離心泵滑動軸承摩損分析與解決對策

徐龍華　牛軍　馮偉偉　呂憲華

摘要：離心泵是指靠葉輪旋轉時產生的離心力來輸送液體的泵。離心泵有立式、臥式、單級、多級、單吸、雙吸、自吸式等多種形式。立式離心泵簡稱為液下泵，熔鹽液下泵。本文介紹了注水離心泵滑動軸承摩擦和磨損的概念，對現有滑動軸承表面結構進行改進，確保初期形成邊界摩擦，待軸高速轉動時，油泉供油迅速進入液體摩擦。軸與滑動軸承不接觸，環形油槽起到冷卻、沖洗、潤滑作用，產生的碎屑明顯降低，延長了滑動軸承的使用壽命。

關鍵詞：離心泵；滑動軸承；摩擦和磨損；表面結構；改進；使用壽命

1離心泵概述

離心泵（centrifugal pump）是指靠葉輪旋轉時產生的離心力來輸送液體的泵。離心泵是利用葉輪旋轉而使水發生離心運動來工作的。水泵在啟動前，必須使泵殼和吸水管內充滿水，然后啟動電機，使泵軸帶動葉輪和水做高速旋轉運動，水發生離心運動，被甩向葉輪外緣，經蝸形泵殼的流道流入水泵的壓水管路。軸封裝置保證離心泵正常、高效運轉。離心泵在工作是泵軸旋轉而殼不動，其間的環隙如果不加以密封或密封不好，則外界的空氣會滲入葉輪中心的低壓區，使泵的流量、效率下降。嚴重時流量為零——氣縛。通常，可以采用機械密封或填料密封來實現軸與殼之間的密封。文介紹了注水離心泵滑動軸承摩擦和磨損的概念，對現有滑動軸承表面結構進行改進，延長了滑動軸承的使用壽命。

離心泵滑動軸承頂間隙大于0.3mm 報廢處理，側間隙大于0.2mm 做報廢處理。

2離心泵滑動軸承與摩擦損分析

軸承是支承軸頸的部件，有時也用來支承軸上的回轉零件，電動機的轉子和多級離地泵的轉于等，根據軸承件摩擦、性質不同，軸承可分為滑動摩擦軸承（簡稱滑動軸承）和滾動摩擦軸承（簡稱滾動軸承）。滑動軸承：在滑動軸承表面若能形成潤滑膜將運動副表面分開，則滑動摩擦力可大大降低運動副表面則滑動摩擦力可大大降低，由于運動副的摩擦系數，表面不直接接觸，因此也避免了磨損，滑動軸承的承載力較大，回轉精度高，潤滑效果好，具有抗沖擊作用，因此，在油田上獲得廣泛的應用。而潤滑油膜的形成是滑動軸承能正常工作的基本條件，影響潤滑膜形成的因素有潤滑方式，運動副相潤滑劑的物理性質和運動副表面的粗糙對運動速度，度等，滑動軸承的設計應根據軸承的工作條件，確定軸承的結構類型，選擇潤滑和潤滑方法。

3磨損機理分析

（1）粘著磨損。當運動副摩擦表面的微凸體在靜止時相互作用，各點相嵌在一起，即發生“冷焊”現象，在相對滑動時，材料從- 一個表面轉移到另- 一個表面或脫離所附著的表面，而形成游離顆粒，稱為粘著磨損。（2）磨料磨損。從外部進入摩擦面間的游離硬顆粒（如塵土、或摩擦造成的金屬顆粒）或較硬的微凸體，在較軟的材料表面上劃出的溝紋。被剝離的材料形成新的游離顆粒，這樣的微切削過程叫磨料磨損。滑動軸承機理分析

4軸承支承軸工作

軸在其中轉動時，軸和滑動軸承之間必然有強烈的摩擦。一般滑動軸承材料要具備以下要求：一是在工作溫度下具有足夠的強度和硬度。以便承受軸頸所施加的單位壓力，并能耐磨：二是有足夠的塑性和韌性來保證與軸配合良好，并抵抗沖擊和振動：三是有良好的磨合能力及良好的抗蝕性，以及良好的導熱性和較小的膨脹系數；四是與軸的摩擦系數為最小，并能保持住潤滑油。

5 滑動軸承在運行中出現的問題及改進

在重載、高速轉動的環境下工作，用油泵將潤滑油強制循環到摩擦副表面后，形成油膜，由于油膜非常光滑，阻力很小，從而使摩擦力大大減小。由于各種原因，滑動軸承得不到充分的潤滑，當泵軸靜壓在軸承上時，軸承與軸的側間隙只有0.08 mm，頂部間隙0.17 mm，而軸承底部與軸則直接接觸并沒有存在間隙，潤滑油很難繞過泵軸形成360*的環形很難達到理想狀態下的潤滑效果，徑向流動，當瞬間潤滑油未形成離心力，產生不了足夠的浮啟停泵時，此刻，軸只能由電機帶動泵軸與軸承摩擦轉動，力，承底部大部分與軸產生千摩擦，形成高溫，而產生的高溫將軸承烏金表面燒焦變硬生成積碳，這種變黑又硬的高點對泵損傷最為嚴重，使泵軸出現溝槽，軸承出現麻點，剝蝕、這種長時間的反復啟停泵，會造成二次傷害，嚴重時軸瓦損壞，泵軸表面粗糙，壽命宿短造成了金屬間的干摩擦，從而在很短的時間內產生高溫，燒壞滑動軸承，造成較大的機械事故

分析事故原因有以下幾方面：一是泵靜止時軸緊壓滑動軸承，使滑動軸承與軸之間間隙小啟泵瞬間會出現干摩擦現象，會產生磨損及合金脫落碎屑：二是泵進出口壓力不穩，泵內流體沖擊力不均勻而出現振動，滑動軸承出現疲勞變形，間隙增大，產生振動.軸對滑動軸承產生沖擊現象：三是空氣中沙塵飄入軸與軸瓦之間，軸承出現梨溝、落屑：四是碎屑脫落嚴重時，軸承得不到沖洗，阻塞軸瓦進油口，中斷了潤滑。根據上述分析可以看出，啟停泵時，產生干摩擦對滑動軸承磨損幾率最大我們對滑動軸承表面結構進行調整.軸在潤滑時由干摩擦、邊界摩擦、混合摩擦最后進入液體摩擦第一，沿軸向方向在滑動軸承兩邊車銑4 mm寬、2 mm深油槽兩道，使潤滑油在滑動軸承內形成3600潤滑沖洗、冷卻作用鉆通孔4 mm各4個，使含有雜物的潤滑油在此流出，達到既強化了碎屑的沖洗，和冷卻泵軸作用，而兩邊的油槽又積蓄了瓦面油量的補充量第二，在沿軸向方向在滑動軸承中間，平均銑2 mm、寬2 mm深的存油槽兩道，并在瓦面上均勻鉆直徑2mm，寬2mm深存油坑9個，待啟停泵時，有充足的潤滑油供應，從而改善干摩擦狀態因為泵在高速運轉時軸與滑動軸承間油膜保持在0.01以下，可確保邊界摩擦，待軸高速轉動時，環形油槽供油迅速進入液體摩擦軸與滑動軸承不接觸.產生的碎屑明顯降低延長了滑動軸承的使用壽命。

6效益分析

對滑動軸承的表面加工量不大，其費用很低，如耗電、設備磨損、人工等不足，兩對滑動軸承改進后壽命可以延長20000h，一臺泵每年可以節約10000元，改進后的滑動軸承使用壽命比未改進前延長了2個大修時間，節約了上百萬元的維修費用。

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