高溫低溫對橡膠接頭的影響

除了機(jī)械力外，補(bǔ)償環(huán)與非補(bǔ)償環(huán)之間的溫差和溫度梯度分布對密封間隙的幾何形狀和旋轉(zhuǎn)接頭漏水的原因都有影響。對于彈性變形，起決定作用的主要材料的彈性模量E和環(huán)尺寸，以及摩擦副材料在熱變形過程中的熱性能（例如：導(dǎo)熱系數(shù)λ、線膨脹系數(shù)α和散熱系數(shù)） ) 而旋轉(zhuǎn)接頭的摩擦副密封圈的結(jié)構(gòu)是主要因素。密封圈的結(jié)構(gòu)影響溫度梯度和間隙的形狀。影響密封間隙幾何形狀的不僅是軸向上的溫度梯度。

1. 旋轉(zhuǎn)接頭軸向溫度梯度的影響

軸向溫度梯度會引起摩擦副密封面的變形。當(dāng)外徑D處溫度較低時，密封環(huán)徑向向外膨脹成圓錐形，當(dāng)內(nèi)徑d處溫度較低時，密封環(huán)徑向向內(nèi)收縮成圓錐形.

對于沿內(nèi)徑或外徑彈性固定的環(huán)高溫低溫對橡膠接頭的影響，紐曼()和福瑞()提出了計算環(huán)端面因溫度變形的公式。假定軸向溫度梯度線性變化。

旋轉(zhuǎn)接頭摩擦副通常內(nèi)徑d或外徑D較小。 在研究溫度梯度引起的變形時，如果外徑d處的溫度較低，則認(rèn)為環(huán)端面變形STr為負(fù)值，即密封面在內(nèi)徑d處接觸；相反，如果內(nèi)徑 d 處的溫度較低，即環(huán)外緣區(qū)的溫度較高，則密封面在外徑 D 處接觸，則認(rèn)為 STr 為正此時。

2. 旋轉(zhuǎn)接頭徑向溫度梯度的影響

旋轉(zhuǎn)接頭結(jié)構(gòu)中通常存在多個熱源，強(qiáng)烈影響密封圈徑向的溫度分布。除了摩擦副端面產(chǎn)生的摩擦熱外，還有其他熱源。例如，被密封的流體介質(zhì)為熱量，空心軸旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生熱量，液體渦流運動產(chǎn)生熱量，等等。

根據(jù)溫度降低的方向（有時環(huán)內(nèi)徑d處的溫度低于外徑D處的溫度：有時相反），密封環(huán)上的溫度分布有很大差異。補(bǔ)償環(huán)上離低溫區(qū)最遠(yuǎn)或離熱源最近的部位溫度最低，溫度最高。這些零件比其他零件膨脹得更多，因為密封面的初始平行間隙形狀發(fā)生了變化。

       徑向溫度梯度Cr主要由熱源（發(fā)熱部分）、導(dǎo)熱系數(shù)和傳熱系數(shù)決定，其次由液體種類、粘度和速度決定。某些操作條件下 Cr 的確切值只能通過實驗來確定。

如果低溫位于外徑D處，則認(rèn)為軸向變形Sta為負(fù)，兩環(huán)在內(nèi)孔d處接觸。當(dāng)?shù)蜏貐^(qū)位于內(nèi)孔d時，Sra為正值，摩擦副在環(huán)外緣D附近接觸。

在設(shè)計過程中，旋轉(zhuǎn)接頭廠家通過計算公式和試驗數(shù)據(jù)出具旋轉(zhuǎn)接頭圖紙，有效避免影響旋轉(zhuǎn)接頭漏水的因素。