以旋转轴唇形油封为研究对象,采用激光加工技术在轴表面加工3种不同形状微织构,在油封密封试验机上开展对比试验,探讨了不同轴表面微织构、不同转速对油腔温升、摩擦扭矩、泵吸率等参数的影响,利用扫描电镜对比分析了试验前后密封唇表面的微观形貌。结果表明轴表面微织构对油腔温度、摩擦扭矩和泵吸率影响较大,与光滑轴相比,三角形和矩形微织构表面能够增大泵吸率,尤其前者泵吸率增幅较大,在2000 r/min时增加了3倍,但于此同时也会带来一定的密封圈温升和摩擦扭矩的增大,设计时需要综合考虑;随着转速的增大,摩擦扭矩和泵吸率也随之增大;三角形和矩形微织构对应的唇口表面粗糙峰数量较多,且分布较均匀,而圆形织构、光滑轴表面对应的唇口粗糙峰数量较少,分布较为分散。

将松散的石墨粉导入面接触的摩擦副间隙中,在轴向力和剪切力作用下形成减摩性能良好的粉末层。利用带有CCD数码相机的光学显微镜对试件表面进行动态观测,分析表面粗糙度、载荷、滑移速率、粉末量对粉末层的破坏形式、破坏过程的影响,采用图像分割技术计算真实接触面积比。结果表明粉末层的破坏形式包括完整、局部区域破坏、局部破坏区域扩散、粉末黏附、完全破坏5个阶段;黏附阶段存在的必要条件为重载、试件表面具有一定粗糙度,粉末量、滑移速率的增大使黏附加剧。