? ? ? ?機(jī)械密封的使用壽命和密封性能的影響因素很多,這里不僅包括密封端面間的液膜存在條件問題,而且還要考慮到摩擦副材料的耐磨性問題,同時(shí)還和安裝、操作使用、機(jī)器本身等因素有關(guān)。歸納起來機(jī)械密封漏泄和失效的原因有設(shè)計(jì)、檢驗(yàn)、機(jī)器設(shè)備狀況、配件、安裝、運(yùn)行、材料、加工制造等方面。
? ? ? ?其中下面幾點(diǎn)則是影響機(jī)械密封使用壽命和密封性能的最主要因素:
? ? ? ?(1) PV值
? ? ? ?在機(jī)械密封設(shè)計(jì),制造和使用過程中,人們常把PV值做為影響機(jī)械密封使用壽命和密封性能的最主要因素。這里PV值中的P為機(jī)械密封的端面比壓;V為機(jī)械密封端面的平均線速度。
? ? ? ?機(jī)械密封的PV值除了常被人們做為承載能力以外,由于機(jī)械密封端面因回轉(zhuǎn)產(chǎn)生的摩擦熱Q與端面比壓P、端面平均線速度V及端面摩擦系數(shù)?成正比,因此人們還常把PV值當(dāng)做機(jī)械密封的耐磨性指標(biāo)和耐熱性指標(biāo)。
? ? ? ?做為耐磨性指標(biāo)的原因主要是因?yàn)槎嗣娴淖钪饕p形式是粘著磨損和磨粒磨損。衡量磨粒磨損的重要指標(biāo)之一就是材料的軟化點(diǎn)溫度,而衡量磨粒磨損的重要指標(biāo)之一,就是材料的硬度,而當(dāng)PV值增大時(shí),端面摩擦熱就會(huì)隨著增大,從而使端面摩擦副環(huán)的溫度升高,當(dāng)溫度升高到摩擦副環(huán)所用材料的軟化點(diǎn)溫度時(shí),就提供了發(fā)生粘著磨損的條件。同時(shí),由于PV值的升高而造成的摩擦副環(huán)溫度升高還會(huì)使摩擦副環(huán)所用材料的硬度下降,這樣就會(huì)加劇摩擦副端面的磨粒磨損。
? ? ? ?另外,在進(jìn)行摩擦副端面的磨損量與PV值關(guān)系的試驗(yàn)時(shí),表明了在磨削性磨損時(shí)線磨損量Δ與PV值有下面的關(guān)系:
Δ=k′·P·V·t
式中? k′——磨損系數(shù),
? ? ? ? ? ?t——磨損時(shí)間。
而在非磨削磨損時(shí),磨損率與PV值成下面的關(guān)系:
? ? ?u=k′·Pm·Vn
式中? u——非磨削性磨損的磨損率:
? ? ? ? k′——磨損系數(shù);
? m、n——指數(shù)。
? ? ? ?從而由實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明了摩擦副端面的PV值是衡量端面磨損的重要指標(biāo),是影響機(jī)械密封使用壽命的最重要因素。
? ? ? ?PV值被當(dāng)做機(jī)械密封耐熱性指標(biāo)的原因主要在于當(dāng)PV值增大時(shí)會(huì)使端面摩擦熱增大,端面摩擦熱的增大就會(huì)使摩擦副環(huán)的溫度升高,當(dāng)摩擦副環(huán)由于溫升而產(chǎn)生的熱應(yīng)力大于機(jī)械密封摩擦副環(huán)所用材料的強(qiáng)度限時(shí),就會(huì)發(fā)生摩擦副環(huán)的熱強(qiáng)度破壞。同時(shí)摩擦副環(huán)的溫度升高還常常會(huì)使端面間的液膜沸騰和蒸發(fā),從而造成密封端面的干摩擦,使密封很快失效。由此可以看出從耐熱性角度PV值對機(jī)械密封使用壽命和密封性能的重要影響。
? ? ? ?機(jī)械密封的PV值無論從耐磨性指標(biāo)還是從耐熱性指標(biāo)上來分析,做為影響機(jī)械密封使用壽命和密封性能的重要參數(shù)在機(jī)械密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料選擇方面都是一個(gè)重要的依據(jù),一般每種機(jī)械密封都有一個(gè)許用[PV]值,在使用時(shí)應(yīng)遵循摩擦副端面的PV<[PV]的原則。
? ? ? ?(2)端面摩擦系數(shù)f
? ? ? ?由于端面事擦熱除了和PV值成正比以外,還和端面摩擦系數(shù)f成正比,因此出于上述同樣的原因,端面摩擦系數(shù)f也是影響機(jī)械密封使用壽命和密封性能的重要因素之一。而在摩擦副端面PV值一定的情況下,端面摩擦系數(shù)f除了和端面潤滑狀態(tài)及材料的相容性有關(guān)以外,還和端面的平直度、粗糙度、以及安裝精度等因素有關(guān)。
? ? ? ?(3)端面比壓P
? ? ? ?機(jī)械密封要保證長久的使用壽命和良好的密封性能還要考慮的一個(gè)單項(xiàng)指標(biāo)就是端面比壓P,因?yàn)槎嗣骈g的液膜存在條件除了和綜合參數(shù)PV值有關(guān)以外,而對端面比壓P則更敏感一些,端面比壓過大就會(huì)使端面磨損加劇以至密封失效,而端面比壓過小則又會(huì)造成端面密封性能下降,漏泄量增加。因此,機(jī)械密封的端面比壓P是機(jī)械密封設(shè)計(jì)、安裝、使用過程中的最重要參數(shù)之一。
? ? ? ?(4)摩擦副環(huán)材料的耐磨性
? ? ? ?影響機(jī)械密封使用壽命的另一個(gè)最重要因素就是摩擦副環(huán)所用材料的耐磨性,耐磨性越好,則使用壽命越長,因此,摩擦副環(huán)的材料是決定機(jī)械密封性能的基礎(chǔ)。
大禹密封 | 服務(wù)全球工業(yè)40年 |