在密封端面接触和摩擦正常时,能够进入密封端面的固体杂质都是极细微的,也容易被密封水冲走,因此,对密封泄漏没有什么影响。较大固体颗粒进入密封端面,造成磨损加剧的情况,都是在密封工作不正常时发生的。大体分为以下几种情况:
(1)在停机或检修后,试车初期,由于管路较脏或密封水质不好,固体杂质容易进入密封端面。因此,机械密封摩擦面磨损较快。
(2)双端面机械密封在密封水压力波动,甚至低于泵、机内压力时,泵体内带有杂质的化工介质从内端面进入密封室,部分杂质存留在密封端面上,造成磨损加剧,单端面内装机械密封,由于介质压力波动,密封端面进入杂质的可能性较双端面小得多,相对寿命较长。
(3)由于种种原因杂质进入密封端面。过氧机械密封端面早期严重磨损,从磨损机理来看,主要是颗粒磨损,粘着磨损只有在个别情况下才能发生,因此,我们只讨论颗粒磨损。过氧颗粒磨损速率是很高的,大大降低了机械密封的使用寿命。颗粒磨损不仅使软密封环(石墨环)摩损,而且使硬密封环(主要是硬质合金动环)磨损,颗粒磨损表面有明显的大致规则的刻痕和沟槽。颗粒磨损的实质是硬的颗粒在垂直分力作用下,刺入摩擦面,而在切向分力作用下作相对运动,从而使摩擦表面进行微切削和犁皱的过程。颗粒磨损不仅与材料的硬度和端面比压有关,而且和材料的显微组织、试验温度、载荷性质和应力大小、磨粒的尺寸和硬度以及摩擦面的化学性质等因素有关。
过盈量:一般来说,密封圈唇口的过盈量与径向力约成正比关系,即过盈量大,径向力就大;过盈量小径向力也小。唇口的过盈量取小,虽对密封偶件的润滑有利,但容易漏油;而过盈量取得太大又影响密封偶件间的油膜形成,使之磨损失效加快。
弹簧槽中心的位置(R)值:R值是指油封唇口与弹簧槽中心的轴向距离。该数值可认为是油封唇口与轴的理论接触宽度。R值小,接触宽度小,易使接触主力呈集中分布,有利于控制稳定的油膜。R值过大,则接触宽度大,不仅增加摩擦生热,而且因主力分布平均,使油膜遭到破坏,形成流体润滑状态,造成漏油。据资料报道,R值的取值范围在0.3—2.0内,轴径越大,R值越大。当然,R值的选取也不能仅仅依据轴径的大小来确定,也应当综合考虑轴的运动速度(旋转、往复)等因素。
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