磁力驱动泵滑动轴承材料的选择

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)甘肃省科学院磁性器件研究所 作者:任振林

作为磁力驱动泵滑动轴承的材料一般满足如下要求:

(1) 较小的摩擦系数。由于磁力驱动泵存在着涡流热,效率偏低,只有具有了较小的摩擦系数,才能减小机械损失,提高效率。

(2) 良好的耐腐蚀性和耐磨性(最低应保证5000 h 连续运转)。

(3) 对润滑液中的颗粒敏感性小。

(4) 不产生有害的磨损物质。

(5) 材料的可靠性和经济性。

(6) 高硬度和高抗冲击性。

        通常用于制造磁力驱动泵的滑动轴承的材料主要有:石墨、三层复合、矿质陶瓷、金属陶瓷、塑料、橡胶等。一般与石墨、三层复合等组成轴套磨擦副的材质有:不锈钢(1Cr18Ni9Ti)、45#热处理钢、钛合金等。一般说来轴瓦的材料总是比轴承软一些,一方面保证了两种材料的磨合性,另一方面希望轴瓦是易损件,而便于更换。

       浸渍树脂的石墨具有低磨损、足够低的摩擦系数、高热稳定性和导热性、尺寸的稳定性以及很好的耐腐蚀性,因此特别适用于做滑动轴承,其缺点是抗冲击较差,使装配和加工难度加大,磁性研究所经过实践通常选用:浸锑石墨、浸呋喃石墨、四氟填充石墨。

       碳化硅、氮化硅等陶瓷具有非常高的硬度和较高承载能力,具有良好的耐磨性,耐腐蚀性能也很好,适合用于硫酸、硝酸、氢氧化钠等腐蚀性介质。省磁性所研究开发的FSC系列塑料衬里磁力驱动泵轴承就采用氮化硅,轴采用氧化铝陶瓷使用效果很好。

      聚苯脂、四氟材质的轴承其耐腐性强,特别与TC4形成磨擦副时耐磨性会更好,最主要的是可以容纳异物,使它能够用在含有杂质颗粒的介质中。

应用实例

       (1) 省磁性所自行设计研究的DGC102120X8多级磁力驱动泵其功率为165KW,输送介质为酸碱混合性污水,磁转子功率大,磁涡流热高,所以容易使介质汽化,从而造成滑动轴承的干摩擦,导致轴承的损坏。针对这种情况,结构选择了图3的形式并采了措施,让高压介质流到轴承静压腔,使它提高承载能力,达到悬浮状态。在材质上选用自润滑性能很好的浸渍石墨,轴套采用普通钢表面淬火,在实际测试中,起动5次,运行8h,检测轴承、轴套无磨损的现象,该泵在油田除年检外已运行2年,轴承运行很好。

      (2) 磁力驱动泵一般来说适宜输送清洁的介质,当输送介质中含有固体颗粒时,其轴承结构必须进行特殊设计。省磁性研究所研究开发的FC125ö1002250单级磁力驱动离心泵,功率为90KW,输送介质为污水,含颗粒,在流向润滑轴承介质上加过滤器选用耐磨性能和容纳异物性很好的聚苯脂为轴承材质,以TC4为轴套,取得了成功,在测试时,起动7次运转16h,轴承、轴套无磨损,现在在大庆油田管理局研究所正在使用,运转3年,轴承磨损正常。

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