旋轉(zhuǎn)接頭使用壽命究竟有多長(zhǎng)呢?如果粘附磨損起主導(dǎo)作用,并且使用條件是恒定的和已知的,那么,可以根據(jù)相似條件下取得的磨損量A比較近似地確定壽命L=a/A。當(dāng)然密封的可磨損高度a不可能任意地加大,因?yàn)樗軝C(jī)械變形和熱變形的影響。一般情況下,可磨損高度a=0.5~5mm。
近幾年來(lái)旋轉(zhuǎn)接頭的期望壽命已比過(guò)去增長(zhǎng)了好多倍,原因是采用了比較好的材料和先進(jìn)的結(jié)構(gòu),此外,還有維護(hù)人員對(duì)這種型式的密封已經(jīng)掌握得很好了。
通常旋轉(zhuǎn)接頭的使用壽命不僅單獨(dú)取決于端面和球面的磨損,而且還決定于所用橡膠和塑料材料的老化性能。在密封50℃的乙醇胺時(shí),P1=5.8bar和v9=5.4m/s,O形圈大約在運(yùn)行40,000h之后變脆,而在這段時(shí)間里碳環(huán)的磨損量只有0.35mm。
接觸壓力、摩擦系數(shù)、滑動(dòng)速度和溫度的任何程度的增高以及斷續(xù)工況都會(huì)降低使用壽命。除了粘附磨損外,還有磨料磨損、腐蝕磨損和沖刷磨損以及振動(dòng)、溫度和材料等因素疊加在一起影響旋轉(zhuǎn)接頭的壽命。所以說(shuō)旋轉(zhuǎn)接頭的使用壽命的數(shù)據(jù)總是不大可靠。這就是說(shuō),旋轉(zhuǎn)接頭預(yù)計(jì)壽命的置信概率很低。近幾年來(lái)通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)用不同理論,從不同角度來(lái)預(yù)測(cè)磨損壽命。
不論是對(duì)于多相和多晶材料(多晶金屬、合金和聚合物),還是對(duì)結(jié)構(gòu)上完善的單晶體,已經(jīng)查明,破壞過(guò)程的活化能大小,對(duì)于金屬接近升華能,而對(duì)于聚合物則接近熱破壞過(guò)程的活化能(在單軸拉伸試驗(yàn)中)。
六十年代在美國(guó)國(guó)際商用機(jī)器公司(IBM)的實(shí)驗(yàn)室里,一批科學(xué)家在Bayer的領(lǐng)導(dǎo)下,擬定了設(shè)計(jì)機(jī)械零件時(shí)預(yù)測(cè)磨損的方法。他們把磨損分為零磨損和可側(cè)磨損兩類(lèi)。如果磨損量不超過(guò)表面粗糙度的高度,這就是零磨損,否則就是可測(cè)磨損。
在某些情況下,應(yīng)按載荷來(lái)預(yù)測(cè)磨損。因此IBM法的作者求得了可測(cè)磨損情況下的最大允許載荷與給定使用期限內(nèi)的允許磨損量的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
除了材料的腐蝕及機(jī)械破損外,壽命取決于密封面的最終磨損狀態(tài)。大多數(shù)情況下摩擦副中軟材料都用石墨,所以石墨環(huán)的極限磨損量將決定旋轉(zhuǎn)接頭的壽命。普通的機(jī)械密封設(shè)計(jì)規(guī)定石墨環(huán)的磨損量為小于0.1um/h。因此若取石墨環(huán)端面高度為2.5mm時(shí),連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)可使用2~8a。日本JIS標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定機(jī)械密封的壽命“最低使用一年,但在苛刻的條件以及使用頻率、開(kāi)動(dòng)率高的場(chǎng)合不在此限。”我國(guó)對(duì)旋轉(zhuǎn)接頭機(jī)械密封壽命也做了嚴(yán)格要求,最低適用壽命不得低于一年,苛刻公工況下不在此限制內(nèi)。
前面已對(duì)磨損的影響因素作了較全面的分析,它是一個(gè)復(fù)雜不可逆的過(guò)程。選擇選擇接頭壽命的計(jì)算必須以可靠的磨損資料為依據(jù),而可靠的磨損資料來(lái)源于大量的試驗(yàn)及實(shí)際使用信息反饋。生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表面,目前國(guó)產(chǎn)旋轉(zhuǎn)接頭(流體壓力低于20kgf/cm2,滑動(dòng)速度低于10m/s)平均使用壽命1.5~5a,有的可達(dá)10a之久。在有些使用的場(chǎng)合,使用壽命只有0.5~1a的時(shí)間,已被看作是很好的數(shù)值了。
豐瑞機(jī)械是有《全國(guó)工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)許可證》和ISO9001質(zhì)量體系認(rèn)證的旋轉(zhuǎn)接頭廠家,液壓旋轉(zhuǎn)接頭,液壓滑環(huán),回轉(zhuǎn)接頭,密封疊環(huán),快換接頭、金屬軟管等符合客戶(hù)技術(shù)要求。歡迎來(lái)電來(lái)函咨詢(xún)。