泵的導(dǎo)軸承探討
作者：昊威泵閥 | 發(fā)布時(shí)間：2018-04-10
在我國(guó)使用的泵類(lèi)產(chǎn)品中，液下泵占有一定 的比例。與臥式泵相比具有許多優(yōu)點(diǎn)。
如：立式安裝，占地面積少，可以減少泵房面積，降低基建成本；液下泵的葉輪浸在輸送的介質(zhì)中，啟動(dòng)時(shí)無(wú)須灌泵，能夠?qū)嵭屑凶詣?dòng)控制等。
因此不銹鋼液下泵在冶金、石油化工、電廠及環(huán)保等行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。
液下泵軸采用導(dǎo)軸承支承，導(dǎo)軸承是液下泵主要易損件，其影響著液下泵的使用壽命，多年來(lái)一直是較難解決的問(wèn)題，
目前我國(guó)液下泵中多數(shù)采用橡膠或石墨為材料的導(dǎo)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(dǎo)軸承耐酸性介質(zhì)，但抗沖擊性能差。因此都不能夠完全滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要。
經(jīng)過(guò)多年的試驗(yàn)研究表明，采用填充聚四氟乙烯作為液下泵的導(dǎo)軸承可行。對(duì)其進(jìn)行合理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使用壽命可大大高于橡膠導(dǎo)軸承和石墨導(dǎo)軸承。能夠滿足工業(yè)生產(chǎn)上的需要。
一、填充聚四氟乙烯導(dǎo)軸承性能
1.1 填充聚四氟乙烯物理性能
聚四氟乙烯具有極其優(yōu)異的耐腐蝕性能，磨擦系數(shù)小、不吸水、不粘、不燃，可在－１８０℃～
＋２５０℃條件下使用，但也存在著線膨脹系數(shù)大，尺寸穩(wěn)定性差，導(dǎo)熱性差，易冷流等缺點(diǎn)。為改善其性能，加入一定量玻纖和石墨等填充劑。 填充劑的加入使其耐磨性、硬度、導(dǎo)熱系數(shù)、抗壓強(qiáng)度得到了顯著提高，線膨脹系數(shù)降低，
1.2導(dǎo)軸承的熱影響
填充聚四氟乙烯導(dǎo)軸承工作溫度可達(dá)250℃
1.3 導(dǎo)軸承的水影響
填充聚四氟乙烯導(dǎo)軸承具有良好的水、油安定性，在水、油中浸泡，其體積膨脹率近似為零。
1.4抗腐蝕性
填充聚四氟乙烯導(dǎo)軸承具有很好的抗腐蝕、抗油性能，能在各種腐蝕性介質(zhì)中使用。
1.5 抗沖擊性和承壓能力
填充聚四氟乙烯導(dǎo)軸承具有很高的抗沖擊性能，吸收沖擊負(fù)荷及回復(fù)原狀的能力很強(qiáng)。在水潤(rùn)滑條件下，在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)承壓可達(dá)60.76ＭＰａ。
1.6線速度與摩擦系數(shù)
線速度越大，發(fā)熱越大，在水潤(rùn)滑時(shí)，在一定壓力下需要一定線速度來(lái)建立軸與導(dǎo)軸承間的液體潤(rùn)滑膜，以達(dá)到完全液體黏摩擦，在水潤(rùn)滑的條件下，填充聚四氟乙烯導(dǎo)軸承允許運(yùn)轉(zhuǎn)極限線速度為４６ｍ／ｓ。
二、 導(dǎo)軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.1 導(dǎo)軸承結(jié)構(gòu)型式
導(dǎo)軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)非常重要，合理的導(dǎo)軸承結(jié) 構(gòu)能夠大大延長(zhǎng)導(dǎo)軸承的壽命，導(dǎo)軸承結(jié)構(gòu)主要從有利于導(dǎo)軸承的散熱、充分考慮有利于建立液體潤(rùn)滑膜、減少磨損等方面加以考慮，經(jīng)過(guò)對(duì)比試驗(yàn)研究，采用圖１的結(jié)構(gòu)是比較好的，它上面開(kāi)有‘直通形’冷卻水槽。
2.2 結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定
2.2.1 軸承長(zhǎng)度
Ｌ 軸承的長(zhǎng)度主要根據(jù)其需要承受的極限壓力來(lái)確定，也可根據(jù)下式近似決定： L =（１．２ ￣ ２．０）D式中D—軸徑（軸徑小者取小值，大者取大值）
2.2.2 軸承壁厚
ｂ１的選擇 考慮到軸承散熱需要，導(dǎo)軸承壁厚選取越薄越好。但考慮加工以及在軸承壁上開(kāi)水槽等，導(dǎo)軸承須有一定壁厚。導(dǎo)軸承壁厚可按下式選取。 b１ ＝（０．２５ ￣ ０．３５）D式中D—軸徑（軸徑小者取小值，大者取大值）
2.2.3 水槽過(guò)流面積Ａ的計(jì)算
水槽過(guò)流面積的計(jì)算主要考慮其水流具有一定的速度，以便將導(dǎo)軸承與軸套磨擦產(chǎn)生的熱量帶走，有利于建立液體潤(rùn)滑膜。
三、冷卻水量
填充聚四氟乙烯導(dǎo)軸承不能干運(yùn)轉(zhuǎn)，需要一定量的清潔水對(duì)它進(jìn)行良好的潤(rùn)滑和足夠的冷卻，才能保證導(dǎo)軸承正常運(yùn)轉(zhuǎn)。冷卻水量與導(dǎo)軸承的線速度有關(guān)。經(jīng)試驗(yàn)得到冷卻水量、軸徑和
線速度之間的關(guān)系圖。
四、運(yùn)轉(zhuǎn)間隙
導(dǎo)軸承與軸徑之間的運(yùn)轉(zhuǎn)間隙很重要。過(guò) 小增加安裝難度，同時(shí)也不易形成液體膜，增加
了導(dǎo)軸承與軸徑之間的磨擦力，過(guò)大易引起泵震動(dòng)，加快導(dǎo)軸承磨損，當(dāng)導(dǎo)軸承在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)的溫度高于加工時(shí)的溫度，必須留一定的熱脹間隙。
五、使用情況
對(duì)一批液下泵進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，采用橡膠導(dǎo)軸承，使用６個(gè)月左右（約４０００ｈ），泵都發(fā)生不同程度的震動(dòng)，經(jīng)對(duì)震動(dòng)厲害的泵解體檢修，發(fā)現(xiàn)為橡膠導(dǎo)軸承損壞，換上采用本文介紹的方法設(shè)計(jì)的填充聚四氟乙烯導(dǎo)軸承，運(yùn)行７８５６ｈ，解體檢查，發(fā)現(xiàn)軸套光滑，導(dǎo)軸承無(wú)明顯磨痕，運(yùn)行９１２３ｈ，經(jīng)過(guò)解體檢查，發(fā)現(xiàn)軸套光滑，導(dǎo)軸承磨損量極少。統(tǒng)計(jì)表明，這批泵采用填充聚四氟乙烯導(dǎo)軸承的平均壽命達(dá)１５３４０h。
經(jīng)過(guò)對(duì)比使用表明，填充聚四氟乙烯導(dǎo)軸承的平均使用壽命比橡膠導(dǎo)軸承、石墨導(dǎo)軸承要長(zhǎng)。
（２）填充聚四氟乙烯導(dǎo)軸承的結(jié)構(gòu)比較重要，不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)其使用壽命也不同。經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)對(duì)比，采用本文介紹的方法設(shè)計(jì)出的導(dǎo)軸承，能取得較長(zhǎng)的使用壽命。該設(shè)計(jì)方法是可行的，可供設(shè)計(jì)導(dǎo)軸承時(shí)參考。
（３）填充聚四氟乙烯導(dǎo)軸承的缺點(diǎn)是 不能干轉(zhuǎn)，必須要有清潔水對(duì)其進(jìn)行潤(rùn)滑和冷 卻。
（４）對(duì)于液下泵，導(dǎo)軸承為易損件，當(dāng)磨損達(dá)到一定程度，需要及時(shí)更換，以及與導(dǎo)軸承配套的軸套，才能保證整機(jī)的使用壽命。
