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液下泵滑動軸承的研究與應用

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液下泵滑動軸承的研究與應用

發布日期:2017-04-08 作者:草莓视频18岁以下不能观看泵業 點擊:

一、前言


  液下泵是把葉輪、泵體等過流部件浸沒於盛放在容器或者坑池中的被輸送介質當中,泵位於安裝平麵的下方,而驅動電動機位於安裝平麵上方的一種特殊形式的耐腐蝕立式泵,在我國現在使用的泵類產品中占一定的比例。與臥式泵相比具有很多的優點。例如:泵隻占垂直空間,因其占地麵積小,可減少廠房的建築麵積,起動時無須灌泵,能夠實行集中自動控製等。因此廣泛應用於電力、冶金、石油化工以及汙水處理等領域。


液下泵根據工藝裝置要求,具有不同的液下深度,以適應不同的吸上要求。液下泵最大深度可達6~7m。滑動軸承是液下泵的核心部件,因為液下泵泵軸較長,所以需要采用滑動軸承支撐,以增加軸的剛性,提高軸的臨界轉速。滑動軸承承受泵在運轉過程中產生的大部分徑向力,約束泵軸所產生的過大撓度和徑向圓跳動,以減少泵的振動和機械損失。因此滑動軸承對泵的長期可靠運行起關鍵作用,直接影響泵的使用壽命,同時滑動軸承是也是液下泵的主要易損件。


 


二、滑動軸承材料的選擇


滑動軸承材料應根據載荷、速度、溫度、潤滑條件和壽命等因素進行選擇。


1.金屬材料


常用的滑動軸承金屬材料有軸承合金(又叫巴氏合金或白合金)、耐磨鑄鐵、銅基和鋁基合金。


(1)軸承合金   軸承合金(又叫巴氏合金或白合金)主要合金成分是錫、鉛、銻、銅。銻、銅,用以提高合金強度和硬度。按國家標準,巴氏合金可以分為錫基合金和鉛基合金兩種。鉛基合金的強度和硬度比錫基合金低,耐蝕性也差。所以在使用巴氏合金的時候,通常選用錫基合金,其常用的牌號有Z S n S b11C u6、ZSn Sb8Cu4等。盡管鉛基合金的性能沒有錫基合金好,但是由於它比較經濟,因此在滿足要求的工況條件下仍然選擇使用,其常用的牌號有ZPb Sb16Sn16Cu2等。然而,軸承合金元素的熔點大都較低,所以適合在150℃以下的工況。


(2)銅基合金   銅基合金具有較高的導熱性,相對於鋼具有更好的耐磨性。並且銅基合金具有很好的加工性和潤滑性,它的內壁可以進行精加工,與軸光滑的麵接觸。用作滑動軸承材料的銅基合金主要有:以銅、銻為主要成分的黃銅;以銅、錫為主要成分的青銅;以及銅鉛合金(又稱鉛青銅)。銅基合金強度高,導熱性和耐磨性好,允許工作溫度比巴氏合金高,但順應性、嵌入性和摩擦相容性都不如巴氏合金。常用的含錫、磷的錫青銅,適用於中速重載或受衝擊載荷的軸承;  含錫、鋅、鉛的錫青銅,適用於中速中載的軸承。


2.非金屬材料


(1)聚四氟乙烯   


聚四氟乙烯具有優良的自潤滑性能和較高熱穩定性能。其摩擦因數小,不吸水,不黏,不燃,可在-180~250℃的條件下使用。但也存在著線脹係數大,尺寸穩定性差,導熱性差等缺點。為改善其性能,可用金屬顆粒、纖維、石墨和無機物填充強


化。


(2)石墨  


 石墨是一種良好的自潤滑材料,又因其易加工,且越磨越光滑,所以是軸承的優選材料。但其力學性能差,抗衝擊和承受載荷能力差,隻適用於輕載場合。為提高其力學性能,常用一些耐磨性能好的易熔金屬進行浸漬處理。常用的浸漬材料有巴氏合金、銅合金以及銻合金等。浸巴氏合金石墨軸承允許使用溫度為120~180℃,浸銅合金石墨軸承允用溫度為300℃,


浸銻合金石墨軸承允許的工作溫度可達500℃。


(3)橡膠 


  橡膠是用彈性體的聚合物,具有良好的彈性和吸振性。但其導熱性差,加工困難,許用使用溫度在65℃以下,且需要循環水不斷地潤滑冷卻,因此一般很少選用。


(4)硬質合金  


 硬質合金具有硬度高,耐磨,強度和韌性較好,耐熱,耐腐蝕等一係列優良性能,因此,用其加工的滑動軸承精度高,運行平穩,硬度高強度好,經久耐用,但是價格昂貴。


(5)碳化矽  


 碳化矽是一種人工合成的新型無機非金屬材料。硬度次於金剛石,具有優良的耐化學腐


蝕、耐磨、耐高溫性能以及機械強度高,自潤滑性能好,抗高溫蠕變,摩擦因數小,熱導率高,熱膨脹係數低等特點,可廣泛用於石油、冶金、化工、機械、航空航天以及核能等領域,常用作滑動軸承以及機械密封的摩擦副材料。大量試驗表明,碳化矽是目前摩擦副中最優秀的材料,尤以無壓燒結Si C和熱壓燒結Si C的性能最佳。


 


綜上,每種材料都有各自的優缺點,因此在選擇液下泵滑動軸承的材料時,應根據具體輸送介質的性能、工況條件等因素具體分析,選擇適合的材料。


 


四、滑動軸承的衝洗、冷卻與保溫


液下泵在運轉的過程中,軸瓦與軸套摩擦會產生大量的熱量,幹摩擦會加劇磨損的程度、加速軸承的損壞。因此滑動軸承需要及時采取衝洗冷卻措施。當冷卻液流經摩擦麵的時候,會自然形成一層潤滑膜,能夠起到保護滑動軸承的作用,減小摩擦因數,降低了功耗,提高了泵的效率,延長了泵的使用壽命。


 


常用的衝洗冷卻方式有兩種:


(1)       外衝洗   當泵輸送的介質含有固體顆粒等雜質時,從外界接入一管路,引入清潔的衝洗液到各個滑動軸承,在冷卻、潤滑的同時,阻止物料中的固體顆粒進入軸承,避免滑動軸承不必要的磨損。


(2)       自衝洗   當泵輸送的介質為不含顆粒的清潔介質時,從泵體出口法蘭到液下泵安裝底板的泵出口管路的任意處接管路,將介質引到各滑動軸承,帶走摩擦副產生的熱量,潤滑軸承。


在輸送某些高溫介質的工況下,必須采用自潤滑形式。例如,液硫或高溫融鹽,當溫度低於熔點時,就會出現凝固、結晶現象,這些凝固物或晶體顆粒阻塞在軸瓦與軸套之間,加快了軸套與滑動軸承的磨損速度,有時候還會產生軸抱死的現象,影響泵的正常運轉,降低泵的使用壽命。此時,就需要在滑動軸承座處設計保溫夾套,通蒸汽來進行保溫,使物料保持液態具有良好的流動特性和潤滑能力。


 


總結


滑動軸承作為液下泵的核心部件,使用相當普遍。在設計、生產和使用滑動軸承時需根據不同的工況、介質條件做合理的選擇,以提高其性能和壽命。但是,滑動軸承畢竟是易損件,當磨損到一定程度,必須及時更換。必要時需要連同與其配套的軸套也要一起更換,這樣才能實現降低能耗,提高泵的效率,延長泵的壽命。

 


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