表面强化镀层对高速轴承腔密封端面变形及摩擦磨损影响分析

为了揭示表面强化镀层有效改善高速轴承腔油润滑机械密封的耐磨性和稳定性机制，本文采用数值分析与试验相结合的方法，对端面镀Cr强化机械密封展开端面变形及摩擦磨损性能分析。通过热力耦合数值模拟分析了不同厚度Cr镀层摩擦副对端面温升、变形的影响，使用摩擦磨损试验机研究了相应摩擦副对摩擦系数和磨损量的影响，采用高速密封样机测试了端面温升、密封效果，探究了强化镀层密封端面摩擦磨损强化机理。结果表明：热力耦合作用下高速密封端面产生发散型变形，端面磨损以磨粒磨损为主，端面外侧出现局部黏着磨损；对比无镀层密封端面，Cr镀层端面变形小，温升低，更容易形成稳定的摩擦转移膜；适当增加Cr强化层厚度有利于降低端面温升，提高密封稳定性，高速轻载工况下较优镀层厚度约为0.15mm。本文研究结果可以为高速轴承腔油润滑机械密封材料选配和结构优化提供借鉴。