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旋转接头摩擦副材料的选择

发布时间:2024.05.24
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  摩擦副作为旋转接头最重要的零件,为什么这样说,是因为旋转接头的寿命和工作质量(泄漏指标)都和它有直接关系。根据统计,旋转接头的泄漏大约有80%95%是由于密封端面,摩擦副造成的。

  摩擦副材料应具备下列条件:

   (1) 机械强度高,能耐压和耐压力变形;

   (2) 具有耐干磨性,耐高载荷性,自润滑性好;

   (3) 配对材料的磨合性好,无过大的磨损和对偶腐蚀;

   (4) 耐磨性好,寿命长;

   (5) 导热性和散热性好;

   (6) 耐高温性好;

   (7) 抗热裂性好;

   (8) 耐腐蚀性强;

   (9) 线膨胀系数小,能耐热变形和尺寸稳定性好;

   (10) 切削加工性好,成型性能好;

   (11) 气密性好;

   (12) 密度小。

  旋转接头摩擦副的材料要根据旋旋转接头的工作介质的性质、工作压力、温度、转动速度等因素来选择,特别是对老设备升级改装旋转接头或原旋转接头的改造,合理地选用旋转接头密封材料是非常重要的。

  当旋转接头在腐蚀性介质中时,它经受着化学腐蚀和电化腐蚀,尤其在摩擦面上,腐蚀率极大,这是因为端面上腐蚀生成物刚产生(能降低腐蚀率)就被摩擦所破坏的缘故。这种由耐腐蚀表层的产生到磨去,周期性的循环不止,通常称为磨蚀现象。其磨蚀速度约为无摩擦作用表面的腐蚀率的10至50倍。因此,摩擦副应选择既耐腐蚀耐磨性又好的材料。

  一般来说,石墨浸渍酚醛树脂耐酸不耐碱,浸渍呋喃树脂耐酸亦耐碱,浸渍环氧树脂耐碱性好,浸渍聚四氟乙烯树脂和陶瓷能耐强腐蚀性介质。

   (1)当旋转接头在高压介质中时,由高压介质引起的端面比压如果超出其适应范围,会导致液膜破坏,引起发热和磨损;高压易使摩擦副变形及碎裂,从而使旋转接头密封失效。要求高压下工作的摩擦副材料必须具有足够的刚度及强度,必须考虑用硬质合金、陶瓷、喷涂陶瓷等耐压且强度和刚度都高的材料。

   (2)在高转速情况下,旋转接头密封由于线速度大,密封面上的摩擦热和磨损加大,故摩擦副材料应采用摩擦系数较低的导热好的陶瓷浸铜石墨等。

   (3)当旋转接头在高温环境中时,如果处理不当易产生橡胶制品的老化、零件的变形等,使旋转接头密封泄漏,应选用耐高温的材料,如烧结氧化铝瓷(刚玉陶瓷)、堆焊硬质合金等。