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赛龙轴承在苏州裴家圩泵站贯流泵上的应用 |
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| 发布时间：2010.09.05 新闻来源：济南泰达泵业 浏览次数： |
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【摘 要】根据赛龙轴承的性能特点，结合苏州裴家圩泵站分析了卧式泵赛龙轴承材料、型式的选择及应用的可行性，介绍了赛龙轴承的加工安装方法。水润滑赛龙轴承可广泛应用于卧式泵。
【关键词】赛龙轴承 卧式泵 应用
1. 概述
西塘河引水工程是苏州市环古城风貌保护工程的专用引水通道，其裴家圩泵站装有5台1900ZWS-1卧式双向全调节贯流泵。由于水泵原水密封结构，不适合裴家圩泵站的运行工况，水密封的可靠性差；巴氏合金稀油自润滑循环导轴承密封不严，运行时润滑油泄漏较大。1#机组在运行1300小时后，水密封即破坏，从而导致油轴承的进水而损坏。在1#机组的修复过程中，经过方案比较，选用水润滑赛龙轴承替代油润滑巴氏合金轴承，从而也解决了水密封的问题。经过1#机组的试验成功，其余4台机组也全部改为水润滑赛龙轴承。
2. 赛龙轴承的性能特点
赛龙轴承是加拿大赛龙轴承公司（THORDON BEARINGS INC.）专门研制生产的由三次交叉结晶热凝性树脂制造的聚合物。赛龙是一种自恢复性和弹性极好的材料，具有很高的抗冲击性，不会永久变形，能吸收撞击负荷，对泥砂杂质不敏感。由于摩擦系数低，自润滑性能好，有很好的抗磨损性。赛龙是一种模制均质材料，使用中不会发生材料剥落现象，不会发生胶着磨损。赛龙轴承密度低，重量轻，容易加工及安装，其化学性能稳定，耐污水，抗老化性强，没有保存年限的限制。
3. 赛龙轴承的材料和型式选择
赛龙轴承目前有4种材料可供选择：
XL系列（黑色）轴承，以水为润滑剂时，具有高抗磨损性，摩擦系数较小，用途最为广泛；
SXL系列（白色）轴承，具有最好的干燥运转特性和高承载能力；主要用于润滑困难或存在粘着磨损危险的重载轴承上；
COMPOSITE系列（黄/黑色）合成型轴承，外层为黄色赛龙，衬里为另一种黑色赛龙，用于承受极端磨损环境中，是专门为极度污染环境而设计的；
COMPAC系列（桔红色）坚实型轴承，可制成独特的水槽构型，水膜更容易形成，具有较好的水动力条件，轴承使用寿命长。
各个系列赛龙轴承的应用范围和承载能力各不相同，为保证水泵运行的稳定性和使用寿命，裴家圩泵站选用坚实型轴承，同时将轴承长度增加到 380mm（原巴氏合金轴承长度为300mm）。
水润滑赛龙轴承的型式有圆筒型和板条型，适用于不同的荷载和轴径。卧式泵的导轴承一般都为分半式结构，裴家圩泵站的水润滑赛龙轴承，下部采用圆筒型整体结构，增加轴承的承载；上半部开纵向水槽，便于轴承的水润滑和冷却。轴承外部球形轴瓦钢套结构不变。
4. 赛龙轴承用于裴家圩泵站的可行性
赛龙轴承的应用，主要与介质温度、工作过程温度、PH值、速度（rpm）、润滑方式、压力、磨损颗粒数量、冲击载荷、摩擦等条件有关。赛龙轴承具有良好的自润滑性，不论是干摩擦性能还是湿摩擦性能均较好。赛龙水润滑轴承的动摩擦系数为0.01~0.05，随线速度的变化而不同。当转速较低时，由于没有形成流体动压润滑，摩擦系数较大；当转速达到一定值时，形成流体动力润滑状态，摩擦主要为流体内的摩擦，摩擦系数变小并稳定。赛龙轴承在无水情况下可以运行30~90s，而裴家圩泵站机组启动时间只有十多秒。
赛龙为非金属材料，热传导性能比较差，不如金属轴承那样易散发表面的热量，赛龙轴承工作温度为-65℃~107℃，在水中的运行温度不得超过60℃（超过60℃，会发生水解），冷却水温度要求低于50℃。赛龙轴承在PH值5~10的各种酸碱介质及输送海水、盐卤水的运行环境下均可正常工作，裴家圩泵站水泵采用河水冷却润滑，水温在0℃~30℃之间，PH值在7~8之间，满足赛龙轴承的运行要求。
裴家圩泵站电机300KW，水泵轴功率最大只有250KW，轴承处的径向力约1300 kg，轴承有效长度为380 mm，轴承的比压为1.73kg/cm2，COMPAC系列轴承承压可达2.4MPa。
由于赛龙的摩擦、温度和承载特性，赛龙轴承对速度有一定的限制，主要是考虑摩擦产生的热量积累而导致的温度升高。但水润滑赛龙轴承为开放润滑系统，外部冷却充分，应该没有速度限制。赛龙轴承应用的线速度范围可从每几分钟一转到每分钟几千转。裴家圩泵站水泵的转速为155r/min，泵轴直径200mm，泵轴的线速度为1.62m/s，而COMPAC系列轴承线速度1.4m/s以上即可形成水膜。
根据以上分析，赛龙轴承完全能满足裴家圩泵站水泵启动和运行的要求。
5. 赛龙轴承加工与安装
赛龙轴承吸水后体积会有微小的膨胀，使用受环境温度以及运转时轴承内部产生摩擦热的影响，所以在设计水润滑赛龙轴承时必须考虑温度及水膨胀的影响，以保证赛龙轴承运行时的最小运行间隙。赛龙轴承水膨胀幅度因水温不同略有不同，而不同的赛龙材料膨胀系数也有所不同。赛龙轴承公司会根据用户提供的轴径及荷载情况，提供相应的赛龙材料。提供的赛龙材料内外径都会留有加工余量，同时会提供安装时的最小允许直径差及不同温度时的加工尺寸。
赛龙材料具有良好的切削性，但因其是一种弹性材料，不能象金属瓦一样可以在安装现场研刮，现场打磨精度不能保证，用塞尺测量误差会较大，因此赛龙轴承必须在车间内根据轴径的尺寸切削加工好，在现场不做间隙调整。加工时还要保证赛龙表面的光洁度，对水槽等边线要去毛刺、倒锐角。
单支撑的卧式泵，由于重力的原因，泵轴会存在下垂现象。水泵故障的原因大多是导轴承磨损严重，水泵振动过大导致叶片碰壳，而磨损主要是轴承下部。裴家圩泵站根据1号泵叶片间隙测量数据，在保证叶片间隙满足要求的前提下，将3、4、5号泵导轴承的中心向上做了偏移。导轴承中心的提高，意即可磨损量增加、轴承使用寿命的增加。
赛龙轴承一般采用过盈安装或胶水粘贴。由于赛龙良好的抗冲击性，可采用锤击，油压或机压法安装。对于直径在150mm以下的赛龙轴承可在常温下用压力法压进构架孔或直接用赛龙专用胶水粘合安装；对于较大直径的赛龙轴承用冷缩安装较好，赛龙可以承受-196℃的处理而不变脆。
裴家圩泵站水泵赛龙轴承为外部带球形钢套的分半式结构，采用干冰冷冻法将赛龙轴承装进轴承基体内；厂内加工完成后，现场安装不须调整轴承间隙。多台机组现场安装时，须要注意轴承与泵轴的对应关系，不得将轴承的上下部分装反。
6. 结束语
泵轴和轴承是摩擦副的二方，提高轴颈的表面质量，可改善轴承使用工况，增加轴承的使用寿命，提高轴承使用的可靠性。提高泵轴表面的硬度和光洁度，可降低摩擦，保证轴承运行时不磨损泵轴和减少泵轴对轴承的磨损。一般可采用不锈钢轴套或镀铬的方法提高泵轴表面的硬度和光洁度。
赛龙轴承的低摩擦系数和耐磨损，使其具有较长的使用寿命，对轴的磨损小，可延长轴的使用寿命，降低维护轴的费用；赛龙轴承良好的弹性，使压力分布均匀，可以较好地适应水泵运行中的振动，能减少噪音和振动。
水润滑赛龙轴承因其无需油润滑系统和无污染，它的应用使卧式泵（包括斜轴泵）导轴承的结构在设计、制造、安装，维修上趋于简单化，并能提高水泵运行的可靠性和使用寿命。 |
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