边界摩擦状态下的泄漏量

在摩擦状态下，虽然在密封缝隙中存在液体层，但是液体层可能局部终端，而且几乎没有压力，因而也就体现不出显著的粘性效果。这种在机械密封摩擦副缝隙中没有明显的缝隙压力情况下泄漏流动的真是状态，叫做"流体交换流动"。即液体主要通过单个的没有相互连通的析构或者空隙深入到密封面上，由于在密封面宽度上都存在粗糙不平的不连续的迷宫形凹隙，所以当密封环旋转时，在残余压力和离心压力的作用下，液体在两个摩擦面上相互碰到的极小空隙和沟槽间发生交换。密封缝隙中产生的离心压力很小，但是它都有极重大的作用。

旋转接头摩擦副，两个摩擦表面由于平均接触压力作用相互接触而压紧时，因为表面并非光滑，所以粗糙表面的微凸体不仅产生塑性变形，而且也要产生弹性变形，表面微凸体的接触载荷高，可能达到塑性变形，或者被磨掉，而在尖峰的邻近区，则产生弹性变形。通常旋转接头摩擦副绝大多数时石墨或者塑料制造的补偿静(游动或浮动)环对金属、硬质合金或陶瓷复层的非补偿东环。当两个环中之一旋转时可以像人通过旋转门或物体经由计量器那样，液体从一空隙转移到另一个空隙中去，一直到液体质点达到缝隙的终端为止。可见，在这种摩擦状态下，粘性没有显著的影响。只要进入和流出的液体量相等，那么在缝隙中就形不成压力。如果两摩擦面的表面粗糙度相等，在交换流动状态下，泄漏损失与摩擦面的宽度无关，但是和摩擦表面的粗糙深度，接触压力，滑动速度以及离心压力的大小与方向的关系极为密切。

根据流体交换流动理论，在机械密封处于静止状态时，泄漏量一定趋近于零，达到流体交换流动以及伴随而产生的泄漏损失，应具有如下几点的特征：

1、年度没有明显的影响

2、缝隙压力测不出来

3、密封面宽度没有影响

4、微观面宽度没有影响

5、与接触压力大约呈平方关系

6、与离心力和泄漏流流出断面大小有关

7、滑动速度有影响

实验结果：

1、粘度对泄漏量没有影响

2、密封缝隙中温度越高和介质的汽化温度越低，测得的泄漏量就越小，这时由于泄漏出来的液体汽化，而技术上又无法测得出来造成的。

3、密封面的宽度对机械密封结构的旋转接头密封能力没有影响，在工程实践上仅仅从强度和工艺角度上选择密封面的宽度。在某些情况下，人们预定增大轴向磨损量而使密封面宽度逐渐变大。

4、泄漏量与密封表面粗糙度，即缝隙高度呈二次方的关系。

5、泄漏量与接触压力的平方呈反比。

6、从理论上讲，当机械密封处于静止状态下，应该几乎完全保证密封，而且泄漏量随着转速的增高而增高。

7、离心力和泄漏流出口横截面这两种因素的影响使相互牵连的，一种泄漏流由内径流向外径，在这里因为内径使泄漏流的进口，所以泄漏流的横截面使逐渐增大的。另一种使泄漏流由外径处进去，从内径处流出来(这种情况多为内装式)在工作条件不变的情况下，厚重密封泄漏量应该比前一种密封的泄漏量小很多。

对于旋转接头的密封结构来讲，摩擦副材料问题具有非常重要的意义。除此之外，还必须避免摩擦副的密封表面发生机械变形和热变形以及由于密封环受力不当而使它们产生偏斜与振动等现象。还应指出，因为默写材料非常抗磨，所以必须大大地增长它们的磨合期。