离心泵减漏环处摩擦问题的分析

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Analysis of friction problem on leakage ring of centrifugal pumpZHANG Ping(Municipal Department of Gansu Construction Vocational Technical Colege.Lanzhou Gansu 730050.China)Abstract：there is a rotational transition gap between the outside part of suction centrifugal pump impeler and pumpcasing wal1.Two flanks of the gap is high and low pressure area.If the gap is too large，high pressure water within thepump casing wil leak to the low pressure area of the impeler inlet through the gap and cause mechanical abrasion.In or-der to reduce the back flow and prolong the service life of the pump casing，we often instal a metal ring on the pumpshell or impeller.The contact surface of the ring can be made into various tooth in order to increase water reflux resis-tanee and reduce the back flow and improve the leakage reduction efect，therefore，the ring is called the leakage ring.Thering is quick-wear part used to wear it，you can change the ring frequently prevent the pump shell or impeller fromscraping and also can prolong service life of the pump casing and impeler.it is also known as wear ring.The articleanalyses influence of efects on wear and tear according to surface quality。

Keywords：centrifugal pump；mechanical weaI：wear efect1 表面粗造度任何材料的摩擦表面都是由很多不同形状的微凸峰和凹谷所组成，当两物体相互接触时，真实表面的接触实际上是微凸体之间的相互接触。表面几何特征对于混合摩擦状态和干摩擦状态下的润滑和摩擦损失起着决定性的影响。

表面几何特征常采用形貌参数来描述，而最常用的形貌参数是表面粗糙度。表面粗糙度取的是表面上某-截面的外形轮廓曲线来表示，该参数是-维的表面形貌参数。

图 1表面形貌轮廓曲线收稿日期：2013-04-20作者简介：张萍，女，甘肃定西人，讲师，主要研究方向：流体机械及 工程 。

- 维表面形貌通常用轮廓曲线的高度参数来表示，如图1所示，它描绘的是沿截面方向(x方向)上轮廓高度 z值的起伏变化。选择轮廓的平均高度线(中心线)为 x轴，使轮廓曲线在该轴上下两侧额面积相等。

最长用的-维参数有以下 4个(1)轮廓算术平均偏差亦即中心线平均值 R 。

R 值是轮廓上各点的高度在测量长度范围内的算术平均值，即Ra三 IZ(X>Id(x) 1. Iz，I (1)式中：z(x)为各点轮廓高度；L为测量长度；n为测量点数；Z。为各点测量点的轮廓高度。

(2)轮廓均方根偏差亦即均方根数值 R 或厂-lT-- 厂- -L / J。Z(x)]2dx：/，z. (2)(3)最大峰谷距R～。在测量长度范围内最高峰值与最低谷之间的高度差，它表示的是表面粗糙度的最大起伏量。

(4)中心截距平均值 s 。s 是轮廓曲线与中心线之间的截距S 在测量平均长度范围内的平均值。该参数反映的是表面不规则起伏的波长或间距，以及粗糙峰的疏密程度。

表面粗糙度反映了加工零件表面的质量。零件表面被加第 40卷 第 7期 张 萍 ：离心泵减漏环处摩擦问题的分析 69工成型以后，表面会留下反映其不同加工方法的表面纹理，这些表面纹理除了影响零件的外表装饰以外，更重要的是影响着该零件的摩擦学性能。表面粗糙度就是由这些不同的加工方法产生的，是加工介质表面留下的微观不平度。

2 表面质量对摩擦力的影响机械摩擦副端面在磨合过程中，接触表面问的摩擦机理主要表现为粘着摩擦，研究表明：塑性接触比弹性接触引起的粘着磨损的可能性要大得多。由于粘着主要是由塑性变形引起，若粘着剪切强度为 ，则粘着阻力可表示为粘着切强度与塑性接触面积A的乘积，即：FI1T·A (3)摩擦副之间的摩擦力 Ff的大小为：FFcFN(1c )·"rA (4)式中：C为系数 ，0

3 表面质量对磨损的影响零件的磨损通常分为三个阶段，与表面粗糙度的变化有关系。

糙微凸体发生破坏、压碎和剧烈的塑性变形，同时由于温升提高导致局部磨损加剧，在这个阶段材料的磨损速度较快，在此过程中，表面粗糙度不断发生变化。

正常磨损阶段：随着磨合过程的进行 ，局部的-些微凸体被磨光之后，表面粗糙度值逐渐趋于-个稳定值 ，表面趋向平滑，表面形貌的结构趋于稳定 ，两个摩擦面之间实际接触面积逐渐增大，单位面积接触应力减小 ，磨损将以缓慢速度进行 ，此时磨损面的磨损率较低。

急剧磨损阶段：正常磨损经历相当长-段时间后 ，随着磨损的继续进行 ，摩擦面的表面粗糙度值逐渐减小 ，摩擦表面间的水被挤出接触面，使得接触面间形成半干摩擦甚至是干摩擦，摩擦阻力加大，加剧了表面磨损。同时，由于实际接触面积的增大，使得接触表面间分子吸附力增大，从而容易出现摩擦表面间的粘着 、腐蚀磨损中的金属粘附、撕裂转移或磨料磨损中的犁沟与金属迁移、疲劳和腐蚀磨损中的斑点凹坑与裂纹等，使摩擦表面的几何形状发生还很大变化 ，摩擦阻力加大 ，加剧了表面磨损和零件失效。表面硬度降低，甚至促使局部接触表面熔焊在-起 ，导致磨损剧烈增加。最后是减漏环整体破坏，需要更换减漏环。

每个阶段的磨损状况都 4 结语初期其磨损阶段：由于工艺过程中的高温软化层、氧化 、脱碳等原因使得零件表面呈现出微观不平度，当两个零件表面刚开始相互接触时，摩擦的部分只是发生在少数接触粗糙微凸体上 ，实际接触面积远远小于理论接触面积，摩擦时其局部单位面积的接触应力可能超过金属的屈服极限而使表面粗由以上的分析可知，表面粗糙度是影响减漏环使用寿命和水泵效率的重要参数。要减絮漏环处的磨损，就要改善此处接触的两个面的表面结构。增大实际接触面积可以减小应力，减小磨损，延长减漏环的使用寿命，同时提高了水泵的效率。

(上接第67页)机的叶轮旋转的作用，把风能转化成机械能，然后是叶轮的增速齿轮箱推动发电机旋转，之后来自叶轮旋转转化成的机械能再转化成电能，之后把电能并人到电网中。

恒速恒频风力发电系统以及变速恒频风力发电系统 ，这两个系统方案是我国当前的风力发电并网系统经常运用的。

3.2风力发电并网系统的分类风力发电的转化过程主要是由风能转化成机械能，再由机械能转化到电能的过程。而发电机和及其控制系统的任务则是进行能量的转化，它对整个转化的过程有重要的作用，这个作用表现在供电质量、效率、性能等相关的方面。而