摩擦性能試驗
同端面載荷下分別對普通密封環(huán)和激光加工多孔端面密封環(huán)進(jìn)行對比試驗,2種密封環(huán)的端面尺寸、表面粗糙度、端面載荷及轉速等試驗條件均完全相同,碳石墨材料制造的密封環(huán)與兩種試驗密封環(huán)配對運轉。激光加工多孔端面機械密封的摩擦系數比普通機械密封的摩擦系數要低得多。從摩擦系數值來(lái)看,普通機械密封的摩擦系數值處于邊界摩擦狀態(tài),而激光加工的多孔端面機械密封的摩擦系數值處于混合、甚至液體摩擦狀態(tài),因此,激光加工多孔端面密封環(huán)比普通密封環(huán)具有更好的摩擦性能。
多孔端面機械密封的原理與應用
車(chē)時(shí),即動(dòng)環(huán)不旋轉時(shí),在彈簧力作用下,靜環(huán)與動(dòng)環(huán)構成靜止平面密封,使流體介質(zhì)得以密封。當動(dòng)環(huán)回轉時(shí),由于靜環(huán)表面有很多微孔,動(dòng)環(huán)的轉動(dòng)使其表面與靜環(huán)表面上的微孔形成收斂縫隙流體膜層,使每一個(gè)孔都像一個(gè)微動(dòng)力滑動(dòng)軸承。也就是說(shuō),當另一個(gè)表面在多孔端面上滑動(dòng)時(shí),會(huì )在孔的上方及其周邊產(chǎn)生流體動(dòng)壓力,這就是流體動(dòng)壓效應。流體動(dòng)壓力的承載能力取決于滑動(dòng)的速度、介質(zhì)的粘度和流體膜厚度。這些孔產(chǎn)生動(dòng)壓效應的共同作用的結果使得兩密封面分開(kāi)。由于在兩密封面間存在流體膜,兩密封面不再直接接觸,密封面間的摩擦狀態(tài)為流體摩擦。試驗研究表明,在端面載荷和轉速相同時(shí),多孔端面機械密封環(huán)之間的間隙總是大于普通機械密封環(huán)之間的間隙。端面載荷增加時(shí),普通機械密封環(huán)的端面間隙驟然減小,以至于端面直接接觸,液膜遭到破壞,使磨損加劇。對于多孔端面機械密封環(huán),端面載荷增加時(shí),端面間隙減小,液膜剛度增加,而很小的間隙又恰好將泄漏量降低,從而滿(mǎn)足嚴格的機械密封泄漏要求,同時(shí)減少了密封面的磨損。因此,多孔端面機械密封可有效地延長(cháng)密封壽命。
一、常見(jiàn)車(chē)輛漏油的主要原因
1.產(chǎn)品質(zhì)量、材質(zhì)或工藝不佳;結構設計存在問(wèn)題。
2.裝配高速不當,配合表面不清潔,襯墊破損、位移或未按操作規程規范進(jìn)行安裝。
3.緊固螺母擰力不均、滑絲斷扣或松曠脫落等導致工作失效。
4.密封材料長(cháng)期使用后磨損過(guò)限,老化變質(zhì)、變形失效。
5.潤滑油添加過(guò)多、油面過(guò)高或加錯油品。
6.零部件接合表面撓曲變形、殼體破損,使潤滑油滲出。
7.通氣塞、單向閥堵塞后,由于箱殼內外氣壓差的作用,往往會(huì )引起密封薄弱處漏油。
二、預防車(chē)輛漏油措施
1、重視襯墊作用。汽車(chē)靜置部位零部件之間的襯墊起著(zhù)防漏密封作用。若在材料、制作質(zhì)量及安裝上不符合技術(shù)規范,就起不到密封防漏作用,甚至發(fā)生事故。如油底殼或氣門(mén)罩蓋,由于接觸面積大而不易壓實(shí),由此造成漏油。
2、車(chē)上各類(lèi)緊固螺母都需按規定的扭矩擰緊。過(guò)松壓不緊襯墊會(huì )滲漏;過(guò)緊又會(huì )使螺孔周?chē)饘偻蛊鸹驅⒔z扣努而引起漏油。另外,油底殼放油螺塞若未擰緊或回松脫落,容易造成機油流失,繼而發(fā)生“燒瓦抱軸”的機損事故。
3、及時(shí)更換失效油封。車(chē)上很多動(dòng)置部位會(huì )因安裝不妥,軸頸與油封刃口不同心,偏擺而甩油。有些油封使用過(guò)久會(huì )因橡膠老化而失去彈性。發(fā)現滲漏應及時(shí)更新。
4、避免它單向閥、通氣閥堵死。由此引起箱殼內溫度升高,油氣充滿(mǎn)整個(gè)空間、排放不出去,使箱殼內壓力升高潤滑油消耗增加和更換周期縮短。發(fā)動(dòng)機通氣系統堵塞后,增加了活塞的運動(dòng)阻力,使油耗增加。由于箱殼內外氣壓差的作用,往往會(huì )引起密封薄弱處漏油。因此需對車(chē)輛進(jìn)行定期檢查、疏通、清洗。
5、避免輪轂甩油。輪轂軸承及腔內潤滑油脂過(guò)多,或其油封裝配不妥,質(zhì)量不良及老化失效;制動(dòng)頻繁引起的輪轂溫度過(guò)高;車(chē)軸螺母松動(dòng)等都會(huì )引起輪轂甩油。因此要用“空腔潤滑法”,疏通通氣孔。
6、妥善解決各類(lèi)油管接頭密封。車(chē)用聯(lián)管螺母經(jīng)常拆裝,容易滑絲斷扣而松脫,會(huì )引起滲油。更換聯(lián)管螺母,用研磨法解決其錐面密封,使螺母壓緊而解決密封。
密封件應用研究
(1)民品工業(yè):在礦產(chǎn)、石油、石化、化工、輕工、制藥、電力、食品等民品工業(yè)領(lǐng)域,將面臨越來(lái)越高的環(huán)保要求、設備的長(cháng)周期運行要求、設備的低能耗要求和設備的高參數要求,未來(lái)的研究重點(diǎn)將在航天、風(fēng)能、大型盾構機和制藥等領(lǐng)域實(shí)現自主知識產(chǎn)權密封新產(chǎn)品的突破。
(2)高技術(shù)裝備:太空領(lǐng)域的競爭裝備的發(fā)展對機械部件和電子器件的密封性提出了更嚴格要求,未來(lái)研究應實(shí)現密封的集成化、輕量化、高精度、高穩定性、高可靠性和微/零泄漏的特點(diǎn)。
(3)人體工程:密封研究不僅針對軍民用品工業(yè)的需要,改善人類(lèi)未來(lái)生活質(zhì)量也是未來(lái)密封學(xué)和醫學(xué)的重要課題。人體工程要求包括靶向給藥,人體清潔機器人、人工心臟等在內的人造q官在實(shí)現微型化、高精度、智能化、高可靠性和長(cháng)壽命的同時(shí),具有良好的密封性和生物相容性。
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