第十五届全国摩擦学大会暨全国青年摩擦学学术会议

摘 要: 针对发动机高速轴承箱高速、高温密封工况，研究动压密封典型摩擦副表面微造型结构在使用过程中的摩擦磨损行为，改善其在启停阶段的磨损状况，提高密封寿命。选择18Cr2Ni4WA钢、表面喷涂Cr2O3为典型硬环和M120D为典型软环，在密封工作条件下测试了瑞利槽+螺旋槽、月压槽+螺旋槽两种具有不同动压-润滑槽组合微造型端面的摩擦副配对在不同转速和不同载荷下的摩擦磨损性能，监测摩擦副的摩擦系数和试验过程的温度变化，分析发动机动压密封摩擦副表面微造型的摩擦磨损特性。研究结果表明：组合槽密封端面在相同的启停工况下摩擦系数可以有效降低40%~50%，封闭式的瑞利深槽摩擦系数比开放式月牙槽低约24%，外侧深槽与动压浅槽组合的液膜密封端面结构可以显著改善端面摩擦磨损情况。转速和载荷对摩擦系数的影响规律相反，转速越大，摩擦系数越大、温度升速率越快，瑞利深槽摩擦副的摩擦系数随转速的增幅速率比月牙深槽摩擦副要低20%~25%；载荷越大，摩擦系数越小，温升速率降低，较大载荷下不同具有瑞利深槽的表面微造型摩擦副摩擦系数与月压槽端面相差越明显。本文为高速、高温的发动机动压密封摩擦副的减磨优化提供指导。