Деякі прояви зносу механічних ущільнень

Пошкодження є поширеним неефективним способом виникнення механічних ущільнень. Ключове питання полягає в тому, щоб зрозуміти регулярність пошкоджень механічних ущільнень, оцінити швидкість зносу та знайти способи збільшити зносостійкість і термін служби.
Основні форми зносу, які можуть виникнути на поверхнях тертя, включають адгезійний знос, абразивний знос, втомний знос, знос від мікроруху та корозійний знос.
1. Адгезійний знос механічних ущільнень
Завдяки наявності на поверхні шорстких мікровиступів поверхневий контакт відбувається на дисперсних мікровиступах. Воно виникає в місці контакту під час тертя. Коли змащувальна плівка та поверхня лицьової маски розриваються, відбувається прямий контакт між металами. Точка підключення постійно обривається, і одночасно будуть створюватися нові точки підключення.
Якщо зсув відбувається на межі вузлів, обидві поверхні не зношуються; Якщо зсув відбувається всередині металу, відбудеться перенесення поверхневого металу, і поверхня буде пошкоджена та зношена. Явище перенесення металів є основною характеристикою адгезійного зношування.

2. Торцеве ущільнення абразивного зносу
Абразивний знос є поширеною формою зносу, що становить приблизно половину загального зносу. Абразивне зношування - це процес стирання поверхні та відшарування матеріалу, викликаний твердими частинками або мікровиступами на більш твердій поверхні під час відносного руху контактної поверхні.
Абразивне зношування – це «процес мікрорізання». Абразиви викликають поперемінну деформацію матеріалу поверхневого шару, в результаті чого виникають поперемінні контактні напруги, які викликають втомне пошкодження поверхні. Проте завжди домінує механічний вплив абразивних частинок на поверхню.

3. Втомний знос торцевих ущільнень
Поверхня тертя зазнає змінної напруги, і матеріал поверхні пошкоджується через втому, яка часто виникає в таких деталях, як шестерні та підшипники кочення.
Напруга зсуву контактної поверхні, яка може бути створена втомними тріщинами, є результатом сильної пластичної деформації в цьому місці. Перша тріщина, яка з’являється, поширюватиметься вздовж напрямку напруги зсуву до поверхні, що призведе до втомного зносу. Перенесення матеріалу, викликане втомою поверхневих матеріалів через змінну напругу, називається втомним зносом, іноді також відомим як контактна втома.

4. Мікроруховий знос торцевих ущільнень
Явище зношування між поверхнями, викликане відносною вібрацією малої амплітуди, називається зношуванням мікроруху. Якщо хімічна реакція між двома поверхнями відіграє основну роль у процесі мікрозношування, це називається корозійним зношуванням.
Якщо між контактними поверхнями існує тиск, який спричиняє прилипання мікровиступів на поверхні, точки клею постійно зсуватимуться через вібрацію, спричинену малими зовнішніми амплітудами. Під час процесу зрізання точки клею поступово окислюються, утворюючи червонувато-коричневі залишки оксиду заліза. Цей процес продовжується, коли окислені частинки абразиву від’єднуються від тіла та руйнуються точки клею. У той же час ці абразивні частинки також діють як абразиви, викликаючи абразивне зношування контактної поверхні. Оскільки зона зносу продовжує розширюватися, це зрештою призводить до повного пошкодження контактної поверхні. Це механізм утворення зносу мікроруху.

5. Корозія та знос механічних ущільнень
Процес зношування поверхонь в основному під впливом хімічних або електрохімічних реакцій називається корозійним зношуванням. Як правило, під час процесу корозії знос помірний. Однак через корозійну дію він може призвести до серйозних наслідків, особливо в умовах високої температури або вологості, де цей знос посилюється.