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摩擦副作為旋轉(zhuǎn)接頭最重要的零件,為什么這樣說,是因為旋轉(zhuǎn)接頭的壽命和工作質(zhì)量(泄漏指標)都和它有直接關(guān)系。根據(jù)統(tǒng)計,旋轉(zhuǎn)接頭的泄漏大約有80%~95%是由于密封端面,摩擦副造成的。
摩擦副材料應(yīng)具備下列條件:
(1) 機械強度高,能耐壓和耐壓力變形;
(2) 具有耐干磨性,耐高載荷性,自潤滑性好;
(3) 配對材料的磨合性好,無過大的磨損和對偶腐蝕;
(4) 耐磨性好,壽命長;
(5) 導(dǎo)熱性和散熱性好;
(6) 耐高溫性好;
(7) 抗熱裂性好;
(8) 耐腐蝕性強;
(9) 線膨脹系數(shù)小,能耐熱變形和尺寸穩(wěn)定性好;
(10) 切削加工性好,成型性能好;
(11) 氣密性好;
(12) 密度小。
旋轉(zhuǎn)接頭摩擦副的材料要根據(jù)旋旋轉(zhuǎn)接頭的工作介質(zhì)的性質(zhì)、工作壓力、溫度、轉(zhuǎn)動速度等因素來選擇,特別是對老設(shè)備升級改裝旋轉(zhuǎn)接頭或原旋轉(zhuǎn)接頭的改造,合理地選用旋轉(zhuǎn)接頭密封材料是非常重要的。
當旋轉(zhuǎn)接頭在腐蝕性介質(zhì)中時,它經(jīng)受著化學(xué)腐蝕和電化腐蝕,尤其在摩擦面上,腐蝕率極大,這是因為端面上腐蝕生成物剛產(chǎn)生(能降低腐蝕率)就被摩擦所破壞的緣故。這種由耐腐蝕表層的產(chǎn)生到磨去,周期性的循環(huán)不止,通常稱為磨蝕現(xiàn)象。其磨蝕速度約為無摩擦作用表面的腐蝕率的10至50倍。因此,摩擦副應(yīng)選擇既耐腐蝕耐磨性又好的材料。
一般來說,石墨浸漬酚醛樹脂耐酸不耐堿,浸漬呋喃樹脂耐酸亦耐堿,浸漬環(huán)氧樹脂耐堿性好,浸漬聚四氟乙烯樹脂和陶瓷能耐強腐蝕性介質(zhì)。
(1)當旋轉(zhuǎn)接頭在高壓介質(zhì)中時,由高壓介質(zhì)引起的端面比壓如果超出其適應(yīng)范圍,會導(dǎo)致液膜破壞,引起發(fā)熱和磨損;高壓易使摩擦副變形及碎裂,從而使旋轉(zhuǎn)接頭密封失效。要求高壓下工作的摩擦副材料必須具有足夠的剛度及強度,必須考慮用硬質(zhì)合金、陶瓷、噴涂陶瓷等耐壓且強度和剛度都高的材料。
(2)在高轉(zhuǎn)速情況下,旋轉(zhuǎn)接頭密封由于線速度大,密封面上的摩擦熱和磨損加大,故摩擦副材料應(yīng)采用摩擦系數(shù)較低的導(dǎo)熱好的陶瓷浸銅石墨等。
(3)當旋轉(zhuǎn)接頭在高溫環(huán)境中時,如果處理不當易產(chǎn)生橡膠制品的老化、零件的變形等,使旋轉(zhuǎn)接頭密封泄漏,應(yīng)選用耐高溫的材料,如燒結(jié)氧化鋁瓷(剛玉陶瓷)、堆焊硬質(zhì)合金等。