摘要: 浮环密封结构独特，具有较好的密封性能，在航空发动机领域应用广泛。在密封装置运转过程中，由于转速较大，密封结构和壳体间存在微动磨损，导致密封运转过程中，泄漏率随磨损时间发生变化，从而影响浮环密封的性能与服役时间。因此，对浮环密封进行... 展开 浮环密封结构独特，具有较好的密封性能，在航空发动机领域应用广泛。在密封装置运转过程中，由于转速较大，密封结构和壳体间存在微动磨损，导致密封运转过程中，泄漏率随磨损时间发生变化，从而影响浮环密封的性能与服役时间。因此，对浮环密封进行摩擦特性的研究，可以改善装备的密封性能。 首先，对浮环密封运转过程中密封结构与壳体间的微动磨损进行研究，分析其磨损机理和端面摩擦状态。基于分形理论，对接触过程中摩擦面的粗糙度进行表征，并对接触过程中载荷与面积的关系进行分析，得到基于分形接触理论的泄漏率模型。以此分析，表面磨损过程中，其表面参数对泄漏率的影响，研究得出，端面分形维数越大，尺度系数越小，密封性越好。在其他参数给定时，端面比载荷对密封泄漏率的影响可忽略不计，在密封性能研究中，可以忽略材料系数改变下密封泄漏率的变化。 其次，依据密封面磨损机理，对浮环与壳体间的磨损，展开试验研究。根据试件工况的磨损状态设定试验方案，采用软质和硬质材料配对的方式对实际工况进行模拟。开展浮环密封微动磨损试验，获得磨损过程中的表面形貌及磨损量，随后采用激光共聚焦显微镜对试验后接触表面的参数进行测量。测量不同工况条件下浮环密封微动磨损的表面形貌参数，得到浮环密封运转过程中，接触面的表面参数及磨损量随时间的变化关系。 最后，拟合试验过程中，接触表面参数及磨损量随时间的变化关系，得到其关系方程。根据分形理论的表面表征，与相似理论结合，得到浮环密封接触端面的磨损量预测模型。在对不同工况下相关磨损参数测量后，通过分形接触表征，获得相应工况下的接触状态，得到浮环密封磨损量预测方程，对浮环密封的服役时间进行预估。 本文采用分形接触理论的表征方法，通过微动磨损试验研究，得到磨损过程表面参数的变化规律，结合相似理论，对浮环密封微动磨损过程中的泄漏率进行分析，并建立浮环密封磨损量预测方程。为改善浮环密封的磨损状态以及提供浮环密封的服役时间和其寿命预测等方面提供了理论基础。 收起