401 / 2022-10-09 20:45:11

不同温度油介质下橡塑密封表面的摩擦磨损行为研究

橡塑密封；丁腈橡胶；高温；摩擦行为；有限元分析

橡塑密封结构作为常用的旋转、往复式密封结构被广泛应用于航空航天领域，该领域的宽温域油介质等复杂服役工况对橡塑密封材料摩擦磨损性能提出了更高的要求，以满足其长服役寿命要求。为此，本文采用有限元分析与摩擦实验相结合的方法，揭示了不同温度油介质多因素老化作用对橡塑密封材料应力松弛的影响规律，基于此，研究了不同温度及接触表面粗糙度下橡塑密封材料的摩擦行为。结果表明，相对于热氧老化来说油浴老化使材料应力松弛现象更加明显，工作温度的升高也会加速材料的应力松弛；丁腈橡胶材料老化后的摩擦系数在工作温度从60°上升到80°时增加明显，摩擦系数增加了0.2以上，增幅约30%，而在其他工作温度下无明显变化；在正常工作温度下接触表面粗糙度越小，橡塑密封表面有效接触面积越大，摩擦学性能越好，但随着工作温度的升高对材料杨氏模量等的影响使其有效接触面积出现相反的趋势。通过研究不同工况下橡塑密封表面的摩擦磨损行为，可以为橡塑密封结构适应工况的选择，使用寿命的预测以及其优化设计提供一定的参考。