表面粗糙度对机械密封性能有着显著影响。利用MMU-2摩擦磨损试验机和表面轮廓仪，对3个不同粗糙程度的密封端面进行了摩擦磨损试验。引入特征粗糙度，研究了3个不同粗糙程度的密封端面在摩擦磨损过程中的特征粗糙度变化规律，并与表面的轮廓算术平均偏差粗糙度变化规律进行了比较。研究表明，不同初始粗糙程度的端面在跑合过程结束后，粗糙度趋于一致。这一结果为利用特征粗糙度正确设计机械密封端面，合理选择端面加工方法提供了依据。

在分析了国内外在机械密封监控系统研究现状的基础上,制定了机械密封监控系统,该系统在硬件上采用DSP,在软件上采用先进的智能控制算法。它可以以一种预程序化受控方式对密封的工作条件和环境的变化做出快速的反应,使机械密封在满足泄漏量、温度、磨损率等反馈参数的要求下,处于最佳的工作状态,从而提高机械密封的可靠性并延长其寿命。

密封环的热力特性是影响接触式机械密封性能的关键问题。利用ANSYS软件,分别采用隔离法和整体法对接触式机械密封环温度场进行模拟,并与有关文献的实验结果进行比较、选择更准确的整体耦合法为模拟结果。在整体耦合求温度场的基础上,进行密封环热力耦合的计算和分析。研究表明：密封环变形随其材料的热膨胀系数的增大和导热系数的减小而增大,密封环最高温度和最大变形出现在静环内径处。

针对核主泵轴密封具有承受高压、高PV值、高可靠性的特点,尤其是第一级流体静压密封承受大部分的压差（15.5MPa）,是整个主泵轴密封中难度最高和技术最复杂的关键性瓶颈,为此首先以第一级密封为突破口作了较深入的研究。完成了第一级密封试验样机、试验台及系统的研制与试验,第二、三级密封试验样机的研制,整套主泵密封的试验。已完成的试验项目指标基本达到设计技术指标,为今后进一步深入研究打下了很好的基础。

在分析橡胶材料干摩擦和水润滑摩擦两种摩擦机理的基础上,采用INSTRON高频疲劳试验机对O形密封圈在这两种状态下的摩擦力进行了测试。试验获得了不同滑移速度下摩擦系数与载荷的关系以及不同载荷下摩擦系数与滑移速度之间的关系。结果表明：水润滑状态下由于密封接触面能够形成润滑水膜,摩擦力较小,更适合长期稳定运转。

从辅助密封圈的预接触压力和接触压力、机械密封端面静态力平衡分析、摩擦副温度场和应力场分析3个方面,研究了某火箭发射时涡轮泵排气背压的增大对机械密封工作性能的影响,并得出了机械密封满足火箭发射使用要求的结论。

介绍了碳石墨材料的分类、特点以及国内外碳石墨材料的生产概况,结合旋转接头用碳石墨环制造应用,提出了对现行机械密封用碳石墨环技术标准的补充修订建议,针对国内碳石墨材料存在问题的现状,向行业主管部门提出了攻关愿望,结合国内碳石墨材料的技术进展和发展趋势进行了展望。

泄漏率是评定机械密封性能的主要参数。接触式机械密封端面泄漏过程复杂，影响因素较多，且泄漏率是一个与运行时间相关的变量，而非稳态参数，因此其泄漏模型的建立是机械密封研究领域的难点。国内外的学者对接触式机械密封端面泄漏模型进行了大量的研究，相继提出了经验公式和数值计算模型。本文介绍了边界摩擦状态和混合摩擦状态的泄漏率经验公式；分析了包含密封端面间的液膜压力、微凸体接触比压、液膜厚度和载荷平衡方程的泄漏率数值计算模型，对不同作者在不同假设条件下采用数值计算模型得出的泄漏率计算结果进行了比较分析；探讨了经验公式和数值计算模型存在的问题。

采用Falex-1506摩擦磨损试验机,研究了水润滑、室温条件下,载荷和速度对核主泵用机械密封材料：无压烧结碳化硅（WNV2）和碳化硅加碳（CHV1）、反应烧结碳化硅（R）和碳化硅加碳（R2）、石墨（MSMG）在不同配副条件下摩擦学特性的影响规律。使用扫描电镜（SEM）,对磨损表面进行了观察和分析。研究结果表明,碳化硅和石墨材料自身的孔隙,在高载荷下容纳了更多的润滑流体,因此,不同配副条件下的摩擦系数均随载荷的增加而减小。另外,滑动速度引起的温度改变通过影响表面层性质影响摩擦力,而碳化硅和石墨在很宽的温度范围内机械性质保持不变,所以摩擦系数随速度的增加基本不变。

利用ANSYS和FLUENT软件对密封腔体、转轴、密封组件以及封油的温度场进行了计算。计算过程中考虑了对流传热、热传导、端面摩擦热和介质粘性剪切热的影响。通过计算得到了一定温度下封油流量对密封冲洗冷却效果的影响规律。计算结果能够为高温泵用串联式机械密封的设计和使用提供有益指导。