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多级管道泵水润滑轴承的材料
2023年12月09日 产品中心
技术参数

  存在启动、停 车和需要经常变动的运转工况,无法给水润滑轴 承造成液体摩擦的最佳工作条件,致使轴承的对 摩零件不可避免地会产生摩擦和磨损。为了能够更好的保证 轴承的正常工作和足够的寿命,就必须正确地选 择轴承的对摩材料并保证对摩表面所需的工作状态。

  通常,滑动轴承的材料总是要比转轴的材料 软一些,这是由于既要保证两者之间的磨合性, 乂希望被磨损的零件是轴承(轴瓦)而不是转轴。 既要达到轴承运行的可靠性,乂要考虑到轴承摩 擦面上产生的热量能够非常容易地通过轴承体和 周围机体及介质散逸。轴承材料应有充足的机 械强度和良好的耐磨性能,对润滑层中的微粒或 杂质无不良反应,有一定的耐腐蚀和抗老化性能和自润滑 能力,有较髙的热导率和热容量,在磨损物中没 有有害于人体健康的物质等。当然应该指出,任何一种材料都 不可能满足上述全部要求,更何况这还与轴承的 具体结构、润滑系统的状态和工作条件等因素相 关,因此在选材时应考虑各种因素。

  根据我们的实践经验和所掌握的知识表明, 过去曾经用过和目前仍在使用以及近年来开发的 用于制作水润滑滑动轴承的材料主要有铁梨木、夹布胶木、石墨、橡胶、塑料、不镑钢、铜合金、 陶瓷、金属塑料和金属陶瓷等。现将其特性分述 如下。

  铁梨木是一种来源稀少且价格昂贵的木质材 料,其组织致密而坚硬,比重大,抗腐蚀性能优 良,耐磨性好,因而曾经作为船用泵水润滑轴承 的优选材料之一。在上世纪40~60年代,在原苏 联的船舰用泵中就常采用它制作水润滑轴承。

  但铁梨木不易加工和研磨,而且对润滑水中 的泥较敏感。利用前苏联采用铁梨木水润滑 轴承的船用泵在我国沿海进行运行试验,其使用 效果较差,尤其在直接抽送含固体颗粒的水时更 加明显。当采用清水润滑时,铁梨木轴承的磨损 率约为0.8?1.0 mm/年,常规使用的寿命可达3~5年;如 果润滑水中含有沙粒,其常规使用的寿命将会大大缩短。

  夹布胶木水润滑轴承最早也见于上世纪50~60 年代的苏联船用泵中。在60年代初期,也曾在我 国自制的船用立式离心消防兼舱底泵中采用了夹 布胶木水润滑轴承,但使用效果不好,尤其是寿 命较短。根本原因是夹布胶木的导热性能较差, 它需要很多压力的循环水对其进行强制性润滑和 冷却,水温不能超过80 C。一旦水量不足或者短 时间失水,就会产生咬合甚至烧坏。再者,这种 轴承对轴的倾斜度十分敏感,在轴的加工尺寸超 差或者运转中产生磨损时很容易失效。夹布胶木 的成型工艺也很复杂和闲难。

  橡胶也是一种可拿来制作水润滑轴承的材 料。文献对国内曾经用过或目前仍然用来制 作水润滑轴承的包括铁梨木、夹布胶木、橡胶、 塑料、陶瓷、石墨、金属和合金在内的多种材料 的特性进行了分析比较,并且对水润滑橡胶轴承 的研究进展予以报导。指出水润滑橡胶轴承的下 述优点:

  1)摩擦系数小。橡胶轴承在水润滑条件下的 摩擦系数约为0.005-0.010,这与加工良好的金属 轴承在润滑油中的摩擦系数相近。

  2)耐磨和耐用。材料的良好配对可使摩擦功 耗很小,因此轴的表面磨损很小。特制的表层橡 胶材料柔软而富有弹性,拥有非常良好的包容性,使 嵌人杂质通过轴的回转而导入内表面通水沟槽内 被润滑水冲走,使轴承具有较长寿命。

  3)缓冲、抑振、低噪声。这是它比其它水润 滑轴承具备的无可比拟的优点。橡胶材料的弹性 较好,内阻力较大,可以有明显效果地地阻止或减缓振动、 噪声和冲击。另外,橡胶的变形还能够更好的起到缓和 轴的应力的作用,并有自动调位的能力。

  4)对安装精度和冲击不敏感,成本低,重量 轻,可进行机械加工,可以简化机器的结构。

  但也应指出,尽管橡胶水润滑轴承具有上述优点,然而也因其固有的某些缺点,使其使用受 到一定的限制。

  1)橡胶轴承的耐热性能很差,通常只能用在 温度不高于的润滑冷却水中。当润滑水 量不足而引起摩擦升温时,很容易使轴承件受损。 因此在采用橡胶轴承时,务必要保证轴承有充足 的润滑水来源,尤其是在泵启动之前必须使轴承 腔内充满润滑水。

  2)橡胶轴承不能承受较大的轴承压力。一般 的橡胶轴承,其比负荷通常为20kgf/cm2左右。对 用硬橡胶制成的轴承,其比负荷可达60 kgf/cm2, 但弹性很低。对于船用离心泵和轴流泵所采用过 的橡胶水润滑轴承,其使用速度一般不超过6 m/S, 而比负荷通常在5~6 kgf/cm2的范围内。

  石墨是一种拥有非常良好自润滑性和低摩擦系数 的材料。石墨轴承能在无润滑的条件下平稳工作, 但此时它所能承受的比负荷不超过15 kgf/cmS滑 动速度不应大于1 m/s。当处于流体动压摩擦的情 况下,石墨轴承的最大比负荷可达50 kgf/cm2,滑 动速度可达4m/S。石墨轴承具备极高的耐热性 和在酸碱溶液中的耐腐蚀和抗老化性能,能在-100 T到+ 600 X很宽温度范围内保持良好的自润滑性能, 因此可直接用于输高温热液的泵中。

  用作水润滑轴承的材料是碳石墨。但由于碳 石墨材料的多孔性以及较低的机械性能,因此用 作轴承的石墨材料均为经过浸渍的石墨。石墨的 浸溃物有多种,可以是合成树脂、金属、聚四氟 乙烯和金属盐溶液等。浸溃物的存在会降低石墨 的多孔度,提髙材料的弹性模数,增加硬度和热 膨胀系数。例如,采用浸渍酚醛树脂的石墨制造 水润滑轴承,将其红套在奥氏体钢制成的薄壁衬 套中,将其与喷涂有硬质合金的奥氏体钢转轴组 成轴承副,可以在水温不超过80 ℃的条件下能保 证滑动轴承具有优良的运转性能。

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