與你的使用環(huán)境和溫度有關(guān)。
比如,濟(jì)南華威泵業(yè)的高溫液下泵 通常使用耐磨銅合金(使用溫度500以下吧),但是他們推出的使用溫度780的高溫熔鹽液下泵的軸套材料不知道用的什么。
分析液下泵滑動(dòng)軸承
一、液下泵是把葉輪、泵體等過(guò)流部件浸沒(méi)于盛放在容器或者坑池中的被輸送介質(zhì)當(dāng)中,泵位于安裝平面的下方,而驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)位于安裝平面上方的一種特殊形式的耐腐蝕立式泵,在我國(guó)現(xiàn)在使用的泵類(lèi)產(chǎn)品中占一定的比例。與臥式泵相比具有很多的優(yōu)點(diǎn)。例如:泵只占垂直空間,因其占地面積小,可減少?gòu)S房的建筑面積,起動(dòng)時(shí)無(wú)須灌泵,能夠?qū)嵭屑凶詣?dòng)控制等。因此廣泛應(yīng)用于電力、冶金、石油化工以及污水處理等領(lǐng)域。
液下泵根據(jù)工藝裝置要求,具有不同的液下深度,以適應(yīng)不同的吸上要求。液下泵最大深度可達(dá)6~7m.
滑動(dòng)軸承是液下泵的核心部件,因?yàn)橐合卤帽幂S較長(zhǎng),所以需要采用滑動(dòng)軸承支撐,以增加軸的剛性,提高軸的臨界轉(zhuǎn)速?;瑒?dòng)軸承承受泵在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的大部分徑向力,約束泵軸所產(chǎn)生的過(guò)大撓度和徑向圓跳動(dòng),以減少泵的振動(dòng)和機(jī)械損失。因此滑動(dòng)軸承對(duì)泵的長(zhǎng)期可靠運(yùn)行起關(guān)鍵作用,直接影響泵的使用壽命,同時(shí)滑動(dòng)軸承是也是液下泵的主要易損件。
二、滑動(dòng)軸承材料的選擇滑動(dòng)軸承材料應(yīng)根據(jù)載荷、速度、溫度、潤(rùn)滑條
1.金屬材料常用的滑動(dòng)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(qiáng)度和硬度。按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),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(qiáng)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(shí)候,
通常選用錫基合金,其常用的牌號(hào)有ZSnSb11Cu6、ZSnSb8Cu4等。盡管鉛基合金的性能沒(méi)有錫基合金好,但是由于它比較經(jīng)濟(jì),因此在滿(mǎn)足要求的工況條件下仍然選擇使用,其常用的牌號(hào)有ZPbSb16Sn16Cu2等。然而,軸承合金元素的熔點(diǎn)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(dǎo)熱性,相對(duì)于鋼具有更好的耐磨性。并且銅基合金具有很好的加工性和潤(rùn)滑性,它的內(nèi)壁可以進(jìn)行精加工,與軸光滑的面接觸。用作滑動(dòng)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(chēng)鉛青銅)。
銅基合金強(qiáng)度高,導(dǎo)熱性和耐磨性好,允許工作溫度比巴氏合金高,但順應(yīng)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,適用于中速重載或受沖擊載荷的軸承;含錫、鋅、鉛的錫青銅,適用于中速中載的軸承。
2.非金屬材料
(1)聚四氟乙烯聚四氟乙烯具有優(yōu)良的自潤(rùn)滑性能和較高熱穩(wěn)定性能。其摩擦因數(shù)小,不吸水,不黏,不燃,可在-180~250℃的條件下使用。但也存在著線脹系數(shù)大,尺寸穩(wěn)定性差,導(dǎo)熱性差等缺點(diǎn)。為改善其性能,可用金屬顆粒、纖維、石墨和無(wú)機(jī)物填充強(qiáng)化。
(2)石墨石墨是一種良好的自潤(rùn)滑材料,又因其易加工,且越磨越光滑,所以是軸承的優(yōu)選材料。但其力學(xué)性能差,抗沖擊和承受載荷能力差,只適用于輕載場(chǎng)合。為提高其力學(xué)性能,常用一些耐磨性能好的易熔金屬進(jìn)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(dá)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(dǎo)熱性差,加工困難,許用使用溫度在65℃以下,且需要循環(huán)水不斷地潤(rùn)滑冷卻,因此一般很少選用。
(4)硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金具有硬度高,耐磨,強(qiáng)度和韌性較好,耐熱,耐腐蝕等一系列優(yōu)良性能,因此,用其加工的滑動(dòng)軸承精度高,運(yùn)行平穩(wěn),硬度高,強(qiáng)度好,經(jīng)久耐用,但是價(jià)格昂貴。
(5)碳化硅碳化硅是一種人工合成的新型無(wú)機(jī)非金屬材料。硬度次于金剛石,具有優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕、耐磨、耐高溫性能以及機(jī)械強(qiáng)度高,自潤(rùn)滑性能好,抗高溫蠕變,摩擦因數(shù)小,熱導(dǎo)率高,熱膨脹系數(shù)低等特點(diǎn),可廣泛用于石油、冶金、化工、機(jī)械、航空航天以及核能等領(lǐng)域,常用作滑動(dòng)軸承以及機(jī)械密封的摩擦副材料。大量試驗(yàn)表明,碳化硅是目前摩擦副中最優(yōu)秀的材料,尤以無(wú)壓燒結(jié)SiC和熱壓燒結(jié)SiC的性能最佳。
綜上,每種材料都有各自的優(yōu)缺點(diǎn),因此在選擇液下泵滑動(dòng)軸承的材料時(shí),應(yīng)根據(jù)具體輸送介質(zhì)的性能、工況條件等因素具體分析,選擇適合的材料。
三、滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1.非金屬材料滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)非金屬材料滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)形式(以聚四氟乙烯為例)。
滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)非常重要,合理的滑動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)形式,能夠延長(zhǎng)其壽命。該結(jié)構(gòu)中軸承內(nèi)壁上面開(kāi)有潤(rùn)滑槽,特別注意的是潤(rùn)滑槽兩端不鉆通,這樣有利于滑動(dòng)軸承內(nèi)壁形成有效的潤(rùn)滑膜。一般的取a=1/10L.
(1)軸承長(zhǎng)度軸承的長(zhǎng)度主要根據(jù)其承受的極限壓力來(lái)確定,一般根據(jù)下式近似確定:L=(1.2~1.8)d式中d——軸徑。
(2)軸承壁厚為滿(mǎn)足軸承散熱的需求,軸承壁厚選取得越薄越好,但考慮加工以及軸承內(nèi)壁開(kāi)槽、剛性等因素,軸承的壁厚也不能過(guò)薄,滑動(dòng) 軸承的壁厚可按下式選?。篊=(0.25~0.35)d2.金屬材料滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)金屬材料滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)形式如圖3所示(以銅基合金為例)。
銅基合金作為滑動(dòng)軸承,因其具有良好的加工性,可進(jìn)行精加工,能夠保證裝配精度,同時(shí)銅基合金具有良好的力學(xué)性能,可以承受一定的徑向壓力。而外形的加工可根據(jù)實(shí)際情況決定。例如圖3中的結(jié)構(gòu),加工成法蘭盤(pán)的形式,通過(guò)螺紋與滑動(dòng)軸承座相連,起到固定和止轉(zhuǎn)的作用。
四、滑動(dòng)軸承的沖洗、冷卻與保溫
液下泵在運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中,軸瓦與軸套摩擦?xí)a(chǎn)生大量的熱量,干摩擦?xí)觿∧p的程度、加速軸承的損壞。因此滑動(dòng)軸承需要及時(shí)采取沖洗冷卻措施。當(dāng)冷卻液流經(jīng)摩擦面的時(shí)候,會(huì)自然形成一層潤(rùn)滑膜,能夠起到保護(hù)滑動(dòng)軸承的作用,減小摩擦因數(shù),降低了功耗,提高了泵的效率,延長(zhǎng)了泵的使用壽命。
常用的沖洗冷卻方式有兩種:
(1)外沖洗當(dāng)泵輸送的介質(zhì)含有固體顆粒等雜質(zhì)時(shí),從外界接入一管路,引入清潔的沖洗液到各個(gè)滑動(dòng)軸承,在冷卻、潤(rùn)滑的同時(shí),阻止物料中的固體顆粒進(jìn)入軸承,避免滑動(dòng)軸承不必要的磨損。
(2)自沖洗當(dāng)泵輸送的介質(zhì)為不含顆粒的清潔介質(zhì)時(shí),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(zhì)引到各滑動(dòng)軸承,帶走摩擦副產(chǎn)生的熱量,潤(rùn)滑軸承。
在輸送某些高溫介質(zhì)的工況下,必須采用自潤(rùn)滑形式。例如,液硫或高溫融鹽,當(dāng)溫度低于熔點(diǎn)時(shí),就會(huì)出現(xiàn)凝固、結(jié)晶現(xiàn)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(dòng)軸承的磨損速度,有時(shí)候還會(huì)產(chǎn)生軸抱死的現(xiàn)象,影響泵的正常運(yùn)轉(zhuǎn),降低泵的使用壽命。此時(shí),就需要在滑動(dòng)軸承座處設(shè)計(jì)保溫夾套,通蒸汽來(lái)進(jìn)行保溫,使物料保持液態(tài)具有良好的流動(dòng)特性和潤(rùn)滑能力。
五、結(jié)語(yǔ)
滑動(dòng)軸承作為液下泵的核心部件,使用相當(dāng)普遍。在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和使用滑動(dòng)軸承時(shí)需根據(jù)不同的工況、介質(zhì)條件做合理的選擇,以提高其性能和壽命。但是,滑動(dòng)軸承畢竟是易損件,當(dāng)磨損到一定程度,必須及時(shí)更換。必要時(shí)需要連同與其配套的軸套也要一起更換,這樣才能實(shí)現(xiàn)降低能耗,提高泵的效率,延長(zhǎng)泵的壽命。