离心泵滑动轴承摩损成因分析及处理措施

离心泵滑动轴承摩损成因分析及处理措施

1 明娟 2 周恒 3 王九玲

1 东胜公司河口采油管理区 2 油气集输总厂永安输油站

3桩西采油厂集输大队联合站

摘 要: 轴承是支承轴颈的部件，有时也用来支承轴上的回转零件，电动机的转子和多级离地泵的转于等。离心泵是指靠叶轮旋转时产生的离心力来输送液体的泵。离心泵有立式、卧式、单级、多级、单吸、双吸、自吸式等多种形式。立式离心泵简称为液下泵，熔盐液下泵。本文介绍了注水离心泵滑动轴承摩擦和磨损的概念，对现有滑动轴承表面结构进行改进，确保初期形成边界摩擦，待轴高速转动时，油泉供油迅速进入液体摩擦。轴与滑动轴承不接触，环形油槽起到冷却、冲洗、润滑作用，产生的碎屑明显降低，延长了滑动轴承的使用寿命。

关键词: 离心泵；滑动轴承；摩擦和磨损；表面结构；改进措施

1离心泵概述

离心泵（centrifugal pump）是指靠叶轮旋转时产生的离心力来输送液体的泵。离心泵是利用叶轮旋转而使水发生离心运动来工作的。水泵在启动前，必须使泵壳和吸水管内充满水，然后启动电机，使泵轴带动叶轮和水做高速旋转运动，水发生离心运动，被甩向叶轮外缘，经蜗形泵壳的流道流入水泵的压水管路。轴封装置保证离心泵正常、高效运转。离心泵在工作是泵轴旋转而壳不动，其间的环隙如果不加以密封或密封不好，则外界的空气会渗入叶轮中心的低压区，使泵的流量、效率下降。严重时流量为零——气缚。通常，可以采用机械密封或填料密封来实现轴与壳之间的密封。文介绍了注水离心泵滑动轴承摩擦和磨损的概念，对现有滑动轴承表面结构进行改进，延长了滑动轴承的使用寿命。离心泵滑动轴承顶间隙大于0.3mm 报废处理，侧间隙大于0.2mm 做报废处理。

2离心泵滑动轴承与摩擦损分析

轴承是支承轴颈的部件，有时也用来支承轴上的回转零件，电动机的转子和多级离地泵的转于等，根据轴承件摩擦、性质不同，轴承可分为滑动摩擦轴承(简称滑动轴承) 和滚动摩擦轴承(简称滚动轴承)。滑动轴承: 在滑动轴承表面若能形成润滑膜将运动副表面分开，则滑动摩擦力可大大降低运动副表面则滑动摩擦力可大大降低，由于运动副的摩擦系数,表面不直接接触，因此也避免了磨损，滑动轴承的承载力较大，回转精度高，润滑效果好，具有抗冲击作用，因此，在油田上获得广泛的应用。而润滑油膜的形成是滑动轴承能正常工作的基本条件，影响润滑膜形成的因素有润滑方式，运动副相润滑剂的物理性质和运动副表面的粗糙对运动速度，度等，滑动轴承的设计应根据轴承的工作条件，确定轴承的结构类型，选择润滑和润滑方法。

3磨损机理分析

(1) 粘着磨损。当运动副摩擦表面的微凸体在静止时相互作用,各点相嵌在一起，即发生“冷焊”现象,在相对滑动时，材料从- 一个表面转移到另- 一个表面或脱离所附着的表面，而形成游离颗粒，称为粘着磨损。(2) 磨料磨损。从外部进入摩擦面间的游离硬颗粒(如尘土、或摩擦造成的金属颗粒)或较硬的微凸体，在较软的材料表面上划出的沟纹。被剥离的材料形成新的游离颗粒，这样的微切削过程叫磨料磨损。滑动轴承机理分析

4轴承支承轴工作

轴在其中转动时，轴和滑动轴承之间必然有强烈的摩擦。一般滑动轴承材料要具备以下要求:一是在工作温度下具有足够的强度和硬度。以便承受轴颈所施加的单位压力，并能耐磨:二是有足够的塑性和韧性来保证与轴配合良好，并抵抗冲击和振动:三是有良好的磨合能力及良好的抗蚀性，以及良好的导热性和较小的膨胀系数;四是与轴的摩擦系数为最小，并能保持住润滑油。

5 滑动轴承在运行中出现的问题及改进

在重载、高速转动的环境下工作，用油泵将润滑油强制循环到摩擦副表面后，形成油膜，由于油膜非常光滑，阻力很小，从而使摩擦力大大减小。由于各种原因，滑动轴承得不到充分的润滑，当泵轴静压在轴承上时，轴承与轴的侧间隙只有0.08 mm,顶部间隙0.17 mm，而轴承底部与轴则直接接触并没有存在间隙，润滑油很难绕过泵轴形成360*的环形很难达到理想状态下的润滑效果，径向流动，当瞬间润滑油未形成离心力，产生不了足够的浮启停泵时，此刻，轴只能由电机带动泵轴与轴承摩擦转动,力，承底部大部分与轴产生千摩擦，形成高温，而产生的高温将轴承乌金表面烧焦变硬生成积碳，这种变黑又硬的高点对泵损伤最为严重，使泵轴出现沟槽，轴承出现麻点，剥蚀、这种长时间的反复启停泵，会造成二次伤害，严重时轴瓦损坏，泵轴表面粗糙，寿命宿短造成了金属间的干摩擦，从而在很短的时间内产生高温，烧坏滑动轴承，造成较大的机械事故分析事故原因有以下几方面:一是泵静止时轴紧压滑动轴承，使滑动轴承与轴之间间隙小启泵瞬间会出现干摩擦现象，会产生磨损及合金脱落碎屑:二是泵进出口压力不稳，泵内流体冲击力不均匀而出现振动，滑动轴承出现疲劳变形，间隙增大，产生振动.轴对滑动轴承产生冲击现象:三是空气中沙尘飘入轴与轴瓦之间，轴承出现梨沟、落屑:四是碎屑脱落严重时，轴承得不到冲洗，阻塞轴瓦进油口，中断了润滑。根据上述分析可以看出，启停泵时，产生干摩擦对滑动轴承磨损几率最大我们对滑动轴承表面结构进行调整.轴在润滑时由干摩擦、边界摩擦、混合摩擦最后进入液体摩擦第一，沿轴向方向在滑动轴承两边车铣4 mm宽、2 mm深油槽两道，使润滑油在滑动轴承内形成360

⁰润滑冲洗、冷却作用钻通孔4 mm各4个，使含有杂物的润滑油在此流出，达到既强化了碎屑的冲洗，和冷却泵轴作用，而两边的油槽又积蓄了瓦面油量的补充量第二，在沿轴向方向在滑动轴承中间，平均铣2 mm、宽2 mm深的存油槽两道，并在瓦面上均匀钻直径2mm，宽2mm深存油坑9个，待启停泵时，有充足的润滑油供应，从而改善干摩擦状态因为泵在高速运转时轴与滑动轴承间油膜保持在0.01以下，可确保边界摩擦，待轴高速转动时，环形油槽供油迅速进入液体摩擦轴与滑动轴承不接触.产生的碎屑明显降低延长了滑动轴承的使用寿命。

6效益分析

对滑动轴承的表面加工量不大，其费用很低，如耗电、设备磨损、人工等不足，两对滑动轴承改进后寿命可以延长20000h，一台泵每年可以节约10000元，改进后的滑动轴承使用寿命比未改进前延长了2个大修时间，节约了上百万元的维修费用。

参考文献:

[1]齿轮箱流体动压滑动轴承的多目标优化[J]. 王增胜,刘保国,吴磊,张志强. 机械传动. 2016(05)

[2]国际流体动压滑动轴承的研究动向[J].  西安交通大学学报. 2012(03)

[3]高速流体动压滑动轴承的润滑分析[J]. 郭力,李波. 湖南轻工业高等专科学校学报. 2002(02)

[3]流体动压轴承Reynolds方程的求解及其承载能力的计算[J]. 杜遥雪. 青岛化工学院学报. 2010(04)