磨合質量的好壞直接影響旋轉接頭產品質量和密封性能,所以旋轉接頭廠家設計和生產過程中會著重考慮密封摩擦副和密封環加工工藝和研磨磨合工藝的對磨合質量的影響。旋轉接頭密封摩擦副磨合的因素很多,基本因素由載荷因素(載荷、速度)、材料的物理機械性能和潤滑劑;附帶因素由摩擦時的溫升和摩擦接觸點上與之有關的各種物理化學變化。各種因素是相互聯系的,因此要研究它們對磨合的影響并在給定條件下確定最終的最佳粗糙度是很困難的,下面分別討論這些因素的影響。
一、旋轉接頭密封摩擦副的載荷
載荷對磨合質量和磨合時間具有很大的影響。在磨合一開始時,薄表層的塑性變形部分隨載荷的增加而增加,這就使總功、發熱量和能量消耗增加。由于接觸面積上壓力增加而產生很高的機械應力致使摩擦面的結構產生很大的缺陷,這就增加了金屬的活性。試驗表明,當壓力增加到不超過莫格臨界值時,磨合面的質量將得到改善。
二、旋轉接頭密封摩擦副的原始粗糙度
原始粗糙度取決于零件制造工藝,通常只有經磨合后才影響連接的耐磨性。接近于相應平衡粗糙度的粗糙數值,通常是通過試驗來測定的。試驗表明,摩擦系數、磨損和摩擦溫度與摩擦面粗糙度的關系曲線呈U形。
當摩擦系數與磨損呈線性關系時,在接觸點上應力狀態(彈性或者塑性)相同的條件下可以論證溫度——粗糙度曲線上具有極小值。材料熱波動強度理論,材料的耐磨性應與摩擦接觸點上的溫度成反比。在載荷和滑動速度固定不變的條件下,摩擦區最低溫度將與最小摩擦系數相對應。
三、旋轉接頭密封摩擦副材料的機械性能和流體介質
在研究磨合動態特性和確定平衡粗糙度時,由于旋轉接頭密封摩擦副材料表層的物理機械性能會因受力和溫度因素的影響,以及存在流體介質(或潤滑劑)時其化學變化而發生各種變化,因此,分析流體介質和使用材料的性能是很重要的問題。當其他摩擦條件不變時,旋轉接頭流通的流體介質(或潤滑材料)對磨合時微觀幾何形狀的變化有很大的影響。因此使用磨合油是加快磨合的主要因素。
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