在摩擦狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)接頭漏水的原因,雖然在密封縫隙中存在液體層,但是液層可能局部中斷,而且?guī)缀鯖]有壓力,因而也就體驗(yàn)出顯著的粘性效果。這種在機(jī)械密封摩擦副縫隙中沒有明顯的縫隙壓力PSL的情況下泄漏流動(dòng)的真實(shí)狀態(tài),叫做“流體交換流動(dòng)”,即液體主要通過單個(gè)多沒有相互聯(lián)通的西溝或空襲深入到密封面上。由于在密封面寬度上都存在粗糙不平的不連續(xù)的迷宮形凹陷,所以當(dāng)密封環(huán)旋轉(zhuǎn)時(shí),在殘余壓力和離心壓力P2點(diǎn)作用下,液體在兩個(gè)摩擦面上相互碰到的極小空隙和溝槽間發(fā)生交換,旋轉(zhuǎn)接頭密封縫隙中產(chǎn)生的離心力壓力很小,其計(jì)算公式為:
此壓力表面上看來很小,但是它都有極大的作用。
旋轉(zhuǎn)接頭摩擦副,兩個(gè)摩擦表面由于平均接觸壓力Pg作用相互接觸而壓緊時(shí),因?yàn)楸砻娌⒎墙^對(duì)光滑,所以粗糙表面的微凸體不僅產(chǎn)生塑性變形,而且也要產(chǎn)生彈性變形;表面微凸的接觸載荷最高,可能達(dá)到塑性變形,或者被磨掉。旋轉(zhuǎn)接頭密封面在尖峰的臨近區(qū),則產(chǎn)生彈性變形。通常旋轉(zhuǎn)接頭摩擦副絕大多數(shù)是石墨或者塑料制造的補(bǔ)償靜環(huán)(游動(dòng)或者浮動(dòng)環(huán))對(duì)金屬、硬質(zhì)合金或者陶瓷復(fù)層的非補(bǔ)償動(dòng)環(huán)。因此,第一組材料的彈性模量E1=(0.5~1.5)X104N/mm2,而且第二組材料的彈性模量E2=(10~70)X104N/mm2。因?yàn)槟Σ粮钡拿芊饷婵偸羌庸さ暮芄饣ù植诙?/span>Ra=0.15~0.5μm),而且微觀表面的完整系數(shù)K≥0.67,所以根據(jù)E2/E1的比值,彈性模量低的環(huán)所占的變形分量就比較大一些。也就是說,旋轉(zhuǎn)接頭摩擦副密封面間的空隙彼此之間很少連通。根據(jù)博登(Bpwden)和塔博爾(Tabor)以及豪爾姆(Holm)的研究知道,在邊界摩擦狀態(tài)下,由于固體的分隔作用,從而構(gòu)成了上述空隙(3~9a)。兩個(gè)環(huán)中之一旋轉(zhuǎn)時(shí),可以象人面通過旋轉(zhuǎn)門或物體經(jīng)由計(jì)量器那樣,液體從一空隙轉(zhuǎn)移到另一空隙中去,一直到液體質(zhì)點(diǎn)到縫隙的終端為止。可見,在這種摩擦狀態(tài)下,粘性沒有顯著的影響。只要進(jìn)入和流出的液體量相等,那么在縫隙中就形不成壓力。如果兩摩擦面表面粗糙度相等,在交換動(dòng)狀態(tài)下,泄漏損失與摩擦面的寬度無關(guān)。但是摩擦表面的粗糙深度,接觸壓力,滑動(dòng)速度以及離心壓力的大小與方向關(guān)系極為密切。