张佳佳， 赵良举， 杜长春， 苏晓燕， 吴庄俊， 饶文姬

（1.重庆大学 动力工程学院，重庆 400030；2.重庆杜克高压密封件有限公司，重庆 400039）

油封具有结构简单、紧凑、价格低廉、密封性好、随动性优良以及对被密封部件加工精度要求较低等特点，被广泛应用于工业领域［1］。油封是一种摩擦件，尤其是安装在曲轴、输入轴和输出轴等处的油封，其线速度很高，这必然使油封唇面产生高温和磨耗，如果温度高于橡胶材料准许的工作温度，会加速橡胶的变形和老化，导致油封的失效［2］。目前，大部分密封失效都是油封唇口的高温及与接触力有关的摩擦热所致［3］。因此，在油封工作过程中，为了保证油封的密封性能及使用寿命，必须将摩擦面上的温度最大值限制在允许温度以下。

为了更客观、准确地研究不同结构参数对摩擦面上温度最大值的影响，本文建立二维轴对称模型，分析了不同结构参数下摩擦面上的温度变化，为油封的结构设计及优化奠定了基础。

1 物理模型

1.1 计算模型

油封安装在旋转轴上，工作过程中将密封油腔与外界大气隔开，在轴与唇形油封间形成一层较薄的油膜，起到润滑与密封的作用。油封的泵吸效应［4］使接触区域的油膜发生往复的运动，由于流动较微弱，且厚度较薄，散热量较少，因此假定油封与轴直接接触。在不考虑动静偏心及重力的情况下，采用二维轴对称模型来模拟实际的三维散热［5］。计算模型如图1所示。

图1 计算模型

图1中，b为工作过程中油封与轴的接触宽度；……