应用表面激光打标机在密封环表面雕刻不同纹理,通过端面摩擦试验机对具有不同纹理、材料的摩擦副进行测试。从工况参数、纹理形状及材料等方面探寻摩擦副表面的磨损量、温升、摩擦系数和表面形貌的演变规律及其机理。对于端面无纹理配副:当转速为300 r/min时,摩擦系数达到最小,同时"硬对硬"组和"软对硬"组的温升幅度仅为转速250 r/min时的24.24%和21.48%;摩擦系数随着转速升高有明显变小的趋势;石墨环磨损量随着转速的增大先增加后减小;"硬对硬"组摩擦副在各工况下的磨损量小于"软对硬"组。对于单端面纹理配副:椭圆纹理运行最稳定,但是三角织构具有最小的摩擦系数、温升和磨损量。双端面组合纹理的摩擦磨损特性在单端面基础上能进一步提升。

分析了机械密封端面摩擦机理,根据端面的摩擦机理,选用声发射信号(Acoustic Emission,AE),作为表征密封端面摩擦状态的监测信号,建立了基于AE信号的密封端面摩擦状态的监测模型。根据机械密封的工程应用需求,将密封端面工作状态分为三种类型:边界摩擦状态、混合摩擦状态和流体润滑状态,利用采集的声发射信号和建立的监测模型,能够有效地识别密封端面的工作状态,识别率大于70%。

研究包括端面摩擦特性和密封特性（泄漏指标）的接触式机械密封基本性能,有利于延长机械密封的使用寿命,减少因泄漏带来的损失。通过对前人在机械密封端面摩擦特性及泄漏特性方面的研究成果包括摩擦特性参数、表面形貌的影响及其表征、端面材料配对、泄漏通道模型及界面流体流动特性的综述,分析了现有研究存在的不足,指出了机械密封基本性能研究的后续方向：全面考察机械密封的摩擦及泄漏特性,优化密封界面泄漏通道模型,建立密封界面流体流动模型。