损坏是机械密封的一种无效方式。掌握机械密封的损伤规律,预测磨损率,努力提高机械密封的耐磨寿命是一个关键问题。
摩擦表面可能出现的主要磨损形式是粘着磨损、磨粒磨损、疲劳磨损、微动磨损和腐蚀磨损。
1、机械密封件粘着磨损
由于表面有粗糙的微突起,表面接触发生在分散的微突起处。摩擦发生在接触点,当润滑膜和表面膜破裂时,金属之间会发生直接接触,连接点不断被切断,同时会产生新的连接点。
如果剪切发生在节点的界面上,两个表面上都没有磨损。如果剪切发生在金属中,表面的金属会被转移,表面会被损坏和磨损。金属转移是粘着磨损的主要特征。
2、机械密封件磨料磨损
磨料磨损是见的磨损形式,约占总磨损的一半。磨料磨损是指当接触面相对运动时,由硬表面上的硬颗粒或微突起引起,在摩擦过程中表面划伤,表面材料脱落。
磨料磨损是一种“微切削过程”。磨料会引起表层材料的交替变形,产生交替接触应力,造成表面疲劳破坏。然而,磨粒在表面上的机械作用始终占主导地位。
3、机械密封的疲劳磨损
摩擦表面受到交变应力,表面材料因疲劳而损坏,这种情况经常发生在齿轮、滚动轴承等零件上。
疲劳裂纹可能发生在接触面下的剪应力处,因为塑性变形最严重。条裂纹会沿剪应力方向向表面扩展,最终引起疲劳磨损。交变应力引起的表面材料疲劳引起的材料转移称为疲劳磨损,有时也称为接触疲劳。
4、机械密封的微动磨损
面之间的小振幅相对振动引起的磨损现象称为微动磨损。如果两个表面之间的化学反应在微动磨损过程中起主要作用,则称为微动腐蚀磨损。
如果相互接触的表面之间存在一定的压力,表面上的微小突起就会发生粘连,由于外界小振幅引起的振动,粘连点会不断被剪切。在剪切过程中,粘结点会逐渐氧化,产生红棕色的氧化铁磨屑。在这个过程中,氧化的磨料碎片从主体上分离,粘附点被破坏。同时,这些磨屑也起到磨料的作用,在接触面上造成磨料磨损。当磨损面积不断扩大时,接触面最终被*破坏。这就是微动磨损的机理。
5、机械密封的腐蚀和磨损
主要在化学或电化学反应作用下的表面磨损过程称为腐蚀磨损。一般在腐蚀过程中,磨损中等。但由于腐蚀会产生严重的结果,特别是在高温或潮湿的环境下,这种磨损会加剧。