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　　機(jī)械密封件的磨損是運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中發(fā)生摩擦的必然結(jié)果，也是機(jī)械密封件的主要失效形式，它決定著密封的壽命和性能，并可能出現(xiàn)各種各樣的形態(tài)，機(jī)械密封的主要發(fā)展方向之一就是要在泄漏量允許的范圍內(nèi)控制磨損使?jié)櫥_(dá)到佳狀態(tài)。機(jī)械密封件密封通常處于輕微磨損狀態(tài)，因而磨損率相當(dāng)均勻，對(duì)于設(shè)計(jì)良好的密封其密封面的磨損占主導(dǎo)地位的是輕微的粘著磨損。粘著磨損是由于粘著作用使兩表面的材料由一個(gè)表面轉(zhuǎn)移到另一個(gè)表面而引起的機(jī)械磨損。因此磨損壽命可根據(jù)典型的工作數(shù)據(jù)來(lái)預(yù)測(cè)。掌握磨損規(guī)律，設(shè)法延長(zhǎng)使用壽命是一個(gè)更重要的問(wèn)題。這就需探索磨損的機(jī)理、類(lèi)型和影響因素等。其中更重要的參數(shù)是磨損率和磨損系數(shù)Kw。
　　影響摩擦副材料磨損度和磨損系數(shù)的因素很多，它是多因素在摩擦表面相互作用的過(guò)程。有些因素可由設(shè)計(jì)者控制，如材料、潤(rùn)滑劑等，但另外一些因素則是由于工藝對(duì)機(jī)械密封件的要求無(wú)法選擇，如介質(zhì)、載荷、轉(zhuǎn)速等。本文對(duì)機(jī)械密封件端面的磨損特性進(jìn)行了分析，以指導(dǎo)機(jī)械密封件的設(shè)計(jì)和對(duì)密封失效的判斷。
　　1、介質(zhì)的影響
　　機(jī)械密封件常用的工作介質(zhì)有水、油、海水及酸和堿。對(duì)于設(shè)計(jì)良好的機(jī)械密封，其摩擦副材料的選擇就已考慮到介質(zhì)的影響。選擇時(shí)不僅要注意每一個(gè)零件本身的耐蝕性，還應(yīng)防止兩種材料組合在一起時(shí)產(chǎn)生的電偶腐蝕。
　　在普通的清水介質(zhì)中，一般的碳鋼與石墨配對(duì)即可滿(mǎn)足要求。而且在相同條件下大部份配對(duì)材料的磨損率相近。在相同條件下油中使用性能較好的是WC-Cu(RC)與浸呋喃樹(shù)脂石墨的組對(duì)。在相同條件下海水中WC-Co與浸呋喃樹(shù)脂石墨的組對(duì)可保證其性能。在相同條件下，百分之三的NaCl溶液中WC-Co、WC-Cu(RC)及WC-NiP合金與浸呋喃樹(shù)脂石墨的組對(duì)時(shí)磨損率相近。通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論，在相同條件下，lOo/oHCl溶液中，WC-NiP合金體現(xiàn)出優(yōu)異的抗腐蝕磨損性能，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于WC-Co和RC合金。WC-Co的磨損率一直隨上升趨勢(shì)，并且隨著時(shí)間的增加，磨損率增加的幅度也更大;而WC-NiP合金的磨損率卻是隨著時(shí)間的增加逐漸減小直到趨近一個(gè)較穩(wěn)定的值。很明顯在此溶液中WC-Co被腐蝕(主要是Co)，發(fā)生了腐蝕磨損;而NiP的耐蝕性好，只產(chǎn)生粘著磨損。
　　這個(gè)示例說(shuō)明不同材料的磨損率在某些溶液中可能會(huì)很相近，在其它溶液中卻相差極大。選擇材料時(shí)要重視這個(gè)問(wèn)題。
　　2、載荷的影響
　　磨損的類(lèi)型較多，因此載荷的影響也因磨損機(jī)理的不同而不同。對(duì)于普遍的粘著磨損，研究表明：對(duì)于各種材料都存在一個(gè)臨界壓力值。當(dāng)平均壓力小于此臨界值時(shí)，只有少數(shù)微凸體相互接觸并發(fā)生塑性變形。此時(shí)隨載荷的增大，實(shí)際接觸面積增大，而壓強(qiáng)并不增大，對(duì)磨損影響不大;而當(dāng)平均壓力達(dá)到臨界壓力值時(shí)，粘著磨損就會(huì)急劇增大，直至咬死。
　　磨粒磨損主要是由于工作環(huán)境引起的，其機(jī)理主要是微觀切削。由于磨粒在機(jī)械密件封面發(fā)生微量切削作用，或者磨粒在力的作用下壓入塑性材料表面產(chǎn)生壓痕，從表面層上擠出層狀或鱗片狀剝落物，結(jié)果在摩擦表面留下槽或鑿槽痕跡。因而磨粒磨損的磨損率與壓力成正比，但當(dāng)壓力達(dá)到某一臨界值后，磨損率隨壓力的增加變得平緩，這與磨損機(jī)理的轉(zhuǎn)變有關(guān)。載荷對(duì)腐蝕磨損的影響是不言而喻的，載荷越大，磨損率越大。
　　3、轉(zhuǎn)速的影響
　　轉(zhuǎn)速對(duì)磨損的影響主要是因?yàn)樗俣扔绊懥四Σ帘砻娴臏囟?。轉(zhuǎn)速越大，摩擦表面溫度增大，摩擦功耗以及相應(yīng)產(chǎn)生的摩擦熱也大，易使端面溫度升高，金屬表面硬度一般隨表面溫度的升高而下降，同時(shí)造成液膜汽化出現(xiàn)干摩擦加劇磨損。轉(zhuǎn)速高還會(huì)引起密封件的振動(dòng)，并受到較大的離心作用，不利于端面液膜的形成和維持。隨著轉(zhuǎn)速的提高，磨損率也隨之而增大，摩擦熱使材料，與載荷產(chǎn)生同樣的影響。機(jī)械密封件中縫隙溫度變化不大時(shí)，磨損率幾乎線(xiàn)性上升，只有當(dāng)表面溫度達(dá)到一定值后，磨損急劇增大，對(duì)于粘著磨損和磨粒磨損均如此。
　　轉(zhuǎn)速對(duì)腐蝕磨損的影響也是轉(zhuǎn)速增大，磨損快速，原因在于：首先，從機(jī)械密封件材料受到的腐蝕來(lái)看，快速了陰極過(guò)程及陽(yáng)極過(guò)程溶解產(chǎn)物離開(kāi)表面的過(guò)程，使腐蝕速度快速;其次，對(duì)于腐蝕磨損而言，轉(zhuǎn)速增加，使腐蝕磨損交替作用的頻率增大，導(dǎo)致材料表面高區(qū)的不斷出現(xiàn)，因而使腐蝕磨損加速;后，轉(zhuǎn)速增大又使摩擦副表面在單位時(shí)間內(nèi)的滑移距離增大，磨損的總量必然增加。
　　4、結(jié)語(yǔ)
　　多年來(lái)，隨著多種密封理論的提出，揭示了部分密封機(jī)理，提高了密封技術(shù)的進(jìn)步，出現(xiàn)了許多機(jī)械密封件新結(jié)構(gòu)和適應(yīng)于機(jī)械密封件的新材料，延長(zhǎng)了機(jī)械密封件的壽命，拓展了機(jī)械密封的適應(yīng)范圍。但是在機(jī)械密封端面如此狹小的界面上存在著摩擦、磨損、變形、流體流動(dòng)、相變、腐蝕等許多復(fù)雜的物理、化學(xué)過(guò)程，要想而真實(shí)地反映各種因素的影響和相互關(guān)聯(lián)的規(guī)律，目前無(wú)論在理論或?qū)嶒?yàn)技術(shù)上都還十分困難，機(jī)械密封的設(shè)計(jì)和使用大都還依賴(lài)于實(shí)驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)。機(jī)械密封件端面的磨損性能的研究也受到了上述約束。因此只要機(jī)械密封件的端面只有流體間的內(nèi)摩擦，必將極大地延長(zhǎng)其使用壽命。所以端面開(kāi)槽工藝將是機(jī)械密封的主要研究對(duì)象，宏光密封也曾對(duì)動(dòng)壓型機(jī)械密封件封端面槽型的自動(dòng)建模進(jìn)行了研究，以后還會(huì)繼續(xù)這方面的試驗(yàn)。