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如何減少機械密封摩擦副環的變形?

? ? ? ?在研究機械密封端面的漏泄和使用壽命時發現,摩擦副環的變形是最主要的影響因素之一。機械密封的摩擦副環由于不同的工作條件、摩擦狀態、材料組對、結構型式以及加工工藝會產生不同程度的溫度變形和力變形,以及經過一段時間的運行之后,還會出現由于摩擦副環的殘余應力引起的不可忽視的殘余變形。這種變形的結果會使摩擦副端面間的間隙由接近平行狀態變為收縮狀態或擴張狀態,如圖1所示。這不僅影響到摩擦副端面間的壓力分布,同時還會造成摩擦副環端面磨損的不均勻。?

摩擦副環的變形
圖1 摩擦副環的變形

? ? ? ?摩擦副環的變形會使密封端面的接觸面積變小,這就會使端面比壓增大。當增大了的端面比壓大于摩擦副的許用端面比壓時,由于端面摩擦熱與端面比壓成正比,所以過多的端面摩擦熱就會使端面間液膜蒸發,使摩擦工況變差以至使端面產生熱裂、失效。同時,研究結果表明,端面摩擦副環的磨損速度與端面比壓成指數關系。如圖2所示。該圖表示在端面平均滑動速度為5m/s,摩擦副材料組對為浸漬石墨對Cr-Ni不銹鋼時,磨損速度A與端面比壓之間的關系。由此可以看出摩擦副環的變形會造成端面磨損加劇,使機械密封的使用壽命大大降低。

圖2端面比壓


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