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裴家圩泵站1#機組貫流泵水密封及導(dǎo)軸承故障修復(fù)改造
2013-01-09
摘 要：本文介紹了蘇州裴家圩泵站臥式貫流泵機組運行及故障發(fā)生的情況，分析了水密封及導(dǎo)軸承密封結(jié)構(gòu)的缺陷，是水泵故障的主要原因。結(jié)合故障修復(fù)，對水密封及導(dǎo)軸承的結(jié)構(gòu)型式進行了改進，經(jīng)過分析比較，選用水潤滑賽龍軸承。
關(guān)鍵詞：臥式泵；水密封；導(dǎo)軸承；賽龍
蘇州裴家圩泵站裝有5臺1900ZWS-1臥式豎井雙向全調(diào)節(jié)貫流泵。
1 水泵水密封和水導(dǎo)軸承結(jié)構(gòu)
水泵主軸密封位于導(dǎo)軸承后側(cè)，采用水壓活塞式密封和填料雙道密封結(jié)構(gòu)。水壓活塞式密封由封水環(huán)、水封外環(huán)、橡膠活塞密封環(huán)等組成，在水封腔內(nèi)通以壓力為0.1MPa的清水，當(dāng)密封水接通過后，水壓使活塞密封面與泵軸不銹鋼凸臺表面接觸，起到封水作用。停機時采用填料密封，機組運行時需不間斷供給壓力水，少量的泄漏水從進水錐管下側(cè)導(dǎo)葉內(nèi)的排水管排出，整個進水錐是密封無水的。導(dǎo)軸承安裝在輪轂體內(nèi)，為分半式巴氏合金滑動軸承，稀油自潤滑循環(huán)，用兩道骨架油封密封，潤滑油從上部油杯加入。軸瓦上設(shè)一鉑熱電阻測溫元件，用以監(jiān)視軸承溫度。
2 機組運行情況及故障的發(fā)生
機組于2003年底安裝完畢，安裝時水導(dǎo)軸承的密封在靜態(tài)下用煤油做泄漏試驗，無泄漏現(xiàn)象。1#泵在安裝結(jié)束后檢查時發(fā)現(xiàn)水導(dǎo)軸承的測溫電阻開路，由于河道已放水，未能進行處理。2004年6月下旬，機組投入運行，水泵的導(dǎo)軸承平均4～6h需加油（32#透平油）一次，每次每臺約8kg左右。9月1日后，根據(jù)水泵廠的意見，改加00#鋰基潤滑脂，軸承溫度相比加稀油時高5~8℃，平均加油間隔時間為8h，每臺每次加潤滑脂5~7kg不等。
經(jīng)過幾天的運行，從加油的次數(shù)和加油量上看，用潤滑脂代替稀油潤滑，潤滑油的泄漏并無明顯減少。當(dāng)水導(dǎo)溫度上升到48℃~50℃時，上升特別快。由于1#泵水導(dǎo)無溫度顯示，從安全考慮，9月6日后1#泵重新使用32#透平油，并縮短加油間隔，每次都將軸承油箱加滿。運行中發(fā)現(xiàn)1#水泵的排水管漏水量比另外4臺水泵要大。至10月下旬，由于氣溫下降，其它機組根據(jù)軸承溫度變化情況，加油間隔時間逐漸變長，為12~20h不等，加油量同前。1#泵水導(dǎo)加油量逐漸減少，只加1~2kg油杯就滿，但機組運行并未見異常。2004年12月19日，運行人員發(fā)現(xiàn)1#水泵推力軸承座軸頸和水泵導(dǎo)葉上部的供水管處向外噴水，于是緊急停機。1#機組從試運行到故障發(fā)生，共運行1300小時。
將1#泵打開檢查，發(fā)現(xiàn)橡膠活塞密封環(huán)的一道密封圈已經(jīng)脫離密封檔，另一道密封圈斷開，水壓密封已失效；水壓密封座的導(dǎo)向銷斷裂。軸承下部整個表面巴氏合金層嚴重磨損、脫落，脫落的合金屑已結(jié)塊，結(jié)塊的厚度約2~4mm。泵軸表面有嚴重的磨損拉溝。由于泵軸下沉，軸承兩端壓環(huán)將泵軸磨了兩道溝。
3 故障原因及結(jié)構(gòu)缺陷分析
根據(jù)機組打開的情況，故障的直接原因是活塞密封環(huán)O形密封圈破壞，造成水的泄漏，排水管來不及排出，導(dǎo)軸承內(nèi)進水，導(dǎo)軸瓦在沒有潤滑油的情況下運轉(zhuǎn)，導(dǎo)致主軸磨損、導(dǎo)軸承損壞。
裴家圩泵站設(shè)計年運行時間為3~4個月，長時間停機時，由于水體含有泥沙，密封活塞封水環(huán)表面和密封圈會固結(jié)淤泥及雜質(zhì)，運行時O形密封圈易損壞，密封結(jié)構(gòu)不適合裴家圩泵站的運行工況。從打開的情況看，不銹鋼凸臺表面已有磨損現(xiàn)象，活塞腔內(nèi)也有固結(jié)淤泥。由于密封不好，密封用的壓力水反而會造成水的泄漏。水密封的破壞，同時導(dǎo)致油密封的失效。
水導(dǎo)自潤滑循環(huán)軸承靠兩道骨架油封，密封的可靠性較差。在水泵運行時，由于泵軸的振動，外側(cè)密封圈易磨損，潤滑油的泄漏，造成水質(zhì)的污染，增加運行成本。按照設(shè)計年運行時間，裴家圩泵站一年會有8~10T油流入河中。填料密封位于進水錐管內(nèi)，在運行一段時間磨損后，需要排空流道內(nèi)積水，進入到泵內(nèi)部才可檢修。鉑熱電阻的壽命不長，一旦軸承失去溫度監(jiān)視，軸承箱內(nèi)是油是水無法判定，安全運行不能保證。
根據(jù)以上分析，如果在原來的基礎(chǔ)上進行簡單的修復(fù)，不能從根本上解決問題。必須對水密封的結(jié)構(gòu)型式和導(dǎo)軸承的結(jié)構(gòu)型式進行改進。
4 修復(fù)方案的選擇
4.1 水密封結(jié)構(gòu)型式的選擇
臥式泵的主軸水密封，一種是位于導(dǎo)軸承與葉輪之間，采用活塞密封與填料雙重密封，密封的導(dǎo)水錐管內(nèi)是無水的，導(dǎo)軸承油密封外側(cè)與空氣接觸，即干式結(jié)構(gòu)；另一種是靠近推力軸承一側(cè)，采用填料密封，導(dǎo)軸承油密封外側(cè)與水接觸，為濕式結(jié)構(gòu)。根據(jù)上面的分析，由于本站的運行特點，采用干式結(jié)構(gòu)密封的可靠性不能滿足要求，因此修復(fù)時考慮采用濕式結(jié)構(gòu)。即取消原活塞密封機構(gòu)及加水管，填料密封機構(gòu)移到原推力軸承位置，推力軸承向電機側(cè)平移。推力軸承座與填料函之間通過集水盤聯(lián)接，集水盤的鋼度和強度要滿足推力軸承的負荷要求，保證推力軸承的穩(wěn)定性。填料密封由流道內(nèi)移至流道外，方便了填料的壓緊和更換。
4.2 導(dǎo)軸承型式的選擇
目前國內(nèi)水泵導(dǎo)軸承主要有油潤滑金屬軸承和水潤滑非金屬軸承。金屬滑動導(dǎo)軸承一般采用巴氏合金材料，有脂潤滑和稀油潤滑兩種潤滑方式。滾動軸承多見應(yīng)用于燈泡貫流式的貫流泵機組和臥式潛水泵機組，一般均用稀油潤滑，更換時拆裝工作量大，維修困難。根據(jù)本站的特點和運行情況，采用脂潤滑是不合適的，脂潤滑軸承與軸間建立油膜，軸線速度要求大于5.3m/s，而本站水泵轉(zhuǎn)速為155r/min，泵軸直徑200mm，泵軸的線速度只有1.62m/s，且長期停機后油脂會老化、干結(jié)。采用稀油潤滑，不論是金屬滑動軸承和滾動軸承，均需增加稀油潤滑站或重力油箱，原有的密封結(jié)構(gòu)需要更換改進?！?br /> 由于本站是改進修復(fù)，為了減少水泵及外部結(jié)構(gòu)大的改動，便于運行維修管理，與水密封的改進相對應(yīng)，導(dǎo)軸承考慮采用水潤滑非金屬軸承。它不需要復(fù)雜的潤滑冷卻系統(tǒng)，不會引起水質(zhì)的污染。
4.3 水潤滑導(dǎo)軸承材料的選擇
4.3.1 水潤滑非金屬軸承比較
在水泵上應(yīng)用的水潤滑非金屬軸承有橡膠軸承、P23軸承、F102軸承、彈性金屬塑料軸承和賽龍軸承。橡膠軸承主要用于立式泵，臥式泵僅有秦淮新河泵站采用過，是過去材料技術(shù)較落后的情況下使用的，其承載能力和耐磨性較差。P23軸承（一種酚醛塑料軸承）在一些排澇泵站使用過，其運行的穩(wěn)定性不高，累計運行2000多小時，泵軸與軸承接觸面已有拉毛痕跡。酚醛塑料脆性較大,一旦有碎屑脫落,會磨損并拉毛大軸?！ ?br /> F102軸承是混合纖維增強樹脂的混雜纖維自潤滑復(fù)合材料，其中填加適量的固體潤滑劑和抗磨劑等，具有良好的摩擦磨損特性，可在干摩擦下或油、水、乳化液等潤滑劑中工作。目前國內(nèi)使用的泵站也不多，僅鹽官、張家塘及新東臺抽水站等使用，實際運行時間均較短，在大型臥式泵上的應(yīng)用還不能說有成功的經(jīng)驗。預(yù)期的5000h軸承壽命還不能滿足要求。
彈性金屬塑料瓦用于替代巴氏合金瓦，在油潤滑推力軸承上已取得成功經(jīng)驗。用于水潤滑水導(dǎo)軸承在臥式水輪機上也有過試驗，但用于水泵只在秦淮新河泵站改造中有一臺采用，目前還沒有運行經(jīng)驗。彈性金屬塑料瓦的自潤滑性功能，在起機瞬間油（水）膜還沒有形成時，是依靠氟塑料的自潤滑性能過渡到油（水）膜建立。根據(jù)本站1#泵金屬瓦進水后機組運行的情況看，巴氏合金軸承損壞主要是合金剝落后加劇了軸承和泵軸的磨損。水潤滑彈性金屬塑料瓦如果不剝落，有清水潤滑應(yīng)該是可以運行的。但本站泵軸的線速度小于水潤滑軸承水膜建立線速度大于9.3m/s的要求，在沒有清水潤滑的情況下，可能會造成軸承重載直接摩擦。彈性金屬塑料瓦在水中的磨擦磨損性能，目前還沒有研究。其使用壽命也是一個未知數(shù)。
賽龍軸承是加拿大賽龍軸承公司專門研制生產(chǎn)的由三次交叉結(jié)晶熱凝性樹脂制造的聚合物，是一種自恢復(fù)性和彈性極好的材料，能耐沖擊，且易加工，耐污水，耐磨損，對泥砂雜質(zhì)不敏感。賽龍軸承在立式泵水導(dǎo)軸承已有廣泛的應(yīng)用，但在臥式泵水導(dǎo)軸承的應(yīng)用目前還未普及，但在在船舶尾軸承、舵軸承有廣泛應(yīng)用，性能優(yōu)于其他傳統(tǒng)水潤滑軸承。其學(xué)性能穩(wěn)定，抗老化性強，使用壽命長，磨擦系數(shù)小，對軸的磨損小，可延長軸的使用壽命，降低維護軸的費用。賽龍軸承因具有彈性，對泵運行中振動的適應(yīng)性應(yīng)該比金屬軸承好，壓力分布更均勻。
根據(jù)以上比較，裴家圩泵站擬采用賽龍軸承。
4.3.2 水潤滑賽龍軸承可行性分析
賽龍水潤滑軸承的動磨擦系數(shù)為0.01~0.05，隨線速度的變化而不同。當(dāng)轉(zhuǎn)速較低時，由于沒有形成流體動壓潤滑，摩擦系數(shù)較大；當(dāng)轉(zhuǎn)速達到一定值時，形成流體動力潤滑狀態(tài)，摩擦主要為流體內(nèi)的摩擦，摩擦系數(shù)變小并穩(wěn)定。賽龍軸承具有良好的自潤滑性，不論是干磨擦性能還是濕磨擦性能均較好，在無水情況下可以運行30~90s。賽龍軸承在水中的運行溫度可達60℃（超過此溫度，會發(fā)生水解），冷卻水溫度要求不超過50℃。為保證水泵運行的穩(wěn)定性和軸承使用壽命，裴家圩泵站選用賽龍軸承的COMPAC系列（桔紅色）軸承。COMPAC系列軸承，承壓可達2.4MPa，可制成獨特的水槽構(gòu)型，具有較好的水動力條件，線速度1.4m/s以上即可形成水膜。裴家圩泵站機組啟動時間只有十多秒，軸承的比壓為1.73kg/cm2，因此賽龍軸承完全能滿足水泵運行和啟動的要求。
裴家圩泵站利用原球形軸瓦外殼，軸承制成分半式結(jié)構(gòu)，下部采用圓筒型整體結(jié)構(gòu)，以增加軸承的承載；上半部開縱向水槽，便于軸承的水潤滑和冷卻。
4.4 泵軸軸頸的修復(fù)
不論使用哪種水潤滑軸承，提高軸頸的表面質(zhì)量，對改善軸承使用工況，增加軸承的使用壽命，提高軸承使用的可靠性，都是至關(guān)重要的。裴家圩泵站1#泵軸頸已有嚴重的磨損，在軸頸修復(fù)時，要考慮提高泵軸表面的硬度和光潔度，確保水導(dǎo)軸承運行時不磨損泵軸。泵軸的修復(fù)采用在不銹鋼上鍍鉻的方法，在軸頸磨損部位電鍍一層鉻合金，再通過磨光，保證光潔度和原來尺寸。電鍍的方法比不銹鋼堆焊的方法，更容易控制泵軸的尺寸，防止泵軸發(fā)生變形。
5 結(jié)束語
裴家圩泵站1#泵改進修復(fù)后，機組運行正常平穩(wěn)。水潤滑賽龍軸承的成功應(yīng)用，為其它同類型機組的設(shè)計和改造提供了寶貴的經(jīng)驗。裴家圩泵站將根據(jù)1#泵的經(jīng)驗陸續(xù)對其它4臺機組進行改造。
刊于《水泵技術(shù)》2007年1期
參考文獻：
1.高盤林.南水北調(diào)與斜式軸流泵 中國流體機械學(xué)會,2002年論文集
2.楊樹雄. 大型臥式軸流泵水導(dǎo)軸承的研究 排灌機械第21卷第1期
3.楊洪群等.泵站機組水導(dǎo)軸承的研究 排灌機械第22卷第3期
關(guān)鍵詞：臥式泵；水密封；導(dǎo)軸承；賽龍
蘇州裴家圩泵站裝有5臺1900ZWS-1臥式豎井雙向全調(diào)節(jié)貫流泵。
1 水泵水密封和水導(dǎo)軸承結(jié)構(gòu)
水泵主軸密封位于導(dǎo)軸承后側(cè)，采用水壓活塞式密封和填料雙道密封結(jié)構(gòu)。水壓活塞式密封由封水環(huán)、水封外環(huán)、橡膠活塞密封環(huán)等組成，在水封腔內(nèi)通以壓力為0.1MPa的清水，當(dāng)密封水接通過后，水壓使活塞密封面與泵軸不銹鋼凸臺表面接觸，起到封水作用。停機時采用填料密封，機組運行時需不間斷供給壓力水，少量的泄漏水從進水錐管下側(cè)導(dǎo)葉內(nèi)的排水管排出，整個進水錐是密封無水的。導(dǎo)軸承安裝在輪轂體內(nèi)，為分半式巴氏合金滑動軸承，稀油自潤滑循環(huán)，用兩道骨架油封密封，潤滑油從上部油杯加入。軸瓦上設(shè)一鉑熱電阻測溫元件，用以監(jiān)視軸承溫度。
2 機組運行情況及故障的發(fā)生
機組于2003年底安裝完畢，安裝時水導(dǎo)軸承的密封在靜態(tài)下用煤油做泄漏試驗，無泄漏現(xiàn)象。1#泵在安裝結(jié)束后檢查時發(fā)現(xiàn)水導(dǎo)軸承的測溫電阻開路，由于河道已放水，未能進行處理。2004年6月下旬，機組投入運行，水泵的導(dǎo)軸承平均4～6h需加油（32#透平油）一次，每次每臺約8kg左右。9月1日后，根據(jù)水泵廠的意見，改加00#鋰基潤滑脂，軸承溫度相比加稀油時高5~8℃，平均加油間隔時間為8h，每臺每次加潤滑脂5~7kg不等。
經(jīng)過幾天的運行，從加油的次數(shù)和加油量上看，用潤滑脂代替稀油潤滑，潤滑油的泄漏并無明顯減少。當(dāng)水導(dǎo)溫度上升到48℃~50℃時，上升特別快。由于1#泵水導(dǎo)無溫度顯示，從安全考慮，9月6日后1#泵重新使用32#透平油，并縮短加油間隔，每次都將軸承油箱加滿。運行中發(fā)現(xiàn)1#水泵的排水管漏水量比另外4臺水泵要大。至10月下旬，由于氣溫下降，其它機組根據(jù)軸承溫度變化情況，加油間隔時間逐漸變長，為12~20h不等，加油量同前。1#泵水導(dǎo)加油量逐漸減少，只加1~2kg油杯就滿，但機組運行并未見異常。2004年12月19日，運行人員發(fā)現(xiàn)1#水泵推力軸承座軸頸和水泵導(dǎo)葉上部的供水管處向外噴水，于是緊急停機。1#機組從試運行到故障發(fā)生，共運行1300小時。
將1#泵打開檢查，發(fā)現(xiàn)橡膠活塞密封環(huán)的一道密封圈已經(jīng)脫離密封檔，另一道密封圈斷開，水壓密封已失效；水壓密封座的導(dǎo)向銷斷裂。軸承下部整個表面巴氏合金層嚴重磨損、脫落，脫落的合金屑已結(jié)塊，結(jié)塊的厚度約2~4mm。泵軸表面有嚴重的磨損拉溝。由于泵軸下沉，軸承兩端壓環(huán)將泵軸磨了兩道溝。
3 故障原因及結(jié)構(gòu)缺陷分析
根據(jù)機組打開的情況，故障的直接原因是活塞密封環(huán)O形密封圈破壞，造成水的泄漏，排水管來不及排出，導(dǎo)軸承內(nèi)進水，導(dǎo)軸瓦在沒有潤滑油的情況下運轉(zhuǎn)，導(dǎo)致主軸磨損、導(dǎo)軸承損壞。
裴家圩泵站設(shè)計年運行時間為3~4個月，長時間停機時，由于水體含有泥沙，密封活塞封水環(huán)表面和密封圈會固結(jié)淤泥及雜質(zhì)，運行時O形密封圈易損壞，密封結(jié)構(gòu)不適合裴家圩泵站的運行工況。從打開的情況看，不銹鋼凸臺表面已有磨損現(xiàn)象，活塞腔內(nèi)也有固結(jié)淤泥。由于密封不好，密封用的壓力水反而會造成水的泄漏。水密封的破壞，同時導(dǎo)致油密封的失效。
水導(dǎo)自潤滑循環(huán)軸承靠兩道骨架油封，密封的可靠性較差。在水泵運行時，由于泵軸的振動，外側(cè)密封圈易磨損，潤滑油的泄漏，造成水質(zhì)的污染，增加運行成本。按照設(shè)計年運行時間，裴家圩泵站一年會有8~10T油流入河中。填料密封位于進水錐管內(nèi)，在運行一段時間磨損后，需要排空流道內(nèi)積水，進入到泵內(nèi)部才可檢修。鉑熱電阻的壽命不長，一旦軸承失去溫度監(jiān)視，軸承箱內(nèi)是油是水無法判定，安全運行不能保證。
根據(jù)以上分析，如果在原來的基礎(chǔ)上進行簡單的修復(fù)，不能從根本上解決問題。必須對水密封的結(jié)構(gòu)型式和導(dǎo)軸承的結(jié)構(gòu)型式進行改進。
4 修復(fù)方案的選擇
4.1 水密封結(jié)構(gòu)型式的選擇
臥式泵的主軸水密封，一種是位于導(dǎo)軸承與葉輪之間，采用活塞密封與填料雙重密封，密封的導(dǎo)水錐管內(nèi)是無水的，導(dǎo)軸承油密封外側(cè)與空氣接觸，即干式結(jié)構(gòu)；另一種是靠近推力軸承一側(cè)，采用填料密封，導(dǎo)軸承油密封外側(cè)與水接觸，為濕式結(jié)構(gòu)。根據(jù)上面的分析，由于本站的運行特點，采用干式結(jié)構(gòu)密封的可靠性不能滿足要求，因此修復(fù)時考慮采用濕式結(jié)構(gòu)。即取消原活塞密封機構(gòu)及加水管，填料密封機構(gòu)移到原推力軸承位置，推力軸承向電機側(cè)平移。推力軸承座與填料函之間通過集水盤聯(lián)接，集水盤的鋼度和強度要滿足推力軸承的負荷要求，保證推力軸承的穩(wěn)定性。填料密封由流道內(nèi)移至流道外，方便了填料的壓緊和更換。
4.2 導(dǎo)軸承型式的選擇
目前國內(nèi)水泵導(dǎo)軸承主要有油潤滑金屬軸承和水潤滑非金屬軸承。金屬滑動導(dǎo)軸承一般采用巴氏合金材料，有脂潤滑和稀油潤滑兩種潤滑方式。滾動軸承多見應(yīng)用于燈泡貫流式的貫流泵機組和臥式潛水泵機組，一般均用稀油潤滑，更換時拆裝工作量大，維修困難。根據(jù)本站的特點和運行情況，采用脂潤滑是不合適的，脂潤滑軸承與軸間建立油膜，軸線速度要求大于5.3m/s，而本站水泵轉(zhuǎn)速為155r/min，泵軸直徑200mm，泵軸的線速度只有1.62m/s，且長期停機后油脂會老化、干結(jié)。采用稀油潤滑，不論是金屬滑動軸承和滾動軸承，均需增加稀油潤滑站或重力油箱，原有的密封結(jié)構(gòu)需要更換改進?！?br /> 由于本站是改進修復(fù)，為了減少水泵及外部結(jié)構(gòu)大的改動，便于運行維修管理，與水密封的改進相對應(yīng)，導(dǎo)軸承考慮采用水潤滑非金屬軸承。它不需要復(fù)雜的潤滑冷卻系統(tǒng)，不會引起水質(zhì)的污染。
4.3 水潤滑導(dǎo)軸承材料的選擇
4.3.1 水潤滑非金屬軸承比較
在水泵上應(yīng)用的水潤滑非金屬軸承有橡膠軸承、P23軸承、F102軸承、彈性金屬塑料軸承和賽龍軸承。橡膠軸承主要用于立式泵，臥式泵僅有秦淮新河泵站采用過，是過去材料技術(shù)較落后的情況下使用的，其承載能力和耐磨性較差。P23軸承（一種酚醛塑料軸承）在一些排澇泵站使用過，其運行的穩(wěn)定性不高，累計運行2000多小時，泵軸與軸承接觸面已有拉毛痕跡。酚醛塑料脆性較大,一旦有碎屑脫落,會磨損并拉毛大軸?！ ?br /> F102軸承是混合纖維增強樹脂的混雜纖維自潤滑復(fù)合材料，其中填加適量的固體潤滑劑和抗磨劑等，具有良好的摩擦磨損特性，可在干摩擦下或油、水、乳化液等潤滑劑中工作。目前國內(nèi)使用的泵站也不多，僅鹽官、張家塘及新東臺抽水站等使用，實際運行時間均較短，在大型臥式泵上的應(yīng)用還不能說有成功的經(jīng)驗。預(yù)期的5000h軸承壽命還不能滿足要求。
彈性金屬塑料瓦用于替代巴氏合金瓦，在油潤滑推力軸承上已取得成功經(jīng)驗。用于水潤滑水導(dǎo)軸承在臥式水輪機上也有過試驗，但用于水泵只在秦淮新河泵站改造中有一臺采用，目前還沒有運行經(jīng)驗。彈性金屬塑料瓦的自潤滑性功能，在起機瞬間油（水）膜還沒有形成時，是依靠氟塑料的自潤滑性能過渡到油（水）膜建立。根據(jù)本站1#泵金屬瓦進水后機組運行的情況看，巴氏合金軸承損壞主要是合金剝落后加劇了軸承和泵軸的磨損。水潤滑彈性金屬塑料瓦如果不剝落，有清水潤滑應(yīng)該是可以運行的。但本站泵軸的線速度小于水潤滑軸承水膜建立線速度大于9.3m/s的要求，在沒有清水潤滑的情況下，可能會造成軸承重載直接摩擦。彈性金屬塑料瓦在水中的磨擦磨損性能，目前還沒有研究。其使用壽命也是一個未知數(shù)。
賽龍軸承是加拿大賽龍軸承公司專門研制生產(chǎn)的由三次交叉結(jié)晶熱凝性樹脂制造的聚合物，是一種自恢復(fù)性和彈性極好的材料，能耐沖擊，且易加工，耐污水，耐磨損，對泥砂雜質(zhì)不敏感。賽龍軸承在立式泵水導(dǎo)軸承已有廣泛的應(yīng)用，但在臥式泵水導(dǎo)軸承的應(yīng)用目前還未普及，但在在船舶尾軸承、舵軸承有廣泛應(yīng)用，性能優(yōu)于其他傳統(tǒng)水潤滑軸承。其學(xué)性能穩(wěn)定，抗老化性強，使用壽命長，磨擦系數(shù)小，對軸的磨損小，可延長軸的使用壽命，降低維護軸的費用。賽龍軸承因具有彈性，對泵運行中振動的適應(yīng)性應(yīng)該比金屬軸承好，壓力分布更均勻。
根據(jù)以上比較，裴家圩泵站擬采用賽龍軸承。
4.3.2 水潤滑賽龍軸承可行性分析
賽龍水潤滑軸承的動磨擦系數(shù)為0.01~0.05，隨線速度的變化而不同。當(dāng)轉(zhuǎn)速較低時，由于沒有形成流體動壓潤滑，摩擦系數(shù)較大；當(dāng)轉(zhuǎn)速達到一定值時，形成流體動力潤滑狀態(tài)，摩擦主要為流體內(nèi)的摩擦，摩擦系數(shù)變小并穩(wěn)定。賽龍軸承具有良好的自潤滑性，不論是干磨擦性能還是濕磨擦性能均較好，在無水情況下可以運行30~90s。賽龍軸承在水中的運行溫度可達60℃（超過此溫度，會發(fā)生水解），冷卻水溫度要求不超過50℃。為保證水泵運行的穩(wěn)定性和軸承使用壽命，裴家圩泵站選用賽龍軸承的COMPAC系列（桔紅色）軸承。COMPAC系列軸承，承壓可達2.4MPa，可制成獨特的水槽構(gòu)型，具有較好的水動力條件，線速度1.4m/s以上即可形成水膜。裴家圩泵站機組啟動時間只有十多秒，軸承的比壓為1.73kg/cm2，因此賽龍軸承完全能滿足水泵運行和啟動的要求。
裴家圩泵站利用原球形軸瓦外殼，軸承制成分半式結(jié)構(gòu)，下部采用圓筒型整體結(jié)構(gòu)，以增加軸承的承載；上半部開縱向水槽，便于軸承的水潤滑和冷卻。
4.4 泵軸軸頸的修復(fù)
不論使用哪種水潤滑軸承，提高軸頸的表面質(zhì)量，對改善軸承使用工況，增加軸承的使用壽命，提高軸承使用的可靠性，都是至關(guān)重要的。裴家圩泵站1#泵軸頸已有嚴重的磨損，在軸頸修復(fù)時，要考慮提高泵軸表面的硬度和光潔度，確保水導(dǎo)軸承運行時不磨損泵軸。泵軸的修復(fù)采用在不銹鋼上鍍鉻的方法，在軸頸磨損部位電鍍一層鉻合金，再通過磨光，保證光潔度和原來尺寸。電鍍的方法比不銹鋼堆焊的方法，更容易控制泵軸的尺寸，防止泵軸發(fā)生變形。
5 結(jié)束語
裴家圩泵站1#泵改進修復(fù)后，機組運行正常平穩(wěn)。水潤滑賽龍軸承的成功應(yīng)用，為其它同類型機組的設(shè)計和改造提供了寶貴的經(jīng)驗。裴家圩泵站將根據(jù)1#泵的經(jīng)驗陸續(xù)對其它4臺機組進行改造。
刊于《水泵技術(shù)》2007年1期
參考文獻：
1.高盤林.南水北調(diào)與斜式軸流泵 中國流體機械學(xué)會,2002年論文集
2.楊樹雄. 大型臥式軸流泵水導(dǎo)軸承的研究 排灌機械第21卷第1期
3.楊洪群等.泵站機組水導(dǎo)軸承的研究 排灌機械第22卷第3期
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