| 沟槽形表面织构对柱塞密封副摩擦性能的影响 |
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| 引用本文： | 王国荣,廖代胜,钟林,廖文玲,李梦媛,魏刚.沟槽形表面织构对柱塞密封副摩擦性能的影响[J].表面技术,2019,48(12):165-173. |
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| 作者姓名： | 王国荣 廖代胜 钟林 廖文玲 李梦媛 魏刚 |
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| 作者单位： | 西南石油大学机电工程学院,成都610500;西南石油大学能源装备研究院,成都610500;成都工业学院机械工程学院,成都610500 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金（51775463） |
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| 摘 要： | 目的提高压裂泵柱塞表面的摩擦学性能。方法基于稳态二维不可压缩Reynolds方程,建立沟槽形表面织构化柱塞动压润滑理论模型,然后利用有限差分法和高斯-赛德尔迭代法求解柱塞表面的油膜压力分布和剪切应力,进而获得油膜承载力和摩擦系数,开展最小油膜厚度、织构的深度、横截面形状、面积占比以及分布角度对柱塞密封副油膜承载能力和摩擦系数影响规律的数值分析。结果随矩形沟槽织构深度从2μm增加到40μm,织构的动压润滑性能先增大后减小,当深度约为最小油膜厚度的0.6倍时达到最佳,并且最小油膜厚度越大,织构的动压效应越差。4种横截面沟槽织构的动压润滑性能优劣顺序为:矩形内凸阶梯型椭圆形V型。随织构宽度从100μm增加到480μm,油膜承载力先增加后减小,宽度在360μm(72%面积占比)时达到最大。在6种分布角度中,60°矩形沟槽织构的润滑减磨性能最好。结论在流体动压润滑范围内,适当减小最小油膜厚度,沟槽底部尽可能平整,保持织构深度略小于最小油膜厚度,并使垂直速度方向油膜收敛区域的织构长度较长,便能获得润滑减摩性能较好的沟槽形表面织构。合理参数的沟槽形织构能够极大提高压裂泵柱塞表面的油膜承载力,降低摩擦系数,有利于延长柱塞密封副的使用寿命。
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| 关 键 词： | 压裂泵柱塞 表面织构 沟槽 动压润滑 织构参数 油膜承载力 摩擦系数 |
| 收稿时间： | 2019/4/14 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2019/12/20 0:00:00 |
Effect of Groove-like Surface Texture on Friction Performance of Plunger Seal Pair |
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| WANG Guo-rong,LIAO Dai-sheng,ZHONG Lin,LIAO Wen-ling,LI Meng-yuan and WEI Gang.Effect of Groove-like Surface Texture on Friction Performance of Plunger Seal Pair[J].Surface Technology,2019,48(12):165-173. |
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| Authors: | WANG Guo-rong LIAO Dai-sheng ZHONG Lin LIAO Wen-ling LI Meng-yuan and WEI Gang |
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| Affiliation: | 1.a.School of Mechanical Engineering, b.School of Energy Equipment, Southwest Petroleum University, Chengdu 610500, China,1.a.School of Mechanical Engineering, b.School of Energy Equipment, Southwest Petroleum University, Chengdu 610500, China,1.a.School of Mechanical Engineering, b.School of Energy Equipment, Southwest Petroleum University, Chengdu 610500, China,1.a.School of Mechanical Engineering, b.School of Energy Equipment, Southwest Petroleum University, Chengdu 610500, China,2.School of Mechanical Engineering, Chengdu Technological University, Chengdu 610500, China and 1.a.School of Mechanical Engineering, b.School of Energy Equipment, Southwest Petroleum University, Chengdu 610500, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | fracturing pump plunger surface texture groove dynamic pressure lubrication texture parameters oil film bearing capacity coefficient of friction |
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