機(jī)械密封端面材料通常采用軟─硬組對形式，硬質(zhì)環(huán)端面比軟質(zhì)環(huán)端面光滑得多，且變形及磨損極小，可以簡化為剛性理想光滑平面。對于設(shè)計(jì)和使用合理的機(jī)械密封，其軟質(zhì)端面的磨損形式主要表現(xiàn)為黏著磨損。工作時，機(jī)械密封端面間的接觸發(fā)生在軟質(zhì)環(huán)端面較高的微凸體上。摩擦?xí)r接觸點(diǎn)處發(fā)生變形而產(chǎn)生黏著，隨后在滑動中黏著結(jié)點(diǎn)被摩擦力剪切破壞。這種黏著、破壞、再黏著的交替過程就構(gòu)成黏著磨損。用來計(jì)算黏著磨損的方法很多，但大多都建立在Archard 磨損理論模型之上。Archard 于1953 年，在假設(shè)接觸的兩表面是由許多高度相等、半徑為r 的半球形微凸體組成的條件下，提出了黏著磨損的計(jì)算方法。圖1 是黏著結(jié)點(diǎn)的形成與破壞示意圖，圖中Fc為端面比壓，v 為端面平均線速度。

(a) 黏著結(jié)點(diǎn)形成 (b) 黏著結(jié)點(diǎn)破壞

圖1機(jī)械密封黏著結(jié)點(diǎn)的形成與破壞

顧永泉基于Archard 磨損理論給出了機(jī)械密封端面磨損率的一種簡易計(jì)算方法，其表達(dá)式為:

式中γ———機(jī)械密封端面磨損率，m

Kw———磨損系數(shù)，表示黏著結(jié)點(diǎn)產(chǎn)生磨屑的概率，與摩擦副材料和工作條件有關(guān)

H2———軟質(zhì)環(huán)材料的布氏硬度，Pa

pc———密封端面比壓，Pa

v———密封端面平均線速度，m/s，v = πrmn /30

rm———密封端面平均半徑，m

n ———轉(zhuǎn)速，r /min

式(1) 中的磨損系數(shù)Kw是一相似準(zhǔn)數(shù)，為一概率系數(shù)，例如Kw = 10 -6 即表面接觸點(diǎn)的每1000000 次接觸會產(chǎn)生一次磨損，它集中反應(yīng)摩擦副端面的摩擦狀態(tài)、滑動速度、溫度、界面反應(yīng)及材料性能的綜合影響，是摩擦學(xué)系統(tǒng)的函數(shù)。磨損系數(shù)Kw值越小，磨損越少，常由磨損試驗(yàn)測算。密封技術(shù)網(wǎng)(http://www.238668.cn/)查閱到部分機(jī)械密封摩擦副材料的磨損系數(shù)Kw值值得注意的是，式(1) 是由Archard 黏著磨損理論模型得出的，它在某種程度上描述了機(jī)械密封端面磨損的一般規(guī)律，但是Archard 理論中假設(shè)微凸體是半徑均相同的半球體且沒有考慮摩擦力的影響，因此，這個磨損公式本身與工程實(shí)際有一定差距。