往复轴封氟橡胶O型圈微动摩擦学特性

来源：机械工程学报杂志2015年第15期北京时间：

作者：沈明学， 郑金鹏， 孟祥铠， 厉淦， 江华生， 彭旭东

单位：浙江工业大学过程装备及其再制造教育部工程研究中心

摘要：在UMT多功能摩擦磨损试验机上，以氟橡胶(Fluorine rubber，FKM)O型圈/不锈钢平面配副为研究对象，研究了不同接触载荷和位移幅值下FKM O型圈的微动摩擦学特性。在动力学特性分析的基础上对磨痕表面形貌进行扫描电镜及表面成分分析，研究FKM O型圈在微动作用下的运行行为、磨损机理及其损伤演变规律。结果表明：随着位移幅值的增加，FKM依次运行于部分滑移区(Partial slip regime, PSR)、混合区(Mixed fretting regime, MFR)和滑移区(Slip regime, SR)；接触载荷明显地改变了微动的运行区域，载荷越大MFR的范围增大，且微动越不易进入MFR和SR；与扭动微动相似，FKM弹性体混合区的判定需要结合Ft-D曲线和磨痕形貌的演变过程；在不同的微动运行区域，FKM的损伤特征及摩擦因数(Ft/Fn)演变明显不同。在PSR，FKM表面损伤较轻微；在MFR及其附近，FKM的材料损伤表现为裂纹的萌生与扩展、表面剥落和点蚀以及局部的磨损；在SR，FKM磨损表面表现出橡胶材料特有的花纹磨损特征；此外，在MFR和SR的磨损表面，FKM发生了明显的摩擦氧化。

关键词：O型圈,氟橡胶,损伤机制,往复轴封,微动磨损；

基金资助：国家重点基础研究发展计划(973计划，2014CB046404)、国家自然科学基金(51305398)和浙江省自然科学基金(LQ13E050013)资助项目