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干式运行机械碳件的作用

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干式运行机械碳件的作用

发布日期:2019-07-15 作者: 点击:

干式运行机械碳件的主要限制是磨损。机械碳比它们摩擦的金属部件更软,因此机械碳部件磨损而金属部件不磨损。


机制炭设备的磨损率与摩擦速度V (m/s)乘以表面载荷P (kg/cm2)大致成正比。这个乘积,或者PV因子,代表摩擦的强度。如果PV系数小于0.19 kg/cm2 m/s,温度小于454℃,且每年允许磨损至少1.3 mm,则通常可以指定满足磨损要求的机械碳和反相材料组合。如果PV因子或温度较低,磨损率也会较低。


影响磨损率的其他因素有反相材料和反相材料表面光洁度。计数器材料应至少Rc 20硬,甚至更硬的计数器材料提供更好的磨损率。计数器材料应具有至少0.4微米的表面光洁度。磨损率继续提高,直到表面光洁度达到约0.2微米。由于反相材料表面粗糙度超过0.4微米,反相材料表面的粗糙度过高,无法被石墨抛光膜覆盖,而石墨抛光膜对于低干跑磨损率至关重要。在计数器材料上的无涂层材料可以研磨较软的机械碳材料,并造成较高的磨损率。


温度和大气也会影响磨损率。低磨损率的机械碳需要在周围的大气中冷凝蒸汽。在没有可冷凝蒸汽的大气中,例如在真空、干氮或高空空气中,机械碳材料可以浸渍不需要冷凝蒸汽的固体润滑剂。


确定机械炭素磨损率准确的方法是在原型机中以建议的工作条件对机械炭素试样进行试运转。


为避免机械炭素材料的开裂、剥落和断裂,载荷一般限制在170 kg/cm2左右。这种载荷不到大多数机械碳材料抗压强度的10%。这种高安全系数是必需的,因为碳部件上的实际负荷往往比计算的负荷高得多。


这是因为新的碳轴承与具有推荐运行间隙的轴的“线接触”。在旋转开始和轴床进入碳轴承后,这种线接触迅速消失。对于碳推力垫圈,由于可能的边缘载荷由于偏心,以及可能的冲击载荷来自动态振动,安全系数是必需的。


机械碳零件在温度上受到限制,主要是由于一些碳石墨材料在空气中在316℃左右开始氧化,一些电石墨等级在空气中在400℃左右开始氧化。


用抗氧化盐溶液浸渍基碳材料,可使氧化起始温度提高约55℃。将浸渍在盐溶液中的碳材料加热,使溶剂蒸发,并在碳的孔隙度中留下氧化抑制剂盐。氧化抑制剂盐是有益的,因为它们有助于在金属柜台表面形成光泽石墨薄膜,并与碳材料发生化学反应,抑制氧化反应。


在中性或还原性环境中,氧化通常没有问题。当在1000℃以上的中性大气中加热时,碳-石墨等级会出现一定的收缩。相比之下,即使在不氧化的环境中加热到2800℃,电石墨等级也没有任何显著的尺寸变化。对于金属浸渍等级,金属的熔点不能超过。对于树脂浸渍材料,树脂的离解温度是不能超过的。


干式机械炭素零件的摩擦系数取决于几个因素:载荷、速度、反磨材料和表面状况。机械炭素类零件对金属的摩擦系数一般在0.1 ~ 0.3之间,高于含油润滑的金属零件的摩擦系数。含油润滑的金属零件摩擦系数可低至0.02,因此干式运行的碳素零件的摩擦量可达含油润滑金属零件的10倍。


在设计使用干式机械碳部件的设备时,机制木炭厂家必须考虑到机械碳部件的摩擦系数较高。


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