往復壓縮機密封件及摩擦磨損研究進展

李春欣，呂曉仁，林金梁

(1.沈陽工業(yè)大學，遼寧 沈陽 110000；2.沈陽遠大壓縮機有限公司，遼寧 沈陽 110000)

1 引言

往復壓縮機的適用壓力范圍廣，壓縮效率高，適應性強。它們廣泛用于石化，鋼鐵，冶金，汽車等行業(yè)。大多數(shù)往復壓縮機利用活塞在氣缸中的運動來周期性地改變氣缸中的容積以產生壓力和氣體輸送。為了保持氣體的穩(wěn)定，密封是往復壓縮機的關鍵。 在機械密封中，閥、活塞環(huán)和填料環(huán)是3個主要密封。氣閥實現(xiàn)了膨脹、吸入、壓縮和排氣4個過程，它們的效率直接關系到氣體的傳輸，能量的損失以及往復壓縮機的持續(xù)可靠性[1]?；钊h(huán)用于密封氣缸中的高壓氣體，以防止從活塞和氣缸之間的間隙泄漏。填料環(huán)用于密封活塞桿，并防止氣體中的高壓氣體沿活塞桿的方向泄漏。如今，這3種密封材料通常由聚四氟乙烯(PTFE)，聚醚酮(PEEK)及其復合材料制成[2]。

在往復密封的過程中，密封不可避免地產生摩擦和磨損。過度磨損會導致嚴重的氣體泄漏。近年來，人們逐漸關注往復壓縮機密封件的摩擦和磨損，并獲得了大量的研究成果。本文介紹了往復壓縮機的原理和密封件。將對目前往復壓縮機的PTFE，PEEK和復合材料的研究，并進一步研究往復式壓縮機密封件的摩擦和磨損性能。

2 往復壓縮機工作原理

往復壓縮機由曲軸驅動，連桿驅動活塞，活塞上下移動，如圖1所示?；钊倪\動改變了氣缸內的容積。隨著活塞向下移動，氣缸容積增加，進氣門打開，排氣門關閉，空氣被吸入以完成進氣過程；隨著活塞向上移動，氣缸容積減小，出口閥打開，入口閥關閉，壓縮過程完成[3]。通常，活塞環(huán)以密封氣缸和活塞之間的間隙，并且填料環(huán)和活塞桿共同作用以在活塞桿上形成密封。

3 往復壓縮機密封部件

3.1 氣閥

氣閥由4個部分組成：閥座、閥片、彈簧、升程限制器。其中，閥片是易損的部分，是閥座通道的打開和關閉元件。傳統(tǒng)的閥片主要由金屬材料制成，但是近年來，由于非金屬材料技術的進步，閥片主要由PEEK制成[4]。它具有諸如耐沖擊性，對雜質不敏感，優(yōu)異的耐油性，優(yōu)異的自潤滑性能和低運行噪音等優(yōu)點[5-6]。閥片的實物圖如圖2所示。氣閥主要是由于機械損壞和由于氣體的腐蝕引起的。

圖2 閥片實物圖

3.2 活塞環(huán)

活塞環(huán)是安裝在活塞上的部件，用于密封和接觸氣缸壁，活塞環(huán)的實物圖如圖3所示。主要作用是密封活塞與氣缸之間，避免氣體通過活塞進入機體中，防止機器因此失效。密封活塞和氣缸之間的間隙，以防止氣體從壓縮空間的一側泄漏到另一側[9]?；钊h(huán)的工作原理是依靠由多個活塞環(huán)形成的曲折通道，從而導致多次節(jié)流和堵塞，并對流經它的廢氣產生渦流阻塞作用。 當發(fā)生小泄漏時，會產生較大的阻力下降，從而實現(xiàn)密封。該彎曲通道是由活塞環(huán)組的切口形成的通道[10]。

圖3 活塞環(huán)實物圖

氣體從壓力側通過活塞環(huán)和活塞環(huán)凹槽之間的軸向間隙進入活塞環(huán)凹槽，并且空氣壓力徑向向外施加在活塞環(huán)上，從而產生密封效果；切口是由于在壓縮機工作時的平均工作溫度一般情況下是高于室溫的，這樣就會根據(jù)不同材料的線脹系數(shù)計算開口的大小，保證密封環(huán)不會“脹死”在環(huán)槽里[11]。

3.3 填料環(huán)

填料環(huán)由徑向環(huán)，切向環(huán)和節(jié)流環(huán)組成，填料環(huán)示意圖如圖4所示。在整個填料函中，具體位置和活塞桿接觸。氣缸和活塞桿之間的間隙用填料密封，該填料用于密封氣體并防止氣體泄漏到活塞桿上。氣缸和活塞桿之間的間隙用填料密封，該填料用于密封氣體并防止氣體泄漏到活塞桿上。安裝時徑向環(huán)必須處于高壓一側。高壓壓縮機一般采用三、六瓣密封圈[12]。

圖4 填料環(huán)示意圖

4 往復壓縮機密封件摩擦學研究

4.1 PEEK及其復合材料

聚醚醚酮(簡稱PEEK)的構成單位為氧—對亞苯基氧—對亞苯基—羰基—對亞苯基，它是部分結晶的熱塑性特殊塑料[13]。PEEK具有出色的自潤滑性和低摩擦系數(shù)性能。它在各種壓力，溫度和相對粗糙的接觸表面下均具有出色的耐磨性。 它可用于惡劣的環(huán)境，例如非潤滑，高溫，潮濕和腐蝕[14]。為了進一步提高PEEK的性能，人們添加了多種纖維以形成復合材料，其中碳纖維(CF)和玻璃纖維(GF)居多。

4.1.1 CF填充改性PEEK

碳纖維(CF)作為一種新的類型的纖維材料，不僅具有低的密度，高強度和高模量，而且具有良好的耐熱性和化學穩(wěn)定性的纖維材料制成。另外，由于組合物的90%以上是碳，因此碳纖維具有一定程度的潤滑性和低摩擦系數(shù)[15]。人們通過改變碳纖維長短、含量等條件來增強PEEK的性能，從而滿足實際的需求。碳纖維增強的PEEK復合材料具有廣泛的用途，包括航空航天、醫(yī)學、工程和其他領域。

(1)干摩擦

馬娜等人采用MM-W1A萬能摩擦試驗機對10%～20%PEEK/CF進行研究，摩擦形式為銷盤式滑動摩擦[16-17]。在載荷為0.5 MPa時，10%PEEK/CF材料的摩擦系數(shù)較PEEK基體下降幅度較大，為0.217。如果CF含量相對較大，則材料的摩擦系數(shù)隨著CF含量的增加而增加。材料的磨損率先降低，然后隨著CF含量的增加而增加。在CF含量達到20%時，材料的磨損率大幅提高，為6.05×10-6mm3/Nm。但較PEEK，磨損率還是處于下降狀態(tài)。由SEM圖片可知，材料的磨損機理是磨料磨損。在重負載下，碳纖維在摩擦表面上承擔了大部分負載，并改善了基體的耐磨性。但CF含量達到20%時，發(fā)生材料的脫落現(xiàn)象，表明高纖維含量復合材料在高載荷下耐磨性能的惡化。

王全兵等人采用MMW-1A銷盤式摩擦機研究了質量分數(shù)為20%的CF對PEEK復合材料摩擦性能的影響[18]，研究發(fā)現(xiàn)，碳纖維增強復合材料的摩擦系數(shù)低于無纖維的摩擦系數(shù)，摩擦因數(shù)在0.15左右，較PEEK降低值在0.1附近波動，磨耗量為17 mg，也明顯低于PEEK。這可能是由于纖維的承重和增強作用，減少磨料顆粒的嵌入和切割作用，阻礙了材料的塑性變形，降低摩擦系數(shù)從而提高耐磨性[19]。

(2)液體潤滑

王春龍等人對比研究了10%CF和30%CF增強PEEK復合材料在海水潤滑、載荷為1000 N下的磨損行為[20]。隨著CF含量從10%增加到30%，PEEK的摩擦系數(shù)增加，在1000 N的負載下，PEEK+10%CF的摩擦系數(shù)為0.04。當CF含量從10%增加到30%，則PEEK的對偶面磨損率會顯著增加。在1000 N載荷時，PEEK+10%CF的磨損率為1.04×10-6mm3/Nm，小于PEEK+30%CF的4.22×10-6mm3/Nm。這是因為PEEK聚合物中的CF含量增加，并且配合表面上的摩擦損傷增加，這導致磨損率增加。與干摩擦相比，CF增強的PEEK在海水潤滑下顯示出更好的摩擦穩(wěn)定性和耐磨性[21]。

鐘瑩潔等研究了海水潤滑條件下15%PEEK/CF復合材料的摩擦磨損性能[22]。試驗應力為1～5 MPa，相對滑動速度為2m/s，時間為2h。通過實驗可知，復合材料摩擦系數(shù)和磨損率相對較高。隨著載荷的增加，摩擦系數(shù)和磨損率均降低。摩擦系數(shù)降至0.01附近并上下小幅波動，而磨損率則持續(xù)下降至最低值1.95×10-8mm3/Nm。與純PEEK相比，PEEK/CF復合材料具有更好的耐磨性，并且在高負載條件下其耐磨性更好。隨著摩擦進行，碳纖維暴露在表面，減輕了基材承受的張力，因此基體材料得到了一定程度的保護，免受過度磨損。PEEK/CF復合材料呈現(xiàn)犁形，可以看出復合材料主要是以輕微磨損和疲勞磨損為主。

4.1.2 GF填充改性PEEK

玻璃纖維(GF)是一種無機非金屬材料。優(yōu)點是絕緣性好，耐熱性強，耐腐蝕性好和機械強度高，但是缺點是脆性和耐磨性差。但擁有與PEEK結合容易、絕緣性能、沖擊性能和壓縮性能好等優(yōu)點[23]。與PEEK混合后，它可以具有更高的耐熱性和更低的收縮率。 因此，PEEK/GF廣泛用于航空航天等高科技領域。

(1)干摩擦

李恩重等研究了30%GF增強的PEEK復合材料和GCr15鋼球在干摩擦條件下的摩擦磨損性能[24-25]，在200 N的載荷，2 Hz、6 Hz、10 Hz頻率下，PEEK/GF復合材料的摩擦系數(shù)隨時間增加。如圖5所示，摩擦系數(shù)也隨時間增加而穩(wěn)定。PEEK/GF復合材料的磨損也隨著頻率的增加而增加。當頻率從2 Hz增大到10 Hz時，磨損量從0.2 mg上升到1.1 mg。這是由于PEEK/GF復合材料的粘彈性。隨著負載和頻率的增加，摩擦過程中產生的熱量增加。隨著材料的整體溫度升高，表面材料會變軟并發(fā)生塑性變形，并且材料承受剪切變形的能力會降低，從而導致可能的附著力和材料磨損增加。

寧洋等人利用電子式能試驗機對玻璃纖維增強PEEK的摩擦性能進行了研究[26]。試驗結果表明，隨著GF的加入，PEEK復合材料的摩擦系數(shù)降低。當載荷為200 N時，摩擦系數(shù)從0.19降到0.13。當負載為1000 N時，PEEK/GF的摩擦阻力比PEEK好。摩擦系數(shù)從0.44降到0.1?？梢钥闯?，隨著載荷的增大，復合材料降摩擦系數(shù)降低的越顯著。PEEK/GF的橫截面清晰可見GF和PEEK基體樹脂撕裂，暴露的GF表面覆蓋有一層基質樹脂，嵌入PEEK樹脂中的GF與PEEK樹脂緊密相連，因而PEEK/GF的摩擦性能更加優(yōu)秀。

(2)液體潤滑

徐培琦等人利用MM-2000微機控制摩擦磨損試驗對在載荷為600N時，10%、20%、25%、30%PEEK/GF復合材料在水潤滑下進行了試驗[27]。GF的添加降低了PEEK/GF復合材料的摩擦系數(shù)，且當GF的含量為25%時，PEEK/GF復合材料的摩擦系數(shù)降到0.06?？梢钥闯霾牧暇哂泻芎玫目的Σ列阅?。如圖6、7所示，隨著GF含量超過25%時，樹脂的相對含量逐漸降低，界面未牢固結合，應力集中點增加，復合材料的缺陷相應增加。因此，PEEK/GF復合材料的摩擦系數(shù)增大到0.23。如果過量添加GF，則樹脂不能達到GF的總涂層，樹脂的相對含量逐漸降低，界面未牢固結合，應力集中點增加，復合材料的缺陷相應增加[28]。

圖7 PEEK/GF復合材料的SEM照片

李恩重等人采用CETR-3型多功能摩擦磨損試驗機測試了PEEK和含30%短切玻璃纖維的PEEK/GF在水潤滑下的摩擦磨損性能[29]。在載荷為200 N，頻率為2 Hz時。復合材料的摩擦系數(shù)大于基材的摩擦系數(shù)，PEEK/GF的摩擦系數(shù)為0.16。由SEM圖片可以看到，在摩擦過程中，PEEK轉移材料并在雙面上形成轉移膜，玻璃纖維在磨損的過程中以顆粒的形式進行磨損，形成了對PEEK的保護膜，增加摩擦界面的接觸點，使復合材料的摩擦系數(shù)增加。磨損率方面，30%PEEK/GF復合材料的磨損率為0.4×10-6mm3/Nm，PEEK為0.6×10-6mm3/Nm，高強度玻璃纖維可顯著改善PEEK/GF復合材料的綜合機械性能，能夠有效的改善PEEK的磨損性能，從而提高PEEK復合材料的耐磨性。水潤滑下的PEEK主要是由輕微的粘合磨損引起的。水的冷卻和潤滑作用的結果是減小了摩擦并且減小了摩擦表面的溫度升高，這顯著提高了復合材料的摩擦和磨損性能。

4.1.3 PEEK+其他復合材料

駱志高等研究了在PEEK中混入PTFE組成新的復合材料，再與45#鋼在干摩擦條件下的摩擦磨損特性研究[30]。實驗的載荷為200 N，實驗結果表明，復合材料隨著PTFE含量的增加，摩擦系數(shù)逐漸降低，但磨損率隨著含量的增加，呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢。當填充的PTFE含量達到10%至20%時，復合材料的摩擦學性能最佳。不僅如此，駱志高等還研究了填充石墨、MoS2和PTFE共同來改性PEEK復合材料，并在干摩擦條件下進行摩擦磨損研究[30]。實驗的載荷為200～1000 N時，材料的摩擦系數(shù)和磨損率都隨著載荷的增加而減小。當負荷較低時，復合材料以耕作為主，這表現(xiàn)為磨料磨損。當負載高時，它表現(xiàn)為粘合劑磨損和磨料磨損的混合形式。

4.2 PTFE及其復合材料

PTFE(Poly tetra fluoroethylene)，具有結晶度較高、相對分子質量較大、分子無支鏈等特點。具有良好的自潤性等性能特點[31]。PTFE憑借其獨特螺分子結構和外圍致密的“氟代”保護層結構決定了其獨特的性質。像低摩擦系數(shù)，出色的化學穩(wěn)定性等一樣，它也是一種出色的固體潤滑材料[32]。為了進一步提高PTFE的性能，人們添加了多種纖維以形成復合材料，其中，碳纖維(CF)和玻璃纖維(GF)占多數(shù)。

4.2.1 CF填充改性PTFE

碳纖維(CF)常用來增強PTFE，能有效克制其不足之處。然而，由于CF和PTFE基體之間的親和性差，界面粘合強度低，這降低了復合材料的性能。因此，為了提高CF與PTFE基體之間的界面結合力，必須對CF進行適當?shù)谋砻嫣幚怼?/p>

(1)干摩擦

楊家義等采用摩擦磨損試驗機，分別加入T600、通用級、瀝青基的CF充改性后的PTFE復合材料進行了干摩擦下復合材料性能的研究[33]。試驗轉速200 r/min，載荷200N。其中CF質量份20%。如圖8所示，T600碳纖維磨耗量最小，為0.0006 mg。摩擦系數(shù)為0.196。通用的碳纖維材料的摩擦最大平均系數(shù)，為0.213，磨損適中，摩擦磨損試驗穩(wěn)定，總體性能中等。瀝青基碳纖維材料的平均摩擦系數(shù)最低，為0.183，然而，磨損量和磨損痕跡的寬度最大，并且磨損狀態(tài)不穩(wěn)定。因此，可以看出，碳纖維增強PTFE墊片材料的摩擦系數(shù)與材料中石墨結構的碳含量有關。 石墨結構的碳含量越高，材料的摩擦系數(shù)越低，自潤滑性能越好。 瀝青基的碳含量最高，顆粒含量為5%，所以瀝青基的摩擦系數(shù)最低。

顏錄科等人研究采用熱空氣氧化后，鈦酸酯偶聯(lián)劑處理和聚四氟乙烯分散體涂層后再進行氬等離子體處理是改性CF表面的兩種方法。并填充15%改性后的CF到PTFE中進行摩擦學實驗[34]。實驗機型為M-200型磨損試驗機，在載荷為3MPa時進行測試。在實驗過程中，未做改性的CF很容易得從PTFE基體上脫落。所以并沒有起到有效的作用，而且，由于CF的脫落，掉落在和摩擦副之間，是硬顆粒狀態(tài)，反而增大了摩擦副之間的摩擦系數(shù)。改性后的CF與PTFE基材的黏貼性能得到了改善，在摩擦過程中，CF有效地承擔了負載，從而提高了復合材料的耐磨性。根據(jù)實驗結果表明，在熱空氣氧化后，用增粘劑處理碳纖維可以使CF/PTFE復合材料的磨損率降低44%，而氬氣等離子體處理PTFE分散的涂覆碳纖維可以使復合材料的磨損率降低56%。

(2)液體潤滑

胡剛等人制備了25%碳纖維和25%玻璃纖維的PTFE復合材料，使用315/305型環(huán)塊式摩擦磨損試驗機在油潤滑條件下進行摩擦磨損試驗[35]。在載荷為245 N，轉速為200 r/min時，CF/PTFE的摩擦系數(shù)為0.032，磨痕寬度為2.66 mm。CF/PTFE的摩擦系數(shù)高于GF/PTFE，而且磨痕寬度小于玻璃纖維。這是因為碳纖維的硬度要高于玻璃纖維，在摩擦的過程中，碳纖維承受載荷的能力要強于玻璃纖維，因此，在磨痕寬度方面，碳纖維增強的復合材料要小于玻璃纖維增強的復合材料。由于是油潤滑條件，磨損后，磨損表面都比較光滑，碳纖維和玻璃纖維都未發(fā)生脫落現(xiàn)象。通過SEM可知，在摩擦過程中，復合材料和摩塊之間產生了一層油膜，由于油膜的作用，避免了兩者之間的直接接觸，所以提高了耐磨和潤滑的作用。

4.2.2 GF填充改性PTFE

GF填充PTFE使復合材料的穩(wěn)定性得到了極大地提高，同時降低了材料的收縮率，蠕變減小，在密封件方面得到了廣泛的應用[36]。GF/PTFE復合材料在性能方面不單單取決于GF纖維的材質，更取決于GF的形態(tài)、尺寸、含量、分布狀態(tài)以及GF與基體的界面連接情況等因素。

魏剛等人通過MM-200型磨損試驗機對5%～20%的PTFE/GF復合材料的摩擦磨損性能進行測試[37]。實驗結果表明，在載荷為300 N，轉速為200 r/min時，隨著玻璃纖維含量的增加，PTFE/GF復合材料的摩擦系數(shù)也隨之增加。玻璃纖維質量分數(shù)從5%增大到20%時，PTFE/GF復合材料的摩擦因數(shù)也逐漸從0.26增大到0.325。當加入5%GF時，PTFE/GF樣品的磨損率最大，并且隨著GF的增加，磨損量逐漸降低。由SEM照片可知，當加入5%GF時，磨損表面的槽寬而深，磨損嚴重，耐磨性明顯。隨著GF的質量分數(shù)的增加，磨損表面上的溝槽進一步變窄，更多的玻璃纖維起到了承載力的作用，使得復合材料的磨損降低，增加了材料的耐磨性?？梢钥闯?，添加適量的玻璃纖維顯然可以防止PTFE膠帶晶片的滑移損壞，并且大大降低了整體磨損率。同時，大量的GF顆粒附著在摩擦表面上，這樣也進一步的增加了材料的摩擦系數(shù)。馬偉強等人通過MMW-1A型萬能摩擦磨損試驗機探究了PTFE/GF復合材料在不同轉速下的摩擦磨損情況[38]。干摩擦試驗是在251N的恒定載荷下進行的。測定0～25%GF含量的試樣在20 r/min、40 r/min、60 r/min、80 r/min轉速下的摩擦性能。在實驗時長為1h時，在不同含量時，20%PTFE/GF的摩擦系數(shù)為0.19。是所有百分比中摩擦系數(shù)最低。由SEM圖可知，當用GF填充后，出現(xiàn)在單位面積上的GF顆粒增加，所以摩擦現(xiàn)象在GF顆粒上增加，這樣導致了復合材料的摩擦系數(shù)高于純PTFE材料。但隨著GF的含量繼續(xù)增加，復合硬度的增加對摩擦系數(shù)的影響減弱，從而摩擦系數(shù)逐漸降低。PTFE/GF的磨損率明顯低于PTFE，并且隨著GF填充量的增加而降低。在80 r/min轉速下，20%PTFE/GF的磨損率為56×10-6mm3/Nm，純PTFE的磨損率為870×10-6mm3/Nm。磨損率降低了93.56%。這是因為GF加入后，復合材料的硬度增大，有效阻止了PTFE結構的大面積破壞。從而復合材料在應力作用下難以脫離，從而降低了磨損率。

4.2.3 PTFE+其他復合材料

馬偉強等研究了在較高載荷及不同轉速下的低含量鱗片石墨/PTFE復合材料的摩擦磨損性能[39]。結果表明，在高載荷下，當填充5%石墨時，石墨/PTFE復合材料的摩擦系數(shù)和磨損量都最小；與純PTFE相比，當載荷為0.8 MPa、轉速為80 r/min時，摩擦因數(shù)和體積磨損率分別降低了19.7%和84.25%；隨著石墨含量的增加，復合材料的磨損機理逐漸從犁磨損變?yōu)檎持p，當石墨的質量分數(shù)為10%時，容易產生輕微疲勞磨損。

Samuel Beckford等研究了在PDA(聚多巴胺)/PTFE雙涂層中加入石墨填料的效果，并進行了摩擦磨損實驗研究[40]。結果表明：在復合材料中添加石墨，可以提高材料的耐磨性，并降低其摩擦系數(shù)。在復合材料中添加1%的石墨時，其耐磨性可以提高5倍，并且降低了17%的摩擦系數(shù)。這是由于復合材料的表面形成了表面轉移膜，使涂層能夠在表面滑動，表面摩擦力隨之分散，固提高了耐磨性并且降低了摩擦系數(shù)。

4.3 密封材料的對比分析

與PEEK相比，PTFE的摩擦系數(shù)要小一些。但是磨損量缺高于PEEK。郭智威利用CBZ-1摩擦磨損試驗機，在載荷為60 N時，研究了在不同轉速下，PEEK和PTFE的摩擦磨損性能[41-42]。在轉速為100 r/min時，PEEK的摩擦系數(shù)為0.23，PTFE的摩擦系數(shù)為0.2。隨著轉速的不斷增加，達到800 r/min時，PEEK的摩擦系數(shù)為0.18。但PTFE的摩擦系數(shù)為0.04。這主要是因為PTFE能夠形成自潤滑膜，有效的減少了摩擦，所以摩擦系數(shù)要比PEEK低。但是在穩(wěn)定性方面，PEEK的摩擦系數(shù)變化不大，這是由于其化學性質很穩(wěn)定，耐磨性、耐疲勞強度均很高。破壞結構所需的能量很大，因此PEEK的摩擦系數(shù)非常穩(wěn)定，而且性能非常好。

對于耐磨性來說，玻璃纖維增強的PTFE復合材料要略遜于碳纖維。由于碳纖維增強的復合材料硬度較高，所以在耐磨性上碳纖維增強PTFE復合材料耐磨性比玻璃纖維增強復合材料的耐磨性高。胡剛等人以25%GF/PTFE和25%GF/PTFE兩種復合材料，利用315/305型環(huán)塊式摩擦磨損試驗機在干摩擦條件下進行了摩擦性能研究[35]。在同種條件下，GF/PTFE復合材料的摩擦系數(shù)和磨痕寬度分別為0.23和4.92 mm，CF/PTFE復合材料的摩擦系數(shù)和磨痕寬度分別為0.29和4.18 mm。這說明CF復合材料磨損量要低于GF復合材料。張增猛等人以30%GF/PTFE和30%CF/PTFE為實驗對象，利用MMW-1立式萬能摩擦磨損試驗機研究在水潤滑下的摩擦學性能[43]。在載荷為0.8 MPa，速度1.4 m/s，磨損時間為2 H的工況下，PEEK/CF的摩擦因數(shù)為0.24，磨損量為0.49 mg；而PEEK/GF的摩擦因數(shù)為0.33，磨損量為0.71 mg。這2次實驗都足以證明CF增強的復合材料要優(yōu)于GF增強的復合材料。

5 結語

近年來，往復壓縮機工業(yè)對產品的純度，壓力和效率的要求越來越高，企業(yè)對壓縮機的密封件的性能要求也隨之提高。為了提高壓縮機的使用壽命和減少壓縮氣體泄漏和潤滑油產生的污染，能做出高強度、高耐熱和低摩擦的密封件能夠進一步改善往復式壓縮機的工作情況，提高使用壽命。無油潤滑活塞環(huán)在提高使用壽命，降低成本，節(jié)省能源，降低噪聲，清潔氣體和提高操作安全性方面的優(yōu)勢越來越明顯，人們迫切需要開發(fā)高性能，廉價，不污染的新材料并開發(fā)新型結構。當今PTFE、PEEK復合材料已經成為了主流材料，如何改性復合材料提高密封件的使用壽命，也成為了熱門話題。小型壓縮機已經基本滿足國內各行業(yè)的要求，但大型往復壓縮機還有所欠缺。目前，大型往復壓縮機正朝著大容量、高壓力、能耗少等方面發(fā)展，所以需要研制出壓制變工況條件的新型氣閥，使氣閥壽命大大提高。近年來，我國壓縮機行業(yè)在引進、消化、吸收和再創(chuàng)新方面取得了突破，但與國外先進水平相比還存在一定差距。為此人們開展了新的結構型式及應用于大容量壓縮機等技術的研究。