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可调心滑动轴承在潜水多级电泵中的应用

发布时间：2012-06-29 浏览次数：676

作者：阳益贵
（衡阳财经工业职业技术学院）

　　摘　要：文章针对潜水多级电泵中滑动轴承易出现的质量问题，简要介绍了一种能适应潜水电泵工作环境，耐磨性能好、使用寿命长、装配维修方便、价格低廉的可调心滑动轴承。
　　关键词：潜水电泵；氨化硅；可调心滑动轴承；应用
　　潜水电泵是一种将水泵与电机紧密结合形成一体共同潜水运行的机器组合。泵的扬程与泵的级数多少密切相关，泵的级数越多，扬程越高，但级数多了，泵的提水叶轮轴被拉长，这将给设计、制造和使用带来一系列技术问题。

　　图1是某厂开发的QY型上泵式150m以上扬程、5级以上叶轮的高扬程多级潜水电泵，转子以两组滚动轴承为支点密封在电机腔内，提水叶轮在滚动轴承上端，该端悬臂长度与轴承两支点距离之比(L2/L1)在3倍以上，为细长杆结构，在未级叶轮的顶端用一铜合金滑动轴承作支承点。
　　这种潜水电泵径向尺寸小，多用于中小型作业面、有一定混浊水域的排水作业。该产品投放市场使用已有7年时间，经用户使用，主要反映有以下质量问题：一是悬臂太长不同心蹩断轴占销量的4.3%；二是滑动轴承磨损而导致擦叶轮口环Z后烧坏电机占销量的4.8%。目前该产品的市场年平均需求约为31000台，平均单台产值约6000元，如按每台返回维修损失3500元算，此问题的解决，将给企业带来每年近1000万元的经济效益，同时由于三包质量的提高，还能给企业带来一定的销售增量。
　　目前，国内外典型传统结构的滑动轴承基本上是铜合金滑动轴承，QY型潜水电泵中使用的滑动轴承就是典型的传统结构。但这种铜合金滑动轴承必须在满足以下条件下方可正常运行：①水质中无泥砂等硬质颗粒；②加工和装配时保证各级叶轮口环与泵体同心不磨擦；③转动部件动平衡较好。但在加工、装配和使用时很难同时满足以上条件。因此，如果能在传统滑动轴承的基础上改进，研制出适合潜水电泵工作环境、耐磨性能好、使用寿命长、装配维修方便、价格低廉的可调心滑动轴承，其应用效果将十分显著。

　　图2是为适应潜水多级电泵工作环境而研制的可调心滑动轴承结构图。
　　该滑动轴承的轴瓦选用氮化硅陶瓷材料，轴瓦与轴套直接接触，轴瓦的顶端由挡圈固定，顶端与轴承座接触处有一O型橡胶密封圈。轴瓦的下端与轴承座有一定间隙，并开有30°的倒角。轴承轴套由铬不锈钢3Cr13制成，轴套通过键由轴带动一起旋转，其轴向定位由垫圈和双压紧螺母承担。
　　安装或工作时，轴与轴承的小量不同心可由O型橡胶密封圈、轴瓦的下端与轴承间的间隙和开有30°的倒角来综合调整。
　　之所以选择氮化硅陶瓷材料作轴承的轴瓦，是因为氮化硅陶瓷材料在化学稳定性、耐磨性等方面的优点十分突出。氮化硅陶瓷是一种烧结时不收缩的无机材料。氮化硅的强度很高，尤其是热压氮化硅，是世界上Z坚硬的物质之一。它极耐高温，强度一直可以维持到1200℃的高温而不下降，受热后不会熔成融体，一直到1900℃才会分解，并有惊人的耐化学腐蚀性能，能耐几乎所有的无机酸和30%以下的烧碱溶液，也能耐很多有机酸的腐蚀，这种材料完全能满足潜水电泵工作环境要求。
　　实践证明，在传统滑动轴承的基础上研制的适合潜水电泵工作环境的可调心氮化硅滑动轴承，基本上消除了断轴和烧坏电机质量事故，大大地延长了滑动轴承的使用寿命，为潜水电泵企业提高了产品使用满意度。