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磁力泵資訊

液下泵軸承方面知識詳解

    在我国使用的泵类产品中,液下泵占有一定的比例。与卧式泵相比具有许多优点。如:立式安装,占地面积少,可以减少泵房面积,降低基建成本;液下泵的叶轮浸在输送的介质中,启动时无须灌泵,能够实行集中自动控制等。因此液下泵在冶金、石油化工、电厂及环保等行业中得到了广泛的应用。

  液下泵軸采用導軸承支承,導軸承是主要易損件,其影響著泵的使用壽命,多年來一直是較難解決的問題,

  目前我國液下泵中多數采用橡膠或石墨爲材料的導軸承,橡膠具有吸震性好,但耐腐蝕性比較差,且壽命較短;石墨導軸承耐酸性介質,但抗沖擊性能差。因此都不能夠完全滿足工業生産的需要。

  經過多年的試驗研究表明,采用填充聚四氟乙烯作爲液下泵的導軸承可行。對其進行合理結構設計,使用壽命可大大高于橡膠導軸承和石墨導軸承。能夠滿足工業生産上的需要。

  一、填充聚四氟乙烯導軸承性能

  1.1 填充聚四氟乙烯物理性能

  聚四氟乙烯具有极其优异的耐腐蚀性能,磨擦系数小、不吸水、不粘、不燃,可在-180℃~+250℃条件下使用,但也存在着线膨胀系数大,尺寸稳定性差,导热性差,易冷流等缺点。为改善其性能,加入一定量玻纤和石墨等填充剂。 填充剂的加入使其耐磨性、硬度、导热系数、抗压强度得到了显著提高,线膨胀系数降低,

  1.2導軸承的熱影響

  填充聚四氟乙烯導軸承工作溫度可達250℃

  1.3 导轴承的水影响

  填充聚四氟乙烯導軸承具有良好的水、油安定性,在水、油中浸泡,其體積膨脹率近似爲零。

  1.4抗腐蝕性

  填充聚四氟乙烯導軸承具有很好的抗腐蝕、抗油性能,能在各種腐蝕性介質中使用。

  1.5 抗冲击性和承压能力

  填充聚四氟乙烯導軸承具有很高的抗沖擊性能,吸收沖擊負荷及回複原狀的能力很強。在水潤滑條件下,在正常運轉時承壓可達60.76MPa。

  1.6線速度與摩擦系數

  線速度越大,發熱越大,在水潤滑時,在一定壓力下需要一定線速度來建立軸與導軸承間的液體潤滑膜,以達到完全液體黏摩擦,在水潤滑的條件下,填充聚四氟乙烯導軸承允許運轉極限線速度爲46m/s。

  二、 导轴承结构设计

  2.1 导轴承结构型式

  导轴承结构设计非常重要,合理的导轴承结 构能够大大延长导轴承的寿命,导轴承结构主要从有利于导轴承的散热、充分考虑有利于建立液体润滑膜、减少磨损等方面加以考虑,经过对比试验研究,采用图1的结构是比较好的,它上面开有‘直通形’冷却水槽。

  2.2 结构参数的确定

  2.2.1 轴承长度

  L 轴承的长度主要根据其需要承受的极限压力来确定,也可根据下式近似决定: L =(1.2  ̄ 2.0)D式中D—轴径(轴径小者取小值,大者取大值)

  2.2.2 轴承壁厚

  b1的选择 考虑到轴承散热需要,导轴承壁厚选取越薄越好。但考虑加工以及在轴承壁上开水槽等,导轴承须有一定壁厚。导轴承壁厚可按下式选取。 b1 =(0.25  ̄ 0.35)D式中D—轴径(轴径小者取小值,大者取大值)

  2.2.3 水槽过流面积A的计算

  水槽過流面積的計算主要考慮其水流具有一定的速度,以便將導軸承與軸套磨擦産生的熱量帶走,有利于建立液體潤滑膜。

  三、冷卻水量

  填充聚四氟乙烯導軸承不能幹運轉,需要一定量的清潔水對它進行良好的潤滑和足夠的冷卻,才能保證導軸承正常運轉。冷卻水量與導軸承的線速度有關。經試驗得到冷卻水量、軸徑和線速度之間的關系圖。

  四、運轉間隙

  导轴承与轴径之间的运转间隙很重要。过 小增加安装难度,同时也不易形成液体膜,增加了导轴承与轴径之间的磨擦力,过大易引起泵震动,加快导轴承磨损,当导轴承在现场运转的温度高于加工时的温度,必须留一定的热胀间隙。

  五、使用情況

  對一批液下泵進行對比試驗,采用橡膠導軸承,使用6個月左右(約4000h),泵都發生不同程度的震動,經對震動厲害的泵解體檢修,發現爲橡膠導軸承損壞,換上采用本文介紹的方法設計的填充聚四氟乙烯導軸承,運行7856h,解體檢查,發現軸套光滑,導軸承無明顯磨痕,運行9123h,經過解體檢查,發現軸套光滑,導軸承磨損量極少。統計表明,這批泵采用填充聚四氟乙烯導軸承的平均壽命達15340h。

  經過對比使用表明,填充聚四氟乙烯導軸承的平均使用壽命比橡膠導軸承、石墨導軸承要長。

  (2)填充聚四氟乙烯導軸承的結構比較重要,不同的結構設計其使用壽命也不同。經過設計對比,采用本文介紹的方法設計出的導軸承,能取得較長的使用壽命。該設計方法是可行的,可供設計導軸承時參考。

  (3)填充聚四氟乙烯导轴承的缺点是 不能干转,必须要有清洁水对其进行润滑和冷 却。

  (4)對于液下泵,導軸承爲易損件,當磨損達到一定程度,需要及時更換,以及與導軸承配套的軸套,才能保證整機的使用壽命。


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