磨合质量的好坏直接影响旋转接头产品质量和密封性能,所以旋转接头厂家设计和生产过程中会着重考虑密封摩擦副和密封环加工工艺和研磨磨合工艺的对磨合质量的影响。旋转接头密封摩擦副磨合的因素很多,基本因素由载荷因素(载荷、速度)、材料的物理机械性能和润滑剂;附带因素由摩擦时的温升和摩擦接触点上与之有关的各种物理化学变化。各种因素是相互联系的,因此要研究它们对磨合的影响并在给定条件下确定最终的最佳粗糙度是很困难的,下面分别讨论这些因素的影响。
一、旋转接头密封摩擦副的载荷
载荷对磨合质量和磨合时间具有很大的影响。在磨合一开始时,薄表层的塑性变形部分随载荷的增加而增加,这就使总功、发热量和能量消耗增加。由于接触面积上压力增加而产生很高的机械应力致使摩擦面的结构产生很大的缺陷,这就增加了金属的活性。试验表明,当压力增加到不超过莫格临界值时,磨合面的质量将得到改善。
二、旋转接头密封摩擦副的原始粗糙度
原始粗糙度取决于零件制造工艺,通常只有经磨合后才影响连接的耐磨性。接近于相应平衡粗糙度的粗糙数值,通常是通过试验来测定的。试验表明,摩擦系数、磨损和摩擦温度与摩擦面粗糙度的关系曲线呈U形。
当摩擦系数与磨损呈线性关系时,在接触点上应力状态(弹性或者塑性)相同的条件下可以论证温度——粗糙度曲线上具有极小值。材料热波动强度理论,材料的耐磨性应与摩擦接触点上的温度成反比。在载荷和滑动速度固定不变的条件下,摩擦区最低温度将与最小摩擦系数相对应。
三、旋转接头密封摩擦副材料的机械性能和流体介质
在研究磨合动态特性和确定平衡粗糙度时,由于旋转接头密封摩擦副材料表层的物理机械性能会因受力和温度因素的影响,以及存在流体介质(或润滑剂)时其化学变化而发生各种变化,因此,分析流体介质和使用材料的性能是很重要的问题。当其他摩擦条件不变时,旋转接头流通的流体介质(或润滑材料)对磨合时微观几何形状的变化有很大的影响。因此使用磨合油是加快磨合的主要因素。
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