曲水機械密封端面摩擦狀態分析

　　曲水機械密封的工作狀況很大程度上取決于密封端面間的摩擦狀態。曲水機械密封可能處于流體摩擦、混合摩擦、邊界摩擦或干摩擦狀態下工作。

　　1.干摩擦狀態

　　在兩密封端面間不存在潤滑膜，摩擦主要取決于滑動面的固體相互作用。在一般工程條件下，密封面上還可能吸附有氣體(或介質的蒸汽)或氧化層。此時固體與固體的接觸磨損很大，并主要取決于載荷和配合材料。

　　2.邊界摩擦狀態

　　兩密封端面摩擦時，其表面吸附著一種流體分子的邊界膜。該流體膜非常薄,使兩端面處于被極薄的分子膜所隔開的狀態。這種狀態下的摩擦稱為邊界摩擦。邊界摩擦中起潤滑作用的是邊界膜,可是測不出任何液體壓力來[1]。

　　一般來說,邊界膜的分子有3～4層，其厚度為0102μm左右，并且部分是不連續的，局部地方發生固體接觸，載荷幾乎都由固體表面的微凸體承擔。液膜介質的粘度對摩擦性質沒有多大影響，摩擦性能主要取決于膜的潤滑性和摩擦副材料。

　　3.流體摩擦狀態

　　在曲水機械密封的端面摩擦副內，存在一層與滑動軸承一樣的穩定潤滑膜，這種極薄的潤滑膜可將2個端面分隔開,使滑動面之間不直接接觸。

　　此時摩擦僅由粘性流體的剪切產生,其大小通常要比固體摩擦小得多,而且也不存在固體的磨損。這種狀態下的摩擦稱為流體摩擦。在完全流體摩擦狀態下,潤滑劑的動力粘度影響摩擦的性質。此時，潤滑劑流體表現出它的體積特性，摩擦發生在潤滑劑的內部，是屬于潤滑劑的內摩擦。曲水機械密封的端面間隙大小與表面粗糙度高度差不多，在此縫隙中是否存在連續潤滑膜和如何保證縫隙中形成潤滑膜層是長期以來許多研究工作者所探討的問題。如采用儀器測試潤滑膜參數，研究成膜效應，并由此研制出一些新型密封結構，如流體動壓密封、流體靜壓密封、流體動靜壓混合密封等。