采用往复摩擦实验研究高压气体密封条件下橡胶O形圈的摩擦性能,分析密封压力大于3 MPa条件下密封压力、压缩率和橡胶材料对O形圈往复运动摩擦性能的影响规律。结果表明高压条件下O形圈所呈现的摩擦力-位移时变曲线特征与低压条件相同,且黏滞特性明显。高压条件下随着密封压力的增加,丁腈橡胶O形圈最大摩擦力和滑动摩擦力呈线性增长,与低压下最大摩擦力存在极大值和滑动摩擦力趋于稳定不同;高压条件下丁腈橡胶O形圈的最大摩擦力与压缩率呈非线性关系,最大摩擦力存在极大值,与低压下最大摩擦力随压缩率的增大而增大不同;与丁腈橡胶材料不同,三元乙丙橡胶、硅橡胶和氟橡胶的摩擦力随密封压力的增加而逐步增加并趋于平稳,且摩擦力小于丁腈橡胶。

表面微孔结构在剪切作用下诱发流体产生附加动压效应,提升流体膜承载能力,促使摩擦配合端面间维持流体润滑,改善摩擦性能。以6种不同微孔表面为研究对象,考虑端面弹性变形影响,开展无压工况下动压润滑特性的比较研究,数值分析平衡基础膜厚、流体流量、摩擦转矩、摩擦系数等性能参数随操作条件与孔型参数变化规律,并以最优动压特性与摩擦性能为目标,给定不同孔型参数的优化范围。结果表明:弹性变形与流体膜厚度相对应,轴向压缩变形越大,润滑间隙尺寸越大,膜厚越厚。相比于平衡基础膜厚,端面变形对膜厚分布影响微弱。在微孔倾斜角0~20°范围内,椭圆微孔与矩形微孔动压效应最为显著,且摩擦系数、摩擦转矩较小,优势较为明显。在孔深为4~6μm、方向因子为2时,不同形状孔型结构润滑性能均可达到最佳效果。