2012年第1期小凉柱采泵用水润滑轴承的研发和应用吴仁荣林志强吴书朗(1一上海七。四研究所,200031;2一广东顺达船舶工程有限公司,528322) 摘要:概述水润滑滑动轴承的起源、基础理论和前苏联、英国、日本、加拿大等国在各个发展阶段的贡献。也简要回顾了我国科研机构展开的理论探索和试验研究,以及在此实践基础上的创新成果。列述了水润滑轴承的技术要点、水润滑轴承材料和对水润滑轴承的基础要求。对加拿大独献的赛龙材料作了详细介绍。关键词:离心泵轴流泵混流泵船用泵水润滑滑动轴承材料发展 1概述近几十年来,在许多泵类产品中采用以自身输送的液体作为冷却润滑液的水润滑滑动轴承, 慢慢的变成了产品设计的一种发展趋势。对船用离心泵、混流泵和轴流泵更是如此,因为水润滑滑动轴承具有许多滚动轴承和油润滑滑动轴承不能够比拟的优点。水润滑轴承在离心泵、轴流泵、混流泵和立式结构泵以及某些大负荷、高转速、大流量和多级泵中采用,它在下列几个维度有着非常明显的优点。(1)采用泵本身输送的水液润滑,从而免除了输送的水液被采用油润滑轴承时的润滑油所污染。(2)由于采用水润滑,可以省去油润滑的油路系统及冷却系统,从而使泵结构大大简化。(3)采用水润滑轴承可以使泵在高转速下运转,从而大大缩小泵的尺寸。(4)在立式泵中采用水润滑轴承,能够更好的降低首级叶轮的安装高度,有利于改善泵的汽蚀性能。在船舰上,由于立式泵能够减小占地面积和空间, 有利于机舱布置而更凸显其优点。(5)水润滑轴承结构相对比较简单,便于安装、拆卸和维修保养,节省了维修费用;水润滑轴承的消耗功率也低于油润滑轴承。当然,水润滑轴承无论在何种泵中尤其是在高速泵中的成功应用,无一不与其结构设计和材料选用等因素相关。对于船用离心泵,轴承润滑的水质也是一个主要的因素。水润滑轴承既然是一种滑动轴承,其结构设计和流体静压和动压计算都仍需要遵循滑动轴承设计的基本准则,只是在选取某些计算参数或统计系数时要顾及水润滑的技术特性。由于滑动轴承的设计与其工作条件,对摩擦材料以及润滑液的特性、润滑液量和润滑方式等因素相关,因此在进行水润滑滑动轴承的设计计算时也必须要考虑上述因素,否则会对水润滑轴承的运行稳定性、可靠性以及常规使用的寿命产生不利影响【l】o 2水和水润滑的特性水是一种低粘度的液体,一般清水在50℃(~10Ns/m2),约为相同温度下透平油平均粘度35~10qN 的1/65。对于采用油润滑的滑动轴承,其工作时候的温度通常都在 6o℃左右,此时透平油的平均粘度约为20~10 Ns/m,与清水的粘度相差数十倍之多。从滑动轴承的基本理论可知,滑动轴承中润滑液膜的承载能力是与润滑液本身的粘度成正比, 而与运转中在间隙中形成的液膜厚度值的平方成反比。由于水的粘度很低,而且在相同条件下水的润滑膜厚度约为油润滑膜厚度的1/10左右。加之由于温度的变化对水的粘度值的影响较小,在 2 小番柱木 2012年第1期进水压力较高和水流速度过快的情况下容易形成润滑液的紊流,因此在运转条件相同的情况下, 水润滑轴承所能承受的安全运行负荷就会远低于油润滑轴承[21。但是,这并不代表水润滑轴承本身的承载能力就很差。虽然由于水的低粘度使得水润滑轴承的运转难以达到流体润滑的状态,但在某种情况下若能够达到流体润滑状态,就会由于水的粘性阻力的降低而使得轴承的摩擦系数大