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第 23 卷 第 6 期 水 利 水 电 科 技 进 展 2003 年 12 月 斜轴伸水泵的导轴承材料应用分析 黄 毅 ( 水利 部上海 勘测 设计 研究 院 ， 上海200434) 摘 要 ： 介 绍 国 内大 型斜 轴伸 水 泵 导 轴 承 的 结构 型 式 ， 主 要 有 油 润 滑 和 水 润 滑 两 种 ， 油 润 滑 轴 承 材 料 主要有 巴氏合金和弹性金 属 塑料 ， 水润滑轴承材料 主要有 P23 酚醛 塑料 和 F102 复合 材料 ， 具体应 用 中要 慎 重 考 虑 ， 对 轴 承 材料 要 进 行 强度 复核 ， 严 格 掌 握加 工技 术 ， 关 键 词 ： 斜 轴伸 水 泵 ； 导轴 承 ； 油 润 滑 ； 水 润 滑 中 图分 类 号 ： TH3 文 献 标 识 码 ： B 文章 编 号 ： 1006 — 7647 (2003 )06 — 0047 — 02 1斜轴 伸水 泵导 轴 承 受力 特点 水泵分卧式 、 立式 和斜式 三种 布置 ， 其 中斜轴伸 式水 泵 的 受力 状 态 最 复 杂 ， 水 导 轴 承 同时 承 受 水 平 分力和垂直分力 ， 包括水泵转 动部 分的重量 、 运行时 水 流 引起 的水 力 不 平 衡 力 、 制 造 偏 差 引 起 的 泵 叶 轮 的不平衡力和泵轴 挠度引起的离心力等 ． 水 导 轴 承是 斜 轴 伸 水 泵 的 重 要 受 力 部 件 ， 大 型 斜轴伸水泵导轴承在机组启 动与停机时的润滑条件 非 常 恶 劣 ． 开机 时 ， 转 动 部 分 的 重 量 对 导 轴 承 下 部 挤 压 ， 以致 在 机 组 启 动 瞬 间 ， 导 轴 承 处 于 干 ( 半 干 )摩 擦 状态 ； 停机时 ， 由于转 速 的降低 ， 润滑 膜厚 度逐渐减 小到最小值 ． 如何保证大型斜泵导轴承 的安全运行 ， 进行轴 承受力 和结构 型式 的研 究是 当务 之急 ， 本文 对 轴 承 材 料作 一 简 要 分析 ． ． 2水 泵导 轴承 型 式和 材 料 近年来 国 内生 产 制 造 的 大 型 斜 轴 伸 水 泵 主要 有 1991 年 投入 运 行 的 内 蒙古 红 圪 卜2． 5 m 直径 斜 45。 泵 和湖 南 黄盖 湖 3 ． 0 m 直径 斜 15。 泵 、 1 997 年 投 入运 行 的 广 东顺 德 贵 畔海 2． 0 m 直 径 斜 45。 泵 、 1998 年投 入 运行 的江苏新夏港 2． 0m 直径斜 30。 泵 、 1 999 年投入运行的 浙 江盐 官 3． 8 m 直径 斜 15。 泵 和 福 建 福 州 3 ． 0 m 斜 15。 变转 速 泵 、 2000 年 投 入 运 行 的上 海 张 家 塘 2． 5 m 直 径 斜 30。 泵 、 2003 年投入运行的江苏太浦河 4． 1 m直径斜 15。 泵等 ． 综观上述斜泵产品 ， 导轴承 的结构 型式主要 有 两 种 ， 一种 是 油 润 滑 型式 ， 一种 是 水 润滑 型式 ． 2 ． 1油 润 滑 轴 承 油 润 滑 轴 承 主 要 是 金 属 轴 承 ， 通 常 采 用 巴 氏合 金 ( 锡 基 和 铝 基 两 种 ) 材 料 ． 在 轴 承 钢 基 瓦 坯 上 浇 铸 两层 瓦 面 ， 下 层是 由螺 旋 状 青 铜 丝 压 制 而 成 的 弹 性 层 ， 钎焊在钢基瓦坯 上 ， 作为 瓦衬 ； 上层是 合金 或复 合 金属 材 料 ， 浇铸 在 瓦 衬 上 ． 中 间采 用 的 弹性 层 主 要 是 用 来 连 接 膨 胀 系 数 相 差 悬 殊 的 面 层 和 毛 坯 ， 改 善 瓦面的受力状况并 起减振 作用 ． 该 瓦许 用压强 可达 到 7MPa， 瓦间各部 位荷 载允许 相差 10％． 轴承 可采 用 油盆 自润滑 ， 也 可 采 用 油 强迫 外循 环 润 滑 ， 巴 氏合 金具有 良好 的减磨性和耐磨性 ， 但 强度较低 ， 且 由于 轴 电流 的存在 ， 在轴 颈与轴 瓦之 间产生 的小 电弧使 巴 氏合 金 的 合 金 粉 末 逐 渐 粘 吸 到 轴 颈 上 ， 破 坏 了 轴 瓦的 良好工作面 ； 同时 由于电流的电解作 用 ， 使润滑 油变质 、 油温升高 ． 轴 承一 般带燕 尾槽 结构 ， 便 于油 在轴承 内部流动形成 油膜 ． 巴氏合金 瓦安装 工作 量 大 ， 要求刮研技术很 高 ， 且刮研大大缩短 了轴瓦的使 用寿命 ， 由于刮 瓦工艺不 当影 响机组 运行 可靠性 的 情 况 在 水 电站 机 组 上 时 有 发 生 ． 针对 巴氏合金瓦承载能力小 、 摩擦系数大 、 刮瓦 技 术 繁 杂 的 缺 点 ， 水 轮 机 行 业 将 一 些 细 铜 丝 与 聚 四 氟 乙烯压制烧结成薄板 ， 再钎焊在金属瓦衬上 ， 称为 弹性 金 属 塑 料 瓦 ? ． 弹 性 金 属 塑 料 瓦 的 表 面层 对 金 属 的 附着 力 特别 强 ， 在 无 润 滑 或 局 部 润 滑 的 状 态 下 摩擦 时 ， 表 面 层 聚 四 氟 乙烯 立 即 向 被 磨 损 的金 属 表 面转移 ， 形成牢 固的转移膜 ， 使摩擦 变成 了聚 四氟 乙 烯 层 内部 的摩 擦 ， 从 而 改善 摩 擦磨 损 ， 其 摩 擦 磨 损 性 能 见 表 1． 弹 性 金 属 塑 料 瓦 导 热 系 数 小 ， 仅 有 0． 20 4 kJ／ ( m· s· 。 【 ： ) ； 具有 良好 的绝缘 性能 ， 能避 免轴 瓦 与轴 颈 之 间产生 轴 电流 ． 弹性 金 属 塑料 瓦是 一 个 弹 性 体 ， 具 有 很好 的 自调 节 性 能 ， 在 轴 瓦 受 力 不 均 时 能 作 者简介 ： 黄毅 ( 1970- -) ， 女 。 江西九 江人 。 工程 师 。 从事 水力机 械设计工 作 ·4 7· 维普资讯 http://www.cqvip.com