導致旋轉接頭動接觸密封的滑動材料破壞的原因是多方面的,例如腐蝕,超過允許的強度值,過熱和由于旋轉接頭密封摩擦材料選配不當而造成事故性的磨損。實踐證明,一種密封結構設計的不好而摩擦輔材料很好的旋轉接頭,其性能往往比材料選配不合適,但結構設計很好的旋轉接頭要好得多。多孔性對于好的摩擦材料來講,只要這些空隙彼此之間不相通,并沒有多大危害。這些空隙的優點,在于它們可以貯存流體介質作為潤滑劑使用,達到自潤滑的特性,從而提高密封的工作性能。例如金屬氧化物、含石墨的鋼和鑄造材料就是這樣。對于在晶格中有不同硬度粒子的不均勻材料來講,或者由于摩擦和磨損的減少而使材料的導熱系數和膨脹系數不同時,也會出現類似的情況。
要建立工程用的磨損計算方法,就要考慮兩個摩擦體材料的物理機械特性、摩擦副的工況(載荷、速度)、外部的摩擦條件(周圍介質、潤滑劑)和旋轉接頭密封摩擦副的結構特點。這時要適當考慮兩個固體在摩擦時相互接觸作用的一些特點,為此必須舍棄強度計算中所作的傳統假設。
第一,旋轉接頭密封摩擦副中承載材料的體積是變化的,它隨壓力大小、兩個摩擦提的粗糙度和摩擦面上的生成膜而改變。
第二,兩個固體的真實接觸點是離散的,材料的微體積發生變形,嚴格來說,經典的變形體力學中所常用的關于物體均質而各向同性的假設對這種情況是不適用的。
第三,與強度(物體不發生破壞的條件)計算不同,磨損計算實質上就是評定物體破壞過程的特性。
第四,旋轉接頭密封摩擦副材料的性能往往與原材料性能顯著不同,前者在摩擦過程中不斷改變,因而材料的破壞條件也不斷改變。
因此,在物理、化學和物理一化學方面進行研究以揭示表層變化過程的動態特性和表層在摩擦過程中的破壞特性,具有特別重要的意義。不能局限于揭示通常來評定固體體積強度性能的那些特性,還要揭示旋轉接頭密封摩擦副材料的特性。而摩擦狀態和硬度對磨損系數有很大的影響。這些關系式也可以用來概略地確定旋轉接頭上用的塑料材質對金屬和人造碳對金屬等典型摩擦副材料的抗磨強度。在正常情況下,對于機械密封結構的旋轉接頭來說,磨損主要發生在塑料環或碳環上。根據這個原因,對這兩種摩擦副材料在試驗臺上作了詳盡的試驗。在實際中可以觀察到,不僅碳材料的制造者,而且旋轉接頭的制造者和最終使用者都在具體的試驗條件下進行這各自多方面的磨損測量。
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