微椭圆孔轴面织构油封密封性能仿真模拟及机理探究

摘要

提出轴面微椭圆孔织构油封运行时的理论分析模型,通过仿真模拟得到微孔结构参数对其性能的影响规律。结果表明:微椭圆孔轴面织构的润滑减摩性主要体现在相对运动的过程中微织构会使液膜产生显著的动压润滑效应,致使界面间形成非接触式密封和润滑状态;在研究的工况条件下,密封可靠性在微椭圆孔的方向性方面有所体现,合适的方向性能使流体在孔区流程变长,且其受边界阻挠在孔区一侧动压增强另一侧形成空化区,低压的空化区会快速抽吸即将泄漏出的流体从而提高密封可靠性,故而通过改变织构结构尺寸可控制油封的性能。为提高油封的寿命并降低泄漏率,在研究范围内,选用半轴比γ≥0.8(在面积比固定不变的情况下)、孔深h1=1.5~4μm和旋转角α1=0°~45°或175°~215°的轴面微椭圆孔织构较为合适。