在磁力泵中广泛使用的是滑动轴承,因为它工作平稳、可靠、无噪声,但是启动摩擦阻力较大,滑动轴承性能好坏直接影响并决定着整机的寿命和检修周期。根据国内生产厂家的反映,目前国产磁力泵中最突出的问题是轴承和轴套寿命太短,一方面材料不过关,另一方面是轴承受力及冷却方式不合理,变形异常。磁力泵转速很高,轴承又是直接运行在有一定杂质的腐蚀性介质中,轴承必须有很好的耐腐蚀性,同时耐摩擦和自润滑性也要好。轴承摩擦后,不仅产生噪音和振动,而且相应的摩擦力矩会导致磁力泵驱动电压电流的波动。而最关键的是由于内外磁钢与隔离套的间隙很小,轴承间隙导致转子的跳动会使得内磁转子与隔离套高速度摩擦和碰撞,导致隔离套变形和失效,严重的会使介质泄漏,诱发事故。
磁力泵中一般可采用非金属滑动轴承和陶瓷轴承,如浸渍石墨、碳化纤维、聚四氟乙烯、碳化硅、氧化铝、氮化硅;金属轴承(轴承钢、青铜铝基合金、锌基合金、减摩铸铁等);粉末冶金材料(各种含油自润滑复合材料)。
陶瓷材料作为滑动轴承的材料,不仅具有极高的承载能力,还具有超常的耐腐蚀、耐磨损、耐磨蚀性和良好的耐热性.使磁力泵的输送的介质范围可以从干净液体扩大到含一定磨蚀性颗粒,而且使用寿命很长,能用于其他许多金属和非金属所不能承受的恶劣工况,并具有良好的绝磁性和绝缘性。根据运行记录表明,平均寿命为3~5年,但运行十年的也非少见。缺点是不耐冲击、振动,应该避免频繁启动和停机,保证冷却和润滑。陶瓷材料热膨胀系数小,当它与钢性材料配合并在温度变化时可能脆裂,韧性低,加工成本很高。日本开发的一对陶瓷磁力泵导轴承,进口价要1000美圆。
复合自润滑材料以钢为基体,多孔性青铜为中间层,塑料为表面层。采用这种材料的轴承具有抗压强度高,摩擦系数小,尺寸稳定性好,消振减音的特点。碳纤维增强聚四氟乙烯材料的耐腐蚀性和自润滑性都很好,将它覆盖在别的金属材料上,利用金属导热快的特点,既可减少摩擦,又可防止咬死和抱轴。
轴承长度主要根据其需要承受的极限压力来确定,一般L=(1.2~2)D。
考虑到轴承散热的需要,滑动轴承壁厚的选取应越薄越好。但是考虑加工以及在轴承内壁开冷却水孔的需要,轴承必须有一定的厚度,一般b =(0.25~0.35)D。
冷却和润滑孔一般可以取4~8个,过流面积根据介质温度的升高所需要的冷却水量和孔中液流速度共同决定。冷却水量大致取(0.3~1.5)m3/h,孔中液流速度一般取(1~3)m/s,轴径较小时取小值。液体温度高、比容小、粘度大时应该增加孔径.为了防止杂质堵塞孔.可以减少孔的个数。推荐冷却水量和轴径的关系为q=(O.012d)m3/h,d的单位为mm。
滑动轴承与轴之间的运转间隙非常重要,过小不但会增加安装难度,同时也不利于形成液体膜,且会增加导轴承和轴径之间的摩擦力,引起泵的振动和噪音,轴承也会发热过度而损坏。而且由于磁钢内外转子的对中心不好,将进一步导致受到径向力。因此,设计滑动轴承时要了解泵的最终使用场合,根据温升情况,考虑轴和轴承在热膨胀后不能抱死。运转间隙一般保持在0.1~0.3mm,大泵取大值,小泵取小值。 |