浅析端面摩擦状态对机械密封性能的影响

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Analysis on Friction State of the End FacesImpact on Mechanical SealsPropertyWANG Song-zhufHunan Chemical Industry Vocational Technology Colege，Zhuzhou Hunan，412000)Abstract]The friction state of the end faces is the key factor that determines the sealing property and operation life of mechanical seals.In thispaper.we introduced working property of mechanical seals in condition of unlubricated friction，boundary friction，fluid friction and mixed friction。

And we analvze山e impact of friction state of the end faces on mechanical seals.For common mechanical seals，mixed friction serves as the optimum friction condition.While boundary friction serves better to meeting hish sealing requirements。

Key words]Mechanical seal；Friction state；PropertyS impact0 前言机械密封是机械设备防止泄漏、节约能源、控制环境污染的重要功能基逮，在石油、化工、轻工、冶金 、机械、航空和原子能等工业中获得了广泛的应用 据我国石化行业统计 ，85%～95%的离心泵采用机械密封 工业发达国家旋转机械的密封装置中.机械密封的用量 占全部密封使用量的90%以上。机械密封是靠动环、静环的接触端面在密封流体压力和弹性元件的压紧力作用下紧密贴合，并相对滑动达到密封的 工作时.机械密封端面上同时发生摩擦、润滑与磨损等现象，其中摩擦是基本的，润滑是为了改善摩擦工况，磨损是摩擦的结果。

1 机械密封端面摩擦状态分析机械密封的工作状况很大程度上撒于密封端面间的摩擦状态。

机械密封可能处于流体摩擦 、混合摩擦、边界摩擦或干摩擦状态下工作。

1.1 干摩擦状态在两密封端面间不存在润滑膜.摩擦主要撒于滑动面的固体相互作用。在-般工程条件下.密封面上还可能吸附有气体(或介质的蒸汽)或氧化层.此时固体与固体的接触磨损很大，并主要撒于载荷和配合材料。

1.2 边界摩擦状态两密封端面摩擦时.其表面吸附着-种流体分子的边界膜 该流体膜非常薄.使两端面处于被极薄的分子膜所隔开的状态。这种状态下的摩擦称为边界摩擦。边界摩擦中起润滑作用的是边界膜，可是测不出任何液体压力来l1。-般来说.边界膜的分子有 3～4层.其厚度为0.02 m左右目，并且部分是不连续的，局部地方发生固体接触，载荷几乎都由固体表面的微凸体承担.如下图所示 液膜介质的粘度对摩擦性质没有多大影响.摩擦性能主要撒于膜的润滑性和摩擦副材料。

K.耀体接触 6：边， 曦边界摩擦状态示意图1.3 流体摩擦状态在机械密封的端面摩擦副内.存在-层与滑动轴承-样的稳定润滑膜 .这种极薄的润滑膜可将二个端面分隔开.使滑动面之间不直接接触 此时摩擦仅由粘性流体的剪切产生.其大小通常要比固体摩擦小得多，而且也不存在固体的磨损。这种状态下的摩擦称为流体摩擦。

在完全流体摩擦状态下，润滑剂的动力粘度影响摩擦的性质。此时，润滑剂流体表现出它的体积特性 .摩擦发生在润滑剂的内部，是属于润滑剂的内摩擦1.4 混合摩擦状态随着密封端面波度的减小.摩擦副的间隙变小，会出现表面粗糙度的第-高峰的接触.即出现接触表面间同时存在几种摩擦的混合摩擦状态。

机械密封的密封端面都是凹凸不平的粗糙表面.而密封面间的液膜极薄.基本上是与表面粗糙度处于同-数量级.因此表面形貌中的高频粗糙度、低频波度和整体形状误差中的径向锥度都对机械密封的性能有很大影响 在密封端面间.形成局部中断的流体动压或流体静压润滑膜。即接触表面间几种摩擦同时出现.这是实际中常见的摩擦状态。密封端面间的摩擦状态是复杂的，可能有流体摩擦与边界摩擦、边界摩擦与干摩擦.还有流体摩擦与干摩擦和流体摩擦、边界摩擦与干摩擦等几种混合摩擦2 端面摩擦状态对机械密封性能的影响机械密封端面摩擦状态决定了其密封副端面间的摩擦、磨损和泄漏。为减少摩擦功耗，降低磨损.延长使用寿命 ，提高机械密封工作的可靠性，端面间应该维持-层润滑膜，且保持-定的厚度，以避免表面微凸体的直接接触。因此 .润滑膜的特性和形态对研究端面摩擦有重要的意义 我认为.端面间润滑膜形成原因是由于表面粗糙度 、不平度、热变形等产生了不规则的微观润滑油楔.引起动压效应.减少了端面摩擦，改善了密封端面的摩擦性能 由于在沿密封端面宽度上形成不连续的凹隙.当两密封环相对运动时.在介质压力和离心力的作用下 .在两密封端面的空隙内会产生流体的交换作用 润滑膜的形态和性能与端面的粗糙度、比压、相对滑动速度以及离心力的大型方向都有着密切的关系，亦即润滑膜的形成与端面摩擦状态密切相关。

密封端面的不同摩擦状态.对密封装置的泄漏和磨损有着不同的影响。密封端面处于干摩擦状态时.两端面间的固体直接接触 .磨损很大 随着磨损的加剧.泄漏量增大.机械密封应避免在干摩擦状态下工作。

密封端面处于流体摩擦状态时.摩擦仅由粘性流体的剪切产生。

故其大小通常要比固体摩擦小得多.而且也不存在固体的磨损.摩擦发生在润滑剂的内部.是属于润滑剂的内摩擦。但流体液膜越厚，泄漏量越大，因此，减少摩擦和磨损必须付出泄漏量增大的代价。普通的机械密封在流体摩擦状态下工作时泄漏量较大.将失去密封的意义.因此-般不采用。

密封端面处于边界摩擦状态时.润滑膜的粘度对摩擦性质没有多大的影响。摩擦性能主要撒于边界膜的润滑性能和摩擦副的材料。

边界摩擦下的泄漏量很小.磨损通常也不大.磨损量与摩擦副组成和润滑介质有密切的关系处于混合摩擦状态的密封端面间能够形成局部中断的流体动压或流体静压的润滑膜 润滑膜的动力粘度和摩擦副材料特性对摩擦过程有明显的影响 混合摩擦状态下存在轻微的磨损.摩擦因数较小.泄漏量不大3 结束语作者简介：王松竹(1957-)，男，湖南涟源人，湖南化工职业技术学院，机修钳工高级技师、副教授，主要从事机械类教学及其研究。

(下转第 323页)科技信息 0教学研究0 SCIENCE＆TECHNOLOGY INFORMATION 2013年 第 3期教师如何更好的进行体育教学李晶晶(抚宁县石门寨学区黑山窑后村小学。河北 抚宁 066308)摘 要在体育教学中要以学生为中心，突出学生的主体地位，教师在教学过程中要以多种手段提高学生的学习兴趣.同时并要积极的进行德育渗透。

关键词体育；兴趣；德育渗透新的体育课程标准强调以学生为中心，突出学生的主体地位 .小学低年级学生好玩、好动，求新 、求异的心理较强。这就要求我们每节课都要有新意，用新鲜的事物、形式或角度来刺激学生，启动学生活动的动力 ，满足学生的心理需要 ，让学生体会到运动的乐趣.从而达到降第-”的课程目标。

1 教师在教学过程中要以多种手段提高学生的学习兴趣以问题带动兴趣 ，以兴趣解决问题。兴趣是最好的老师”是-种方法、-种手段。如何让学生积极主动心情愉快地接受教育.而不是强制性的、命令的方式，使学生必须去服从的形式。在教学中多采用游戏的形式来进-步激发学生的兴趣。针对低年级学生喜欢听故事、猜谜语的特点，也可以把猜谜、讲故事引进体育课。目前，体育教学方法基本上是教师讲解动作概念、要领 ，示范.然后学生随教师进行模仿练习，方法单调，吸引不住学生的兴趣.学生的自觉性和主动性得不到充分的发挥。如果采用提问式教学.可收到良好的效果 学生的注意力集中了.积极性调动起来了.这样不仅激发了学生的兴趣.活跃了课堂气氛.而且使学生对所学的东西易学易记.从而达到了寓教于学的目的为了达到激发学生兴趣.吸引学生注意力的目的.就要将生硬的讲变为灵活的做 .而游戏是小学生比较偏爱的-种活动形式 .符合儿童的生理、心理特点。很受学生欢迎。比如，简单的体能训练就让学生围着操齿燥乏味的跑步.那可能既达不到预期效果.又让学生产生厌倦感。如果把跑步变为滚铁环的游戏 .不仅能激发学生的兴趣 .也会取得良好的训练√学内容要适应年级水平和能力特点。比如在分组教学中可按学生兴趣和能力不同进行分组.还可以适时引入情境教学内容，如运用-些击球跑垒”、超人变速跑”等情境改变单-枯燥的练习，使学生在有趣的比赛中发挥奔跑能力。新授教学是学生理解知识、掌握知识的重要过程 教师要旧能地创造条件.让学生参与这个过程。为达到此目的，教学中教师-定要重视对学生的启发、引导，使学生在教师的启发引导下，正确的思维 .轻松地接受新知识。在新课教学中.要改变班级只是作为制约学生课堂行为的-种静态的集体背景”而存在的现象.使班级 、小组等学生集体成为帮助学生学习的-种动态的集体力量”。因此 .在教学时.教师不要急于讲解新授知识的动作要领 .而是要创设教学情景，组织学生以学习小组为单位开展讨论，让学生进行 自学积极地思维 .来提出问题、分析问题√师则根据学生所提问题进行边整理、边删改、边示范、边讲解的方法，最后很自然地引出了正确的动作要领.使学生在充满热烈探讨的交谈气氛中和积极参与思维的过程中，自然的掌握了新授知识的内容。如我在新授前滚翻”内容时.场地安排是把垫子摆设在斜面上 .在带着学生来到布置好的场地前时.用直问与曲问相结合的方法。来帮助学生进入学习角色；问题有：垫子的用处为什么要放在斜面上等等这时学生便围绕着教师的问题提出了-连串的疑问 教师则根据学生所提的问题再用重问与轻问相互交替的方法，来抓住重点、引出关键问题，使学生能分清主次：最后教师再运用近问与远问的相互配合。把知识和技能进行纵向连贯。因此，教师要根据教学内容设计教法，要有选择性和针对性，常变常新.步步深入.始终吸引学生的学习兴趣.进而把教学过程变成学生想学、乐学的 自觉行动2 在体育教学中不断对学生进行德育渗透在体育教学中，利用各个教学主要环节，进行课堂常规教育 .使课堂教学规范化、制度化，通过课堂常规的建立和贯彻.向学生进行文明礼貌、组织纪律、思想作风和安全教育 .逐步养成学生 自觉锻炼身体的习惯和-些优 良的思想品质∥的开始要对学生进行动员.提出本次课的目的、要求和注意事项 ，结束时要进行讲评总结。通过动员.对他们进行学习目的性教育；通过竞赛和游戏 ，培养他们集体主义精神和果断、机智、勇敢、顽强的优良思想品质；通过队列队形的练习，可以培养他们组织纪律性和朝气蓬勃的精神面貌 ，提高他们反映速度、动作准确和协调-致的能力；值 El生借、还体育器材和整理场地，可以培养他们热爱集体、热爱公益劳动和爱护公物的良好品质。这样，将思想教育同体育教学中的组织与方法有机地结合起来。既有利于提高教学质量，又能增强思想教育的效果。体育教学具有内容多、范围广、思想性强等特点，这是对学生进行思想品德教育的有利因素 由于各个运动项 目内容不同，所达到的教育效果也不同.教师要善于挖掘其深刻的内涵，对学生进行思想品德教育。在体育教学中.向学生进行思想品德教育。关键在于教师的言传身教。运用体育先进事例进行榜样教育：通过介绍我国体育健儿在国内外重大比赛中所取得的新成绩 .优秀运动员刻苦训练，为祖国争得荣誉.使我国在国际体育史上产生了深远的影响等，使学生在平时锻炼及学习中.能够以这些体育健儿为榜样 .不怕苦。不怕累.从而达到良好的教学效果 教师教学水平的高低对学生体育兴趣的培养具有重要作用。在课堂教学中教师语言生动、简明扼要的讲解，加之示范准确，协调优美.将在很大程度上影响学生的注意力和兴趣。影响练习的积极性。在教学中应坚持以表扬为主，正面教育为主的方法，对于学生的缺点和不足。最好不直接批评，而采用正面的提出要求为好。有利于防止负面作用的产生，影响学生学习的积极性。

注意学生隋绪变化，用好激励这门艺术。例如，田径运动往往使人感到枯燥乏味，但坚持练习却能培养顽强、坚忍不拔的意志品质；球类项 目需要在同伴的配合下进行 .可以培养学生的集体主义精神 .又可以增进学生的勇敢顽强、互相帮助、团结友爱的思想品德。优秀道德品质的主题很多，有爱国、勇敢、团结等。我们可以围绕-个主题指定相关的内容以及游戏，让学生在不经意之间学到这些优良的品质。例如：针对2008年北京奥运会这-体育盛会.对学生介绍运动员积极备战.刻苦训练的感人事迹.通过观看多媒体感受运动员的顽强拼搏、永不放弃的精神。还可以以奥运为主题.在课内开展-次小型的奥运会”，i3：-生在比赛中学到不怕失败.团结协作的精神。还可以学习那些奥运明星，如姚明、刘翔等。学习他们的爱国，助困，不服输的精神，作为我们学生学习的榜样。

总而言之.在体育教学中让学生主动参与学习.才是真正把开启知识的钥匙交给了学生.也是提高学生身心素质、掌握知识的最佳途径。