旋转唇形油封泵吸效应及影响因素分析

赵良举， 苏晓燕， 杜长春， 张佳佳， 吴庄俊， 赵向雷

（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）

对于旋转唇形油封，目前仍然不完全清楚其工作情况。文献［1］总结了3种机制来解释它的工作性能：润滑、密封和泵吸。润滑机制指出在密封唇和旋转轴之间存在一个很薄的润滑油膜，减小了唇和轴之间的摩擦，以保证油封的寿命。密封机制指出油封的静态和动态密封，保持润滑油不泄漏。泵吸机制指出动态过程中已经泄漏的油将被密封从空气侧泵回到油侧，补偿自然泄漏。

旋转唇形油封之所以在油侧的静压力下不会泄漏，甚至能够把已经泄漏到空气侧的润滑油吸回油侧，是由于它的泵吸效应，并且这种泵吸作用会随着轴转速的增加而增强［2－3］。从前人的实验研究中可以发现，油封唇表面的粗糙度对密封性能具有很重要的作用；同时，油封唇接触面的压力分布也是影响油封密封性能的一个关键因素。文献［4－5］对旋转唇形油进行了有限元分析，发现泵吸效应与粗糙结构有着密切的关系，并且泵吸作用会随着轴转速的增加而增强。文献［6］总结了泵吸效应的微观和宏观理论模型，从而完善了泵吸效应的基本理论。

在文献［7］的研究基础上，本文将根据泵吸效应的宏观理论模型，分析油封唇接触面的压力分布，推导出泵吸率公式，分析油膜厚度、接触载荷、接触宽度、油封唇角、转速和弹簧偏移量等对泵吸效应的影响，为油封设计提供依据。……