[实用新型]离心泵陶瓷滑动轴承

说明书

本实用新型用于石油化工及油田用离心泵，作为泵轴承支承。

常规滑动轴承大多是由巴氏合金、铜合金、铝合金、复合材料制造而成，其中锡基铸造合金约占57％，铝基铸造合金占25％。虽然它们都具有良好的耐磨性，耐疲劳性，抗咬合性，嵌藏性，由于这些材料的硬度较低，都需要配有润滑和散热装置，且对润滑物的纯度要求甚高，所以大大限制了使用范围。

一九八六年我们在离心泵上运用了复合材料无油润滑滑动轴承、采用内置式结构直接浸在输送介质中，既简化了泵的结构又解决了密封问题。虽然复合材料的减摩特性很好，但由于耐磨粒磨损较差，所以在含砂或其它固体颗粒较多的介质中寿命很低。以上分析的结果和大量的工业试验结论一样，说明这些滑动轴承的适用范围有很大的局限性，尤其不适用油田含砂原油输送。

为解决上述存在的问题，能在结构和材料上找到一种理想的滑动轴承，以拓宽它的使用范围，满足油田介质使用的特性，提高其使用寿命，本实用新型提供一种新结构和新材料的陶瓷滑动轴承。

本陶瓷滑动轴承，是以特种陶瓷材料为摩擦副，设计出适应陶瓷特性的结构，使其充分利用陶瓷的优点，避免它的不利因素，达到油田介质使用目的的新型设计。

特种陶瓷是以人工化合物ZrO₂和Ae₂O₃为原料制成，其特点是硬度高，抗压强度大，耐高温，耐磨损，抗氧化和耐腐蚀性能好等，但质脆，缺乏延展性，受力后不易产生塑性变形，经不起敲打碰撞、弯拉剪切，急冷、急热性较差。基于这些特点，在结构上将轴承支座[1]设计有多个过流通道，由于轴瓦[2]为特种陶瓷材料，故选择适合陶瓷特性的配合性质置于其中，这样不仅可减少陶瓷轴瓦的受力面积，又能利用平衡装置的泄漏来冷却轴承工作产生的热量，避免了急冷急热对陶瓷材料的影响。

下面将结合附图作详细说明。

附图1是本陶瓷滑动轴承的结构示意图和工作原理图。它主要由轴承支座[1]、轴瓦[2]、喷涂陶瓷轴颈[3]组成。轴承支座[1]安置于泵腔隔壁孔内，其端面用螺钉固定，轴瓦[2]外颈与轴承支座[1]孔作适当的过盈配合。喷涂陶瓷轴颈[3]是一个基体为钢质外颈喷涂陶瓷的隔套，内孔与泵轴[4]作配合装入，端部用挡套[6]和螺帽[5]固于轴上。当离心泵正常运行对，由平衡装置泄漏形成压力P₂，在压力P₂作用下，介质由P₁腔经轴承支座[1]的过流通道流至P₁腔回到离心泵的进口端。由于介质的不断流动，从而冷却了轴承工作产生的热量，同时还润滑了轴承。为使轴承能在含固体颗粒的介质中使用，选择了陶瓷作为摩擦副材料，利用它的抗磨粒磨损性好的这一特点，满足了油田介质使用的特性，从而提高了泵的可靠性和使用寿命。

图2是轴承支座[1]的结构图，在其体上加工有多个过流通道，用于冷却轴承工作产生的热量，使轴承在一个相对恒定的温度下工作。

陶瓷滑动轴承与原有技术对比具有如下优点：

1.本实用新型具有其它材料滑动轴承的所有功能；

2.相同的工作条件下，本实用新型的P·V值极限高出其它滑动轴承数倍，可靠性和使用寿命都有很大的提高。

3.自身润滑，冷却，减少了投资；

4.本实用新型不但有很高的抗磨粒磨损能力，还具有抗酸、碱或其它腐蚀性能力。尤其适用于含砂原油、油田污水及石油化工介质之中的应用。