邹龙庆 刘佳琪 付海龙，b 王 玥 郭晰元

（东北石油大学a.机械科学与工程学院；b.环渤海能源研究院）

旋转轴密封在石油石化、航空航天、国防及机床工业等领域有着广泛的应用。 在高转速工况下，密封橡胶与高速轴干摩擦，加速橡胶磨损，导致密封失效。 机械系统中一旦出现密封失效，往往会带来重大安全事故。

针对高速转轴密封橡胶干摩擦问题，已有研究表明摩擦副无润滑介质时通常为粘着磨损［1，2］，原油润滑条件下为湿磨粒磨损。 尽管对于橡胶磨损的量化已经有迟滞摩擦力计算方法［3］，但该方法仅局限于单个微凸体接触分析；对于橡胶与转轴形成的微小柱面间隙描述还缺乏一定的理论支撑。 近年来，水润滑方法获得人们的广泛关注［4～6］，但通常仅在正常转速范围内有效。 高速转轴润滑密封问题的特殊性在于：当旋转轴在高速旋转时， 橡胶大变形使得接触微间隙存在偏心，加之气体的粘性作用，环形间隙内润滑薄膜存在显著压差。 目前，气膜润滑作为界面润滑的有效手段逐渐引起人们的重视，在解决轴承干摩擦方面已取得显著成果［7～11］。 橡胶-高速轴间气膜润滑与轴承气膜润滑在机理上极其相似。 二者的共同特点在于：利用动压效应，形成足够的气膜刚度以达到润滑效果［12］，但高速转轴密封因其特殊性，气膜润滑机理仍缺乏有效的文献支撑。 为此，笔者通过构建密封橡胶与轴柱面微间隙气膜模型， 利用螺旋槽结构设计获得气膜动压效应，通过有限元法对气膜形成条件与影响规律开展研究工作。……