等人[12-13]采用電阻測距和磁阻測距法測量了油封的電阻及磁阻獲得了油膜厚度。這些早期的實驗手段證實了在油封工作過程中，唇口與轉軸之間存在一層穩(wěn)定的油膜，但是油膜的形成機理當時并未獲得解釋。從Jagger的工作[9]開始，比起油封唇口的粗糙度而言，人們在研究時往往把軸作光滑處理，通常而言，轉軸Ra值往往小于唇口10倍以上[14]。1974年，Iwasaki[15]研究發(fā)現(xiàn)油封的反向泵送效果與唇口表面微粗糙峰剪切變形有關，且接觸區(qū)域的變形呈現(xiàn)不對稱分布特點。1978年，Kawahara等人[16]通過反裝油封試驗，發(fā)現(xiàn)油封不僅沒有密封住密封介質反而使得密封介質產(chǎn)生了顯著的泄漏，同時發(fā)現(xiàn)油封泄漏速率受到密封介質粘度、軸表面粗糙度和軸轉速的影響。Nakamura[17]利用空心玻璃軸測試各種類型的油封，通過光學手段得到的圖像顯示微粗糙峰的分布特征與油封的密封能力有著密切相關的關系。1986-1987年期間，Kammuller[18]和Muller[19]等人提出了一種現(xiàn)為廣泛承認的―反向泵送‖密封機理：彈簧與唇口的?

切向變形及反向泵送[18]

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]激光織構表面對脂潤滑向心關節(jié)軸承摩擦性能的影響[D]. 吳圓峰.合肥工業(yè)大學 2017
[2]油封唇口溫度及其對工作性能影響的研究[D]. 趙向雷.重慶大學 2013
[3]液壓密封圈有限元分析與研究[D]. 于潤生.天津理工大學 2012
[4]基于ANSYS的油封唇口接觸壓力的有限元分析[D]. 王保森.北京化工大學 2006



本文編號：3311043