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旋转轴唇形密封（油封）是防止旋转部件中润滑介质泄漏的关键基础零部件,广泛应用于工程机械、汽车、工业泵和燃气轮机等领域。油封的材料及结构参数对它的耐磨性和密封性能有着重要的影响。目前,汽车变速器中使用的油封材料主要是氟橡胶,但随着新型合成添加剂的出现,采用氟橡胶制备的油封制品因为溶胀而造成密封过早失效,而丙烯酸酯橡胶（ACM）可以承受这种介质,但现有ACM橡胶材料存在耐磨性差的问题,使其作为旋转轴径向动密封因过早磨损失效而受到限制。为此,本文拟从ACM油封的材料和结构参数优化入手开展研究,首先讨论了纤维填料及其与固体自润滑剂并用对ACM橡胶复合材料性能的影响,在此基础上考察了纤维填料表面改性对ACM橡胶复合材料摩擦磨损性能的影响。其次,基于自制耐磨胶料制备的油封制品,利用有限元分析软件模拟分析了油封不同结构参数下的接触状态,并通过实验测试,考察了油封结构参数对其磨损行为的影响。主要的研究内容及结果如下:（1）纤维填料的加入能显著改善ACM硫化胶的摩擦磨损性能,其中针状硅灰石改性硫化胶的摩擦性能最好。随着针状硅灰石用量的增加,改性ACM硫化胶的摩擦系数逐渐降低,而体积磨损量呈现先降低后升高的趋势。当针状硅灰石用量为35phr时,硫化胶的摩擦系数为0.445,磨损体积从未改性ACM硫化胶的7.15mm3下降到1.77 mm3。相比于25N的低载荷条件,在50N的高载荷高载荷条件下,硫化胶的摩擦系数整体有所降低。未改性ACM硫化胶主要表现为粘着磨损和犁沟。纤维填料的加入使得硫化胶的磨损特征逐渐转变为纤维的拔出和磨粒磨损,有效抑制了磨损表面的粘着磨损,且出现橡胶材料所特有的横向山脊状斑纹,磨损表面光滑平整。加高载荷时,硫化胶的部分磨损体征由磨粒磨损向粘着磨损转变。（2）微米MoS2和聚苯酯改性ACM/硅灰石硫化胶的摩擦性能均有所提高,其中微米MoS2改性试样的效果更好。6phr微米MoS2改性试样的摩擦系数比ACM/硅灰石硫化胶的摩擦系数下降了5.2%、磨损体积下降了6.2%;此时硫化胶由针状硅灰石和微米MoS2共同承受载荷,能较好的起到润滑作用,磨损特征表现为粘着磨损和轻微的磨粒磨损。将微米MoS2换为纳米MoS2对硫化胶进行改性,当纳米MoS2的用量在1phr时,硫化胶试样的摩擦系数达到了比微米MoS2改性试样更低的最低点0.4。使用KH560对针状硅灰石进行化学改性,并使用红外光谱仪验证了KH560对针状硅灰石的改性效果,改性后试样虽然摩擦系数未发生明显变化,但磨损量进一步降低了9.7%;此时针状硅灰石混合更均匀,且更难从ACM基体中拔出。光学影像测量仪显示KH560改性后试样的转移膜均匀且致密。（3）有限元分析所得径向力和实验的实测径向力比较一致。随着主唇过盈量的增大,密封件的泵汲率、径向力、接触宽度也同时增大,接触压力总体上升,有利于防止润滑油泄漏,其中最大接触压力呈现先上升后略微降低的趋势。因为密封件只需要较小的抱轴力便可以防止润滑油的泄漏,再加上抱轴力越大,唇口与旋转轴之间的摩擦力也就越大。因此密封件的过盈量为1mm时综合性能较好。在当弹簧的劲度系数增大时,密封件的接触压力随之增加,但泵汲率先增加后略微降低。劲度系数的增加有利于防止润滑油泄漏的同时也增大了主唇的磨损,当劲度系数为1.4N/mm时密封件的综合性能较好。密封件R值的增加会降低主唇径向力,增加主唇接触宽度,并使得接触压力的分布更加均匀,进而降低磨损。考虑到R值过大时,径向力过小容易导致密封件产生早期泄漏。所以R值为0.4mm时,油封主唇的密封性能和耐磨性能较佳。