【正文】 除在摩擦副的動(dòng)環(huán) 和靜環(huán)接觸面間產(chǎn)生干摩擦或半干摩擦的可能性。因此機(jī)械密封中摩擦環(huán)的材料應(yīng)根據(jù)密封部件 在運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)踐中所可能碰到的最苛刻的條件來(lái)選取。這幾種材料分別具有不同的物理性能和機(jī)械淚三能非晶碳具有高的機(jī)械強(qiáng)度和低的熱 傳導(dǎo)性與此相反 ,電化石墨具有低的機(jī)械強(qiáng)度和高的熱傳導(dǎo)性而碳石墨的性能 則介于非晶碳 和電化石墨之間。 在一般情況下 ,由于碳石墨材料具有多孔性 ,被密封的液體有可能通過(guò)石墨晶體間的孔隙滲透 ,所以很少單獨(dú)使用為了進(jìn)一步改善碳石墨的性能使之更適合于制作摩擦環(huán) ,一 般多是應(yīng)用 各種合成樹脂、聚四氟丁烯、金屬或鹽溶液浸漬過(guò)的不透性碳石墨浸潰物的存在 會(huì)降低碳石 墨的多孔度 ,提高彈性模數(shù) ,增高材料強(qiáng)度 ,增大硬度和熱膨脹系數(shù) ,改善其耐磨性能。電化石墨不適于這種使用條件 ,因?yàn)樗鼈兙哂泻芨叩哪Σ料禂?shù) ,會(huì)造成表面溫度的急劇升高并使磨損速度大大加 \快碳石 墨在溫度低于 ℃ 時(shí)的特性與在高溫時(shí)的特性基本相似 ,但摩擦系數(shù)和磨損速度會(huì)隨著溫度 的升高而略有增高浸漬一層樹脂的碳石墨在高溫情況下也具有在低溫所具備的良好特性。 在海水泵、泥漿泵和污水泵等的旋轉(zhuǎn)軸機(jī)械密 封中 ,經(jīng)常采用硬質(zhì)合金摩擦環(huán)。普通灰口鑄鐵的熱導(dǎo)率與其它含鐵材料的熱導(dǎo)率大體相同隨著鑄 鐵中石墨含量的增加 ,其熱導(dǎo)率也會(huì)隨之增高。為了提高鑄鐵的耐腐蝕性能 ,可以加入適 量的鎳、鉻和銅等元素構(gòu)成鐵合金由于原材料的價(jià)格低廉 ,而且加工成形所耗費(fèi)的資金也比 較低 ,所以用鑄鐵制作機(jī)械密封摩擦環(huán)是便宜的。其中最常用的金屬氧化物 是氧化鋁和氧化被。巴而氧化披彈性模數(shù)的變化范圍是到巴。由于氧化被具有高的熱導(dǎo)率和低的熱膨脹系數(shù) ,因而具有優(yōu)異的抗熱沖擊能力。但是應(yīng)該注意 ,如果金屬基體的熱膨脹 數(shù)很高 ,那么高溫使用 時(shí) ,就有可能使金屬氧化物外包層脹裂。加入的成份不同 ,其熱導(dǎo)性會(huì)存在很大的差別。加入適量的鐵或鉻鎳成份 ,可以改善碳 化欽的性能。碳化硅同石墨配用時(shí)的摩擦系數(shù)為 正 ,在氧化氣體中可用到℃ , 在印氫氟酸和印氧化硝酸溶液中不會(huì)被腐蝕。其半成品具有可機(jī)械加工性 ,因此可以制成尺寸形狀比較復(fù)雜的零件 ,燒結(jié)之后制成品的收縮率不大于千分之三。在塑料類材料中 ,填充有某些類如玻璃纖維、石墨、二硫化鑰、青銅粉或石油粉等物質(zhì)的聚四氟乙烯是較為廣泛地被用來(lái)制作機(jī)械密封摩擦環(huán)的材料這種材料更經(jīng)常用作機(jī)械密封的輔助密封填料它具有很好的耐腐蝕性能 ,較高的抗壓強(qiáng) 度和良好的耐磨性。但在運(yùn)轉(zhuǎn)條件不惡劣的場(chǎng)合下 ,塑料的高耐磨性和容易通過(guò)熱壓加工成型的優(yōu)點(diǎn) ,使它們?nèi)匀怀蔀橐活惓Ｓ玫臋C(jī)械密封 材料。因此可以這樣認(rèn)為 , 機(jī)械密封摩擦副材料的選擇是一種多元方程的求解 ,它霜要顧及機(jī)械密封裝置具 體的工作參數(shù)和運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)條件 ,同時(shí)還需要考慮摩擦環(huán)零件的尺寸和形狀的復(fù)雜 性 ,制造工藝上的難易程度以及與材料成本、加工處理和安裝維護(hù)、使用壽命等有關(guān)的經(jīng)濟(jì)性?！? … 由于機(jī)械密封摩擦副動(dòng)環(huán)和靜環(huán)間不可避免的摩擦和磨 損 ,因而制造摩擦副的材料中 ,至少有一個(gè)環(huán)的材料要具有良好的導(dǎo)熱性。另外 ,有很多人認(rèn)為硬度較高的材料的磨損量要低于硬度較低的材料的磨損量 ,但 事實(shí)并不盡然。大家知道 ,硬度很低的材料是不能用來(lái)制作摩擦環(huán)的 ,因?yàn)檫@種材料在與另一材料作相對(duì)滑動(dòng)時(shí) ,會(huì)出現(xiàn)粘滯和涂敷等現(xiàn)象 ,表而很快被拉毛 ,從而造成被密封液體的嚴(yán)重泄漏而使密封失效。經(jīng)常會(huì)碰到在機(jī)械密封中對(duì)兩個(gè)摩擦環(huán)都采用同一制造材料的現(xiàn)象。當(dāng)采用兩種具不同硬度的 不同材料或同一材料組成摩擦副時(shí) ,用硬度較小材料制成的摩擦環(huán)的接觸表面徑向?qū)挾戎祵?duì)于摩擦副的工作質(zhì)量具有特別重要的意義。 由此可知 ,機(jī)械密封摩擦環(huán)接觸表面的徑向?qū)挾仁桥c很多因素有關(guān)的 ,在設(shè)計(jì) 時(shí)務(wù)必對(duì)各種因素加以全面和綜合的考慮。對(duì)于摩擦副尤其是用非金屬材料制成的摩擦副 ,所設(shè)計(jì)的形狀和斷面尺寸 ,均應(yīng)該保證機(jī)械密封工作時(shí)在密封接觸表面上產(chǎn)生最小的變形。當(dāng)被密封液體的潤(rùn)滑性能較差或者摩擦環(huán)密封接觸表面因強(qiáng)度要求而采用較大徑向尺寸時(shí) ,在接觸表面上也可以開有凹槽。 由于機(jī)械密封裝置在整體設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到其經(jīng)濟(jì)性 ,而摩擦副又是其主要零部件 ,因此在進(jìn)行摩擦副設(shè)計(jì)時(shí)除了要滿足對(duì)密封性能和使用壽命等方面的要求外 ,還應(yīng)該適當(dāng)考慮摩擦環(huán)制造材料的價(jià)格、制造成本和有關(guān)費(fèi)用等方面的經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。機(jī)床導(dǎo)軌，未使用時(shí)如正好平直，使用時(shí)則由于磨損，精度不斷降低。所以一般斷面摩擦而多做成環(huán)形。如鏈條加防塵罩，導(dǎo)軌為防止切削進(jìn)入摩擦而長(zhǎng)生嚴(yán)重磨損，也應(yīng)加防護(hù)罩 當(dāng)一對(duì)相互接觸的華東表面尺寸不同，因而有一部分表面不接觸時(shí)，則可能由于有的部分不磨損二與有磨損的部分之間形成臺(tái)階，成為階梯磨損 如圖中如果移動(dòng)件的形成比支撐件短，則有一部分支撐件無(wú)磨損二發(fā)生階梯磨損。當(dāng)軸承間隙和磨損量較小時(shí)可以考慮采用間隙式或徑向曲路密封。材料力學(xué) 。機(jī)械零件設(shè)計(jì)問(wèn)題解析 【 2】 陳立德。 軸肩與推力滑動(dòng)軸承的止推端面尺寸很難達(dá)到完全一致，一般采用磨損量較大的一側(cè)全面磨損效果，另一側(cè)為鋼軸肩磨損量很小，階梯磨損效果不顯著。如圖中的制動(dòng)瓦塊，應(yīng)有足夠的厚度，并保證安裝瓦塊的軸 A，與制動(dòng)輪軸 O 平行，是瓦塊和制動(dòng)輪均勻的接觸。使之見(jiàn)笑到適當(dāng)大小。 開式齒輪的齒面磨損后，輪齒變薄，齒根滿足強(qiáng)度要求。 同一材料如果取用不同的工藝措施 ,會(huì)得到不同的物理機(jī)械性能 ,用于制造摩擦環(huán)后也會(huì)得到不同的密封效果。 因?yàn)檫@樣才能使其承受接觸表面產(chǎn)生畸性的應(yīng)力變形和溫度變形。摩擦副接觸表面上的比壓不能超過(guò)允許值 ,這種允許值是由摩擦環(huán)材料的強(qiáng)度所限制的。隨著這個(gè)寬度值的加大 ,表面摩擦加劇 ,磨損增加 ,導(dǎo)熱條件變壞 ,產(chǎn)生干摩擦的可能性加大 ,當(dāng)然 ,過(guò)小的接觸寬度又會(huì)受到強(qiáng)度的限制 ,同時(shí)又容易產(chǎn)生過(guò)大的泄漏量。此時(shí)應(yīng)該注意的是 ,必須要求兩摩擦環(huán)具有足夠的硬度。在這時(shí)候 ,由硬質(zhì)材料制成的摩擦環(huán) ,其密封接觸表面的徑向?qū)挾?,必須大于用較軟材料制成的摩擦環(huán)接觸表面的徑向?qū)挾取? 當(dāng)然 ， 在一般情況下 ,硬度是反映材料耐磨性的一個(gè)重要參數(shù) ,但它并不是表征材料耐磨性的唯一準(zhǔn)則。對(duì)于陶瓷和塑料等導(dǎo)熱性比較差的材料 ,必要時(shí)還應(yīng)提供冷卻介質(zhì)為了消除動(dòng)環(huán)和靜環(huán)間摩擦生熱對(duì)密封造 成 的不利影響 ,可以針對(duì)機(jī)械密封的工作參數(shù)以及使用機(jī)械密封的設(shè)備的具體結(jié)構(gòu)等情況 ,采用相適應(yīng)的冷卻措施 ,包括直接向密封面提供冷卻介質(zhì)很多人習(xí)慣于選擇具有不同硬度的材料來(lái)組成摩擦副 ,甚至有人還偏重于用非金屬制作靜環(huán) ,用金屬制作動(dòng)環(huán)但是從動(dòng)力相似的觀點(diǎn)來(lái)看 ,由于密封性能是因兩互相接觸且作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的摩擦環(huán)磨合而獲得 ,故任何一種材料的轉(zhuǎn)動(dòng)或是固定是沒(méi)有什么不同的。 合理的組合 ,可以充分發(fā)揮侮種材料的優(yōu)點(diǎn) ,相互低償或互相彌補(bǔ)組合材料的不 足 ,從而能獲得使用壽命長(zhǎng)、液體泄漏少、運(yùn)行平穩(wěn)等所需效果不恰當(dāng)?shù)慕M合 ,不 僅不能體現(xiàn)材料本身的長(zhǎng)處 ,而且得不到理想的密封效果在選擇材料時(shí) ,除了注意 其化學(xué)成份外 ,還應(yīng)該注意材料的結(jié)構(gòu)晶體組織、機(jī)械特性和制造工藝性等因素 , 因?yàn)檫@些因素在一定程度上都能直接決定該材料的工作能力。應(yīng)該說(shuō) ,可用作機(jī)械密封摩擦環(huán)的材料是很多的 ,有金屬、有合金 ,有非金屬 ,有金屬非金屬混合物等。當(dāng)配用零件的材料是鑄鐵、鉻鋼、青銅或陶瓷時(shí) ,即使 被密封液體是常溫清水 ,這種酚醛樹脂塑料也具有良好的耐磨性能。目前 ,塑料只能用 于輕負(fù)荷和低密封壓力的情況下 。 按照其工藝可以將它分為反 應(yīng) 燒 結(jié)氮 化硅 和 熱壓 氮 化硅 兩種。 鉻的 碳 化物不宜于制作相對(duì)滑動(dòng)的零件 , 因?yàn)檫@種材料對(duì)熱沖擊和機(jī)械沖擊十分敏感非金屬的碳化硅和氮化硅都是可以在旋轉(zhuǎn)機(jī)械密封中推廣使用的非金屬材料 ,其性能的優(yōu)越性已被很好的密封實(shí)踐所證明。碳化鎢還可用于密封液態(tài)氧和硝酸。金屬碳化物以其高硬度和高耐磨性能而聞名 ,能夠承受 高負(fù)荷。金屬氧化物總的來(lái)說(shuō)都具有易脆性 ,因此它們承受機(jī)械沖擊的能力很差 ,容易破碎。兩種材料都具有較低的熱膨脹系 數(shù) ,而且硬度很高。對(duì)氧化鋁而言 ,其揚(yáng)氏彈性模數(shù)的變化范圍是。金屬氧化物也是制造機(jī)械密封摩擦環(huán)的良好材料。鑄鐵有較好的機(jī)械性能 ,其抗壓強(qiáng)度極限要高于抗拉強(qiáng)度極限。另外 ,從化學(xué)角度看 ,在一 些潤(rùn)滑性能良好的中性介質(zhì)中 ,青銅是一種良好的耐磨材料同時(shí)青銅還具有高強(qiáng)度、高熱導(dǎo) 性、低磨耗性、優(yōu)良加工性和易于獲得等優(yōu)點(diǎn)在水潤(rùn)滑條件下 ,鉛青銅和鋁青銅能與浸漬脂 或巴氏合金的碳石墨配用如果具有潤(rùn)滑條件 ,或者被密封的液體是油基礦物油的話 ,青銅還可 以與碳石墨組成配用由于鋁青銅還具有良好的耐海水腐蝕性 ,所以可以將它與金屬浸債的石 墨組成摩擦偶用于海水輸送系統(tǒng)設(shè)備的機(jī)械密封中在無(wú)潤(rùn)滑條件下 ,青銅只能用于低負(fù)荷 和 低轉(zhuǎn)速。如課線速度和 溫度超過(guò)上述值 ,不 應(yīng)采用鋼作為碳石墨的配用材料 ,而應(yīng)采用含有鎳、鉆、鉻、鑰和鎢等合金元素的合金鋼材料鋼的熱導(dǎo)率隨溫度的升高而下降 ,而合金的熱導(dǎo)率卻會(huì)隨著溫度的增高而略有增高值得注意的是 ,某些合金如鎳鉻不誘鋼等雖然在某