机械密封摩擦副的pv值
pv值是设计和使用机械密封闹匾问<扑闶彼孀叛∪〉难沽疾煌涤胁煌暮濉v值通常有以下几种表达方式。
(1)表示工作条件的pv值
以被密封介质压力p与密封端面平均滑动速度v的乘积表示的pv值。它仅仅反映密封处工艺条件下的工作参数。
(2)极限(pv)值和许用[pv]值
极限(pv)值是指密封失效时达到的最高值,它是密封技术发展水平的重要标志。例如,20世纪初期用于冷冻机上的机械密封的(pv)值还不到1MPa•m/s,到40年代,随着石墨、陶瓷、硬质合金等新型耐磨材料的出现,(pv)值达到15MPa•m/S,60年代由于原子能工业的需要,开发了流体静压型和流体动压型机械密封,使(pv)值提高到260MPa•m/s以上,到了70年代为满足宇航和核电站方面的特殊要求,出现了多级或与其他密封组合的机械密封,(pv)值达到了500MPa•m/s。
许用[pv]值是极限(pv)值除以安全系数的数值,(pv)值和[pv]值一般在密封的产品说明书或样本中可以查到。
(3)pcv值与极限(pcv)值
以密封端面比压与密封端面平均滑动速度v的乘积表示的pcv值,是机械密封实际工作时的性能参数。
极限(pcv)值是密封失效时达到的最高pcv值,因为摩擦功率及摩擦热量均与pcv值成正比。随着pcv值的增高,当摩擦面温升达到某一值时,会引起液膜的强烈蒸发,或者使边界膜失效(破坏了极性分子的定向排列)而造成吸附膜脱吸,导致摩擦副两个表面直接接触产生急剧磨损。所以(pcv)值反映了密封摩擦副的工作能力,也是评定摩擦副材料耐磨性和耐热性的重要指标。在进行摩擦副材料筛选或组对实验研究时,通常使用极限(pcv)值这一参数作为评定依据。
(4)许用[pcv]值
许用[pcv]值是极限(pcv)值除以安全系数的数值,它是密封设计时的重要依据。因为影响因素很多,不同的工艺条件和不同的密封材料,其磨损情况差异很大。因此,对某些文献给出的[pcv]值,必须注意其实验条件。
表1列出了常用摩擦副材料组合的最大许用[pcv]值。显然,要保证密封的可靠性和达到预期的使用寿命,必须满足pcv<[pcv]。
表1常用摩擦副材料组合的[pcv]值
摩擦副材料组合 |
非平衡型 |
平衡型 |
静环 |
动环 |
水 |
油 |
气 |
水 |
油 |
碳化硅 |
钨铬钴合金 |
3~9 |
4.5~11 |
1~4.5 |
8.5~10.5 |
58~70 |
铬镍铁合金 |
|
20~30 |
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碳化钨 |
7~15 |
9~20 |
26~42 |
122.5~150 |
不锈钢 |
1.8~10 |
5.5~15 |
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|
铅青铜 |
1.8 |
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陶瓷 |
3~7.5 |
8~15 |
21 |
42 |
喷涂陶瓷 |
15 |
|
90 |
150 |
氧化铬 |
7 |
20 |
|
|
铸铁 |
5~10 |
9 |
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|
钨铬钴合金 |
8.5 |
|
|
|
碳化钨 |
12 |
|
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|
碳石墨 |
180 |
|
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碳化硅 |
14.5 |
|
|
|
碳化钨 |
碳化钨 |
4.4 |
7.1 |
|
20 |
42 |
青铜 |
铬镍铁合金 |
|
9~20 |
|
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碳化钨 |
2 |
20 |
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氧化铝陶瓷 |
1.5 |
|
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铸铁 |
钨铬钴合金 |
|
6 |
|
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铬镍铁合金 |
|
6 |
|
|
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陶瓷 |
钨铬钴合金 |
0.5 |
1 |
|
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填充聚四氟乙烯 |
钨铬钴合金 |
3 |
0.5 |
0.06 |
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不锈钢 |
3 |
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高硅铸铁 |
3 |
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如果设计时计算的pcv值大于[pcv]值,则应调整结构参数,或改进摩擦副材料、改善润滑状况,或采取强化冲洗和冷却等措施。
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