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摩擦性能试验

同端面载荷下分别对普通密封环和激光加工多孔端面密封环进行对比试验，2种密封环的端面尺寸、表面粗糙度、端面载荷及转速等试验条件均完全相同，碳石墨材料制造的密封环与两种试验密封环配对运转。激光加工多孔端面机械密封的摩擦系数比普通机械密封的摩擦系数要低得多。从摩擦系数值来看，普通机械密封的摩擦系数值处于边界摩擦状态，而激光加工的多孔端面机械密封的摩擦系数值处于混合、甚至液体摩擦状态，因此，激光加工多孔端面密封环比普通密封环具有更好的摩擦性能。

多孔端面机械密封的原理与应用

车时，即动环不旋转时，在弹簧力作用下，静环与动环构成静止平面密封，使流体介质得以密封。当动环回转时，由于静环表面有很多微孔，动环的转动使其表面与静环表面上的微孔形成收敛缝隙流体膜层，使每一个孔都像一个微动力滑动轴承。也就是说，当另一个表面在多孔端面上滑动时，会在孔的上方及其周边产生流体动压力，这就是流体动压效应。流体动压力的承载能力取决于滑动的速度、介质的粘度和流体膜厚度。这些孔产生动压效应的共同作用的结果使得两密封面分开。由于在两密封面间存在流体膜，两密封面不再直接接触，密封面间的摩擦状态为流体摩擦。试验研究表明，在端面载荷和转速相同时，多孔端面机械密封环之间的间隙总是大于普通机械密封环之间的间隙。端面载荷增加时，普通机械密封环的端面间隙骤然减小，以至于端面直接接触，液膜遭到破坏，使磨损加剧。对于多孔端面机械密封环，端面载荷增加时，端面间隙减小，液膜刚度增加，而很小的间隙又恰好将泄漏量降低，从而满足严格的机械密封泄漏要求，同时减少了密封面的磨损。因此，多孔端面机械密封可有效地延长密封寿命。

机械密封件属于精密、结构较为复杂的机械基础元件之一，是各种泵类、反应合成釜、透平压缩机、潜水电机等设备的关键部件。其密封性能和使用寿命取决于许多因素，如选型、机器的精度、正确的安装使用等。

选型方法：机械密封按工作条件和介质性质的不同，有耐高温、耐低温机械密封，耐高压、耐腐蚀机械密封，耐颗粒介质机械密封和适应易汽化的轻质烃介质的机械密封等，应根据不同的用处选取不同结构型式和材料的机械密封。

例：某一CE7120液压仿形车床，在工作中出现仿形刀架引刀下行转纵向进给切削时冲刀，致使打刀、废活现象频发，机床无法正常工作。

检测与维修：检查各液压控制元件均无故障，维修工作一时进入盲区。拆检刀架纵向油缸，发现活塞油封“O”形密封圈外圆已经磨平，同时发现活塞外圆尺寸不合要求(属机床制造原因)，直径方向小于标准尺寸0.8mm，活塞和油缸体间隙很大，导致纵向油缸两腔互通窜油。维修时，更换了合格的活塞以及“O”形密封圈后机床冲刀故障排除。

分析其原因是在仿形刀架引刀下行到位的瞬间，刀架整体受一个冲力F’，该力分解后有一个水平推力F’1作用于纵向油缸活塞杆上，与此同时，电磁阀34E1-25B工作，纵向油缸有杆腔接通压力油，无杆腔接通调速阀回油路，活塞有杆腔受力F由两部分完成，一为F’1，另一为F1=A1P1，其中A1为无杆腔的受力面积，那么F=F’1+F1。正常情况下，活塞在力F的作用下开始向无杆腔移动，由于液压油的不可压缩性，无杆腔内液压油压力急骤升高给活塞形成背压，活塞受力平衡按调速阀调定速度平稳走刀。该瞬间因有%F’1的作用，纵向油缸腔内压力P2就会大于P1。实际中，油缸两腔因间隙窜通，在P2>P1的瞬间，液压油有从高压区无杆腔向低压区有杆腔流动的趋势，流动一旦产生，P2降低，P1升高，F1增大，活塞受力失去平衡，活塞带动刀架快速向无杆腔方向移动。而瞬间过后，因仿形刀架下行结束，作用在纵向油缸活塞上的水平推力F’1自行消失，活塞快速移动结束，刀架走刀趋于平稳，冲刀现象结束。

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