磁力驅動(dòng)泵對滑動(dòng)軸承的要求
磁力驅動(dòng)泵是一種新型的石油、化工流程泵。其徹底解決了跑、冒、滴、漏等嚴重問(wèn)題,大大改善了使用環(huán)境。由于我國磁力驅動(dòng)泵的研究起步較晚,特別在軸承結構及材料選擇領(lǐng)域技術(shù)比較落后,造成磁力驅動(dòng)泵使用壽命大大降低,使它的優(yōu)勢不能夠充分發(fā)揮出來(lái)。為了解決該問(wèn)題,省科學(xué)磁性器件研究所經(jīng)過(guò)十幾年的精心研究以及現場(chǎng)使用情況,設計出了幾種合理的軸承結構形式以及不同介質(zhì)選擇不同的軸承材質(zhì)的技術(shù),經(jīng)過(guò)用戶(hù)使用,收到了很好的效果。
磁力驅動(dòng)泵對滑動(dòng)軸承的要求
磁力驅動(dòng)泵的轉動(dòng)件浸沒(méi)在所輸送的介質(zhì)中,以其無(wú)泄漏的特點(diǎn)所構成的結構設計因素,加之所輸送介質(zhì)的腐蝕性、磨蝕性和潤滑性等特殊條件,以及結構條件的各種限制因素,使其在通常情況下無(wú)法采用常規軸承和常規潤滑方式,而多采用以其本身所送的液體進(jìn)行潤滑和冷卻的滑動(dòng)軸承。由于以上原因,所以在確定泵軸承結構以及選材上要首先對軸承的工作條件進(jìn)行仔細的分析和了解,例如泵所輸送介質(zhì)的潤滑性、潔凈度、腐蝕性等。只有綜合考慮這些因素才能正確合理地設計出軸承的結構形式和材質(zhì)。
一般情況下,對磁力驅動(dòng)泵的軸承提出以下要求:
(1) 確定必要的和適量的軸承冷卻流量值,即從軸承中泄漏掉的介質(zhì)為最小的情況下,還能滿(mǎn)足潤滑和冷卻軸承。因此在設計軸承中,往往利用大量分析計算所給出的、在不同長(cháng)徑比1/d時(shí)的x-Q/(7V1d)線(xiàn)圖(圖1)來(lái)確定耗液量。然后,計算冷卻量,最后相互修訂。
圖1 耗液量系數曲線(xiàn)圖
Q/(7V1d) —耗液量系數,其中Q為耗液量(m3/s),7 為相對間隙(m)= 7D/dD承與軸套的配合間隙經(jīng)試驗選為H7/F6效果最佳,d為軸承公稱(chēng)直徑(m),1為軸承長(cháng)度(m)通常取1/d=1,V為軸頸的圓周速度(m/s)。x——相對偏心距,其值一般總在0.5～0.95之間。要計算冷卻量,首先要計算軸承中產(chǎn)生的熱量H(W):H= fpV式中f——摩擦系數, P——壓力(MPa),V——軸頸的圓周速度(m/s)由流出的潤滑介質(zhì)帶走的熱量H1(W):H1 =Q0pc(t0-t1)
式中: Q0——冷卻量,(m3/s)Q——潤滑介質(zhì)的密度,(Kg/m3)c——介質(zhì)的比熱,(J/Kg℃),t0——介質(zhì)的出口溫度,(℃),t1—— 介質(zhì)的入口溫度,(℃)。
除了潤滑帶走的熱量外,軸承通過(guò)傳導和輻射把一部分熱量H2散發(fā)到周?chē)橘|(zhì)中去,這部分熱量很難計算,通常估算H2= asPd1(t0- t1)。式中as——散熱系數,周?chē)h(huán)境溫度高和難于散熱時(shí)as 取為50W/(m 2℃),一般通風(fēng)條件下as取為80W/(m2℃),有冷卻設備時(shí)as取為140W/(m 2℃)。根據熱平衡方程確定出Q0,然后與Q相互修訂,選擇合理的軸承潤滑溝尺寸。
(2) 軸承最大允許磨損值的要求,即在磨損值范圍內就能保證規定的使用壽命,并且不會(huì )降低磁力驅動(dòng)泵的運轉穩定。表1中是功率1.5～90KW磁力驅動(dòng)泵軸承磨損值。
表1 軸承磨損極限值
注: 表1中徑向磨損量主要由密封環(huán)及內磁體環(huán)及磁體與隔罩之間間隙所確定。軸向磨損量由葉輪中心與泵殼中心最大位移量確定。
(3) 軸承對磨件的要求,軸承中與之相對磨的軸套材質(zhì)選用耐磨、耐腐的材料,或者要進(jìn)行耐磨、耐腐處理,我所經(jīng)過(guò)研究及實(shí)踐,通常選用45#鋼表面高頻淬火或滲氮處理,在有腐蝕性的介質(zhì)中選用不銹鋼材質(zhì),基本上滿(mǎn)足了泵壽命要求。
(4) 軸承部件結構應簡(jiǎn)單且通用,當軸承發(fā)生故障時(shí),便于維護。
(5) 泵在允許的振動(dòng)和沖擊下運行、運輸和保存,或者在轉子反轉情況下運行,不影響軸承的工作能力。
