液下泵滑动轴承的研究与应用.pdf

通用机械制造(CM
GM Manufacture
液下泵滑动轴承的研究与应用
合肥通用机械研究院(安徴230031)董文平操松林
【摘要】从液下系滑动轴承的结构设计、材选」件和寿命等因素进行选择。
择着手,涉及了滑动轴承的冲洗、冷却,以及持殊工况
介质的保温措施,评细地述了液下泵滑动承的研究
与应用。
关键词】液下泵滑动轴承
前言
液下泵是把叶轮、泵体等过流部件浸没于盛放在
容器或者坑池中的被输送介质当中,泵位于安装平面的
下方,而駆动电动机位于安装平面上方的一种特殊形式
的耐腐蚀立式泵,在我国现在使用的泵类产品中占一定
的比例。与卧式泵相比具有很多的优点。例如:泵只占
垂直空间,因其占地面积小,可减少厂房的建筑面积
起动时无须灌泵,能够实行集中自动控制等。因此广泛
应用干电力、冶金、石油化工以及污水处理等领域。
液下泵根据工艺装置要求,具有不同的液下深
度,以适应不同的吸上要求。液下泵最大深度可达6
7m。常规液下泵的结构如图1所示。
图1常规液下泵结构图
滑动轴承是液下泵的核心部件,因为液下泵泵轴
1.底板2.轴承部件3电动机托架4.电动机5.滑动轴承部件6.支撑管
较长,所以需要采用滑动轴承支撑,以增加轴的刚性,
7泵盖8叶轮9.泉体
提高轴的临界转速。滑动轴承承受泵在运转过程中产生
1.金属材料
的大部分径向力,约束泵轴所产生的过大挠度和径向园
常用的滑动轴承金属材料有轴承合金(又叫巴氏
跳动、以减少泵的振动和机械损失。因此滑动轴承对泵」合金或白合金)、耐廃铸铁、铜基和铝基合金。
的长期可靠运行起关键作用,直接影响泵的使用寿命,
(1)轴承合金轴承合金(又叫巴氏合金或白合
同时滑动轴承是也是液下泵的主要易损件。
金)主要令金成分是锡、铅、锑、铜。锑、铜,用以提
高合金强度和硬度。按国家标准,巴氏合金可以分为锡
二、滑动轴承材料的选择
基合金和铅基合金两种。铅基合金的强度和硬度比锡基
滑动轴承材料应根据载荷、速度、温度、润滑条合金低,耐蚀性也差。所以在使用巴氏合金的时候,
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通常选用锡基合金,其常用的牌号有 Insb1lCu6、1强度好,经久耐用,但是价格昂贵。
Zsnsb8Cu4等。尽管铅基合金的性能没有锡基合金好,
(5)碳化硅碳化硅是一种人工合成的新型无机
但是由于它比较经济,因此在满足要求的工况条件下仍非金属材料。硬度次于金刚石,具有优良的耐化学腐
然选择使用,其常用的牌号有 Zpbsb16Snl6Cu2等。然蚀、耐磨、耐高温性能以及机械强度高,自润滑性能
而,轴承合金元素的熔点大都较低,所以适合在150で好,抗高温蠕变,摩擦因数小,热导率高,热膨胀系数
以下的工况。
低等特点,可广泛用于石油,治金、化工、机械、航空
(2)铜基合金铜基合金具有较高的导热性,相航天以及核能等领域,常用作滑动轴承以及机械密封的
对于钠具有更好的耐磨性。并且铜基合金具有很好的加摩擦副材料。大量试验表明,碳化硅是目前摩擦副中最
工性和润滑性,它的内壁可以进行精加工,与轴光滑的优秀的材料,尤以无压烧结SC和热压烧結SC的性能最
面接触。用作滑动轴承材料的铜基合金主要有:以铜、
佳
锑为主要成分的黄铜;以铜、锡为主要成分的青铜以
综上,每种材料都有各自的优缺点,因此在选择
及铜铅合金(又称铅青铜)。
液下泵滑动轴承的材料时,应根据具体输送介质的性
铜基合金强度高,导热性和耐麾性好,允许工作能、工况条件等因素具体分析,选择适合的材料。
温度比巴氏合金高,但顺应性、嵌入性和摩擦相容性都
不如巴氏合金。
滑动轴承的结构设计
常用的含锡、磷的锡青铜,适用于中速重载或受
1.非金属材料滑动轴承的结构
冲击载荷的轴承;含锡、锌、铅的锡青铜,适用于中
非金属材枓滑动轴承的结构形式如图2所示(以聚
速中载的轴承。
四氟乙烯为例)。
2.非金属材料
(1)聚四氟乙烯聚四氟乙烯具有优良的自润滑
性能和较高热稳定性能。其摩擦因数小,不吸水,不
黏,不燃,可在-180-250℃的条件下使用。但也存在
着线胀系数大,尺寸稳定性差,导热性差等缺点。为改
善其性能,可用金属颗粒、纤维、石墨和无机物填充强
化
(2)石墨石墨是一种良好的自润滑材料,又因
其易加工,且越磨越光滑,所以是轴承的优选材料。但
图2非金属滑动轴承结构形式
其力学性能差,抗冲击和承受载荷能力差,只适用于轻
滑动轴承的结构设计非常重要,合理的滑动轴承
载场合。为提高其力学能,常用一些術磨性能好的易结构形式,能够延长其寿命。该结构中轴承内壁上面
熔金属进行浸渍处理。常用的浸渍材料有巴氏合金、铜「开有润滑槽,特别注意的是润滑槽两端不钻通,这
合金以及锑合金等。浸巴氏合金石墨轴承允许使用温度样有利于滑动轴承内壁形成有效的润滑膜。一般的取
为120~180℃,浸铜合金石墨轴承允用温度为300℃
a=1/10L
浸锑合金石墨轴承允许的工作温度可达500℃。
(1)轴承长度轴承的长度主要根据其承受的极
(3)橡胶橡胶是用弾性体的聚合物,具有良好「限压力来确定,一般根掲下式近似确定:
的弹性和吸振性。但其导热性差,加工困难,许用使用
L=1.2~18)d
温度在65℃以下,且需婁循环水不断地润滑冷却,因此式中d轴径。
一般很少选用。
(2)轴承壁厚为满足轴承散热的需求,轴承壁
(4)硬质合金硬质合金具有硬度高,耐腑,强厚选取得越薄越好,但考虑加工以及轴承内壁开槽、刚
度和韧性较好,耐热,耐腐蚀等一系列优良性能,因!性等因素,轴承的壁厚也不能过薄,滑动轴承的壁厚可
此,用其加工的滑动轴承精度高,运行平稳,硬度高,「按下式选取:
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