在摩擦狀態下旋轉接頭漏水的原因,雖然在密封縫隙中存在液體層,但是液層可能局部中斷,而且幾乎沒有壓力,因而也就體驗出顯著的粘性效果。這種在機械密封摩擦副縫隙中沒有明顯的縫隙壓力PSL的情況下泄漏流動的真實狀態,叫做“流體交換流動”,即液體主要通過單個多沒有相互聯通的西溝或空襲深入到密封面上。由于在密封面寬度上都存在粗糙不平的不連續的迷宮形凹陷,所以當密封環旋轉時,在殘余壓力和離心壓力P2點作用下,液體在兩個摩擦面上相互碰到的極小空隙和溝槽間發生交換,旋轉接頭密封縫隙中產生的離心力壓力很小,其計算公式為:
此壓力表面上看來很小,但是它都有極大的作用。
旋轉接頭摩擦副,兩個摩擦表面由于平均接觸壓力Pg作用相互接觸而壓緊時,因為表面并非絕對光滑,所以粗糙表面的微凸體不僅產生塑性變形,而且也要產生彈性變形;表面微凸的接觸載荷最高,可能達到塑性變形,或者被磨掉。旋轉接頭密封面在尖峰的臨近區,則產生彈性變形。通常旋轉接頭摩擦副絕大多數是石墨或者塑料制造的補償靜環(游動或者浮動環)對金屬、硬質合金或者陶瓷復層的非補償動環。因此,第一組材料的彈性模量E1=(0.5~1.5)X104N/mm2,而且第二組材料的彈性模量E2=(10~70)X104N/mm2。因為摩擦副的密封面總是加工的很光滑(粗糙度Ra=0.15~0.5μm),而且微觀表面的完整系數K≥0.67,所以根據E2/E1的比值,彈性模量低的環所占的變形分量就比較大一些。也就是說,旋轉接頭摩擦副密封面間的空隙彼此之間很少連通。根據博登(Bpwden)和塔博爾(Tabor)以及豪爾姆(Holm)的研究知道,在邊界摩擦狀態下,由于固體的分隔作用,從而構成了上述空隙(3~9a)。兩個環中之一旋轉時,可以象人面通過旋轉門或物體經由計量器那樣,液體從一空隙轉移到另一空隙中去,一直到液體質點到縫隙的終端為止。可見,在這種摩擦狀態下,粘性沒有顯著的影響。只要進入和流出的液體量相等,那么在縫隙中就形不成壓力。如果兩摩擦面表面粗糙度相等,在交換動狀態下,泄漏損失與摩擦面的寬度無關。但是摩擦表面的粗糙深度,接觸壓力,滑動速度以及離心壓力的大小與方向關系極為密切。