转子泵选型时轴承都用哪些材料

转子泵结构简单，在线维修，无需拆除管线，无需特殊工具，可更换高强度的保护衬板和简单的机械密封。主要体现在泵盖饿整体设计，配件的通用性强和极简的结构设计。

轴承是转子泵零部件之一，轴承的选材总体分为金属材料与非金属材料两类。

金属材料

金属材料常用的滑动轴承金属材料有轴承合金(又叫巴氏合金或白合金)、耐磨铸铁、铜基和铝基合金。

(1)轴承合金(又叫巴氏合金或白合金)主要合金成分是锡、铅、锑、铜。锑、铜,用以提高合金强度和硬度。按国家标准,巴氏合金可以分为锡基合金和铅基合金两种。铅基合金的强度和硬度比锡基合金低,耐蚀性也差。所以在使用巴氏合金的时候,通常选用锡基合金,其常用的牌号有ZSnSb11Cu6、ZSnSb8Cu4等。尽管铅基合金的性能没有锡基合金好,但是由于它比较经济,因此在满足要求的工况条件下仍然选择使用,其常用的牌号ZPbSb16Sn16Cu2等。然而,轴承合金元素的熔点大都较低,所以适合在150℃以下的工况。

(2)铜基合金具有较高的导热性,相对于钢具有更好的耐磨性。并且铜基合金具有很好的加工性和润滑性,它的内壁可以进行精加工,与轴光滑的面接触。用作滑动轴承材料的铜基合金主要有:以铜、锑为主要成分的黄铜;以铜、锡为主要成分的青铜;以及铜铅合金(又称铅青铜)。铜基合金强度高,导热性和耐磨性好,允许工作温度比巴氏合金高,但顺应性、嵌入性和摩擦相容性都不如巴氏合金。常用的含锡、磷的锡青铜,适用于中速重载或受冲击载荷的轴承;含锡、锌、铅的锡青铜,适用于中速中载的轴承。

非金属材料

(1)聚四氟乙烯具有优良的自润滑性能和较高热稳定性能。其摩擦因数小,不吸水,不黏,不燃,可在-180~250℃的条件下使用。但也存在着线胀系数大,尺寸稳定性差,导热性差等缺点。为改善其性能,可用金属颗粒、纤维、石墨和无机物填充强化。

(2)石墨是一种良好的自润滑材料,又因其易加工,且越磨越光滑,所以是轴承的优选材料。但其力学性能差,抗冲击和承受载荷能力差,只适用于轻载场合。为提高其力学性能,常用一些耐磨性能好的易熔金属进行浸渍处理。常用的浸渍材料有巴氏合金、铜合金以及锑合金等。浸巴氏合金石墨轴承允许使用温度为120~180℃,浸铜合金石墨轴承允用温度为300℃,浸锑合金石墨轴承允许的工作温度可达500℃。

(3)橡胶是用弹性体的聚合物,具有良好的弹性和吸振性。但其导热性差,加工困难,许用使用温度在65℃以下,且需要循环水不断地润滑冷却,因此一般很少选用。

(4)硬质合金具有硬度高,耐磨,强度和韧性较好,耐热,耐腐蚀等一系列优良性能,因此,用其加工的滑动轴承精度高,运行平稳,硬度高,强度好,经久耐用,但是价格昂贵。

(5)碳化硅是一种人工合成的新型无机非金属材料。硬度次于金刚石,具有优良的耐化学腐蚀、耐磨、耐高温性能以及机械强度高,自润滑性能好,抗高温蠕变,摩擦因数小,热导率高,热膨胀系数低等特点,可广泛用于石油、冶金、化工、机械、航空航天以及核能等领域,常用作滑动轴承以及机械密封的摩擦副材料。大量试验表明,碳化硅是目前摩擦副中最优秀的材料,尤以无压烧结SiC和热压烧结SiC的性能最佳。

艾迪机器是一家专业从事凸轮泵研发生产制造的生产厂家，10余年行业经验沉淀。免费为客户提供选型设计方案，公司拥有完善的售后服务体系，公司产品弹性体螺旋凸轮泵，弹性体旋转凸轮泵，凸轮转子泵，高压污泥泵，排污泵，真空排污系统，移动凸轮泵车，智能消防移动凸轮泵车，抢险救灾移动凸轮泵车，弹性体凸轮泵，污泥泵，抽水泵，排污泵，凸轮泵车。

中国石墨产品分为鳞片石墨和微晶石墨两大类：鳞片石墨指天然晶质石墨，其形似鱼鳞状，系由晶质(鳞片状)石墨矿石经加工、选矿、有的经提纯而得的产品；微晶石墨曾称土状石墨或无定形石墨，指由微小的天然石墨晶体构成的致密状集合体，系由隐晶质(土状)石墨矿石经加工、有的经选矿、提纯而得的产品。

鳞片石墨

根据其固定碳含量分为高纯石墨、高碳石墨、中碳石墨及低碳石墨4类，依照产品粒径、固定碳含量共分为212种牌号，各种牌号石墨产品的技术要求见表4132。高纯石墨(固定碳含量大于或等于999%)主要用于柔性石墨密封材料，代替白金坩埚用于化学试剂熔融及润滑剂基料等；高碳石墨(固定碳含量940%～999%)主要用于耐火材料、润滑剂基料、电刷原料、电碳制品、电池原料、铅笔原料、填充料及涂料等；中碳石墨(固定碳含量80%～94%)主要用于坩埚、耐火材料、铸造材料、铸造涂料、铅笔原料、电池原料及染料等。低碳石墨(固定碳含量大于或等于500%～800%)主要用于铸造涂料。微晶石墨分为有铁要求者和无铁要求者2类，依照产品固定碳含量、最大粒径分为60个牌号，各种牌号石墨产品其外观要求产品中不得有肉眼可见的木屑、铁屑、石粒等杂物，产品不被其他杂质污染，其技术要求见表4133。微晶石墨中酸溶铁含量不大于1%者，主要用于铅笔、电池、焊条、石墨乳剂、石墨轴承的配料及电池碳棒的原料等；无铁要求的微晶石墨主要用于铸造材料、耐火材料、染料及电极糊等原料。

自然类型

通常按其赋矿岩石的岩性划分，各类矿床有其专属的石墨矿石自然类型。晶质(鳞片状)石墨矿石在区域变质矿床中，主要有片麻岩类、片岩类以及大理(透辉)岩类、变粒岩类、混合岩类等矿石自然类型；在岩浆热液矿床中主要发育花岗岩类及闪长岩类、长英岩类等矿石自然类型。隐晶质(土状)石墨矿石在接触变质矿床中主要发育板岩类和千枚岩类矿石自然类型。

片麻岩类

包括石墨花岗片麻岩、石墨黑云斜长片麻岩、石墨夕线透辉片麻岩、石墨辉石片麻岩等。石墨呈鳞片状或聚片状，与黑云母等片状矿物或透闪石、夕线石等纤维状矿物紧密共生，一般顺片麻理作定向排列，较均匀地分布于长石、石英等脉石矿物颗粒之间。石墨片径004～4mm，往往随脉石颗粒的大小而变化，脉石颗粒粗的其周围石墨片径大，一般以01～05mm较多。片岩类石墨矿石包括石墨片岩、石墨石英片岩、云母石墨片岩、石英石墨片岩等。石墨呈鳞片集合体与云母、绢云母等片状矿物紧密共生，顺片理定向排列于石英、斜长石等粒状矿物之间。石墨片径001～15mm，以01～02mm的较多。石墨大理岩、石墨透辉岩、石墨变粒岩都具有粒状变晶结构和块状构造。矿石中石墨往往呈鳞片状或不规则片状，杂乱浸染于脉石矿物颗粒间或解理内，构成填隙结构。石墨片径在变粒岩型矿石中一般为01～03mm，在大理岩型矿石中一般为01～05mm，在透辉岩型矿石中一般为05～1mm，大的可达5～10mm。石墨混合岩一般是作为混合岩化产物叠加于片麻岩、片岩或变粒岩类矿石之上，常呈条带状或脉状。由于大量石英物质的加入，混合岩化重熔再结晶，组分迁移以及再分配的结果，矿石的矿物成分与结构构造很不均匀，出现条带状构造、眼球状构造及阴影构造，化学成分变化大。矿石固定碳含量一般为25%～45%，石墨鳞片分布不均匀，有时局部富集，片径增大，一般为02～05mm。花岗岩类矿石是由岩浆热液不同阶段结晶矿物和石墨组成的各种含石墨花岗岩，与石墨共生的矿物比较复杂，常含多种金属和稀有金属矿物。石墨呈浸染状分布于花岗岩中，在一些富气液的岩浆矿床中，石墨可呈球状、豆状聚积，构成球状石墨花岗岩，石墨片径一般为01～02mm。赋存于板岩和千枚岩中的隐晶质石墨矿石，石墨呈隐晶质鳞片集合体为主，粒径一般在02mm左右，主要为无定形花瓣状、叠层状，一般含有部分微晶鳞片石墨，片径大的可达1～2μm，与石墨共生的有伊利石或高岭石等粘土矿物，以及石英、水云母、绢云母、红柱石、黄铁矿等。隐晶质石墨矿石常残留原岩的层理构造，变质不彻底的部分还可含部分未变质的无烟煤，保留煤岩结构。有的隐晶质石墨矿床的矿石分为软质石墨与硬质石墨两种，软质石墨矿石变质彻底，质量好，硬质石墨一般为石墨与无烟煤的过渡带，质量次。

与你的使用环境和温度有关。

比如，济南华威泵业的高温液下泵 通常使用耐磨铜合金（使用温度500以下吧），但是他们推出的使用温度780的高温熔盐液下泵的轴套材料不知道用的什么。

分析液下泵滑动轴承

一、液下泵是把叶轮、泵体等过流部件浸没于盛放在容器或者坑池中的被输送介质当中，泵位于安装平面的下方，而驱动电动机位于安装平面上方的一种特殊形式的耐腐蚀立式泵，在我国现在使用的泵类产品中占一定的比例。与卧式泵相比具有很多的优点。例如：泵只占垂直空间，因其占地面积小，可减少厂房的建筑面积，起动时无须灌泵，能够实行集中自动控制等。因此广泛应用于电力、冶金、石油化工以及污水处理等领域。

液下泵根据工艺装置要求，具有不同的液下深度，以适应不同的吸上要求。液下泵最大深度可达6～7m

滑动轴承是液下泵的核心部件，因为液下泵泵轴较长，所以需要采用滑动轴承支撑，以增加轴的刚性，提高轴的临界转速。滑动轴承承受泵在运转过程中产生的大部分径向力，约束泵轴所产生的过大挠度和径向圆跳动，以减少泵的振动和机械损失。因此滑动轴承对泵的长期可靠运行起关键作用，直接影响泵的使用寿命，同时滑动轴承是也是液下泵的主要易损件。

二、滑动轴承材料的选择滑动轴承材料应根据载荷、速度、温度、润滑条

1金属材料常用的滑动轴承金属材料有轴承合金（又叫巴氏合金或白合金）、耐磨铸铁、铜基和铝基合金。

（1）轴承合金轴承合金（又叫巴氏合金或白合金）主要合金成分是锡、铅、锑、铜。锑、铜，用以提高合金强度和硬度。按国家标准，巴氏合金可以分为锡基合金和铅基合金两种。铅基合金的强度和硬度比锡基合金低，耐蚀性也差。所以在使用巴氏合金的时候，

通常选用锡基合金，其常用的牌号有ZSnSb11Cu6、ZSnSb8Cu4等。尽管铅基合金的性能没有锡基合金好，但是由于它比较经济，因此在满足要求的工况条件下仍然选择使用，其常用的牌号有ZPbSb16Sn16Cu2等。然而，轴承合金元素的熔点大都较低，所以适合在150℃以下的工况。

（2）铜基合金铜基合金具有较高的导热性，相对于钢具有更好的耐磨性。并且铜基合金具有很好的加工性和润滑性，它的内壁可以进行精加工，与轴光滑的面接触。用作滑动轴承材料的铜基合金主要有：以铜、锑为主要成分的黄铜；以铜、锡为主要成分的青铜；以及铜铅合金（又称铅青铜）。

铜基合金强度高，导热性和耐磨性好，允许工作温度比巴氏合金高，但顺应性、嵌入性和摩擦相容性都不如巴氏合金。

常用的含锡、磷的锡青铜，适用于中速重载或受冲击载荷的轴承；含锡、锌、铅的锡青铜，适用于中速中载的轴承。

2非金属材料

（1）聚四氟乙烯聚四氟乙烯具有优良的自润滑性能和较高热稳定性能。其摩擦因数小，不吸水，不黏，不燃，可在-180～250℃的条件下使用。但也存在着线胀系数大，尺寸稳定性差，导热性差等缺点。为改善其性能，可用金属颗粒、纤维、石墨和无机物填充强化。

（2）石墨石墨是一种良好的自润滑材料，又因其易加工，且越磨越光滑，所以是轴承的优选材料。但其力学性能差，抗冲击和承受载荷能力差，只适用于轻载场合。为提高其力学性能，常用一些耐磨性能好的易熔金属进行浸渍处理。常用的浸渍材料有巴氏合金、铜合金以及锑合金等。浸巴氏合金石墨轴承允许使用温度为120～180℃，浸铜合金石墨轴承允用温度为300℃，浸锑合金石墨轴承允许的工作温度可达500℃。

（3）橡胶橡胶是用弹性体的聚合物，具有良好的弹性和吸振性。但其导热性差，加工困难，许用使用温度在65℃以下，且需要循环水不断地润滑冷却，因此一般很少选用。

（4）硬质合金硬质合金具有硬度高，耐磨，强度和韧性较好，耐热，耐腐蚀等一系列优良性能，因此，用其加工的滑动轴承精度高，运行平稳，硬度高，强度好，经久耐用，但是价格昂贵。

（5）碳化硅碳化硅是一种人工合成的新型无机非金属材料。硬度次于金刚石，具有优良的耐化学腐蚀、耐磨、耐高温性能以及机械强度高，自润滑性能好，抗高温蠕变，摩擦因数小，热导率高，热膨胀系数低等特点，可广泛用于石油、冶金、化工、机械、航空航天以及核能等领域，常用作滑动轴承以及机械密封的摩擦副材料。大量试验表明，碳化硅是目前摩擦副中最优秀的材料，尤以无压烧结SiC和热压烧结SiC的性能最佳。

综上，每种材料都有各自的优缺点，因此在选择液下泵滑动轴承的材料时，应根据具体输送介质的性能、工况条件等因素具体分析，选择适合的材料。

三、滑动轴承的结构设计

1非金属材料滑动轴承的结构非金属材料滑动轴承的结构形式（以聚四氟乙烯为例）。

滑动轴承的结构设计非常重要，合理的滑动轴承结构形式，能够延长其寿命。该结构中轴承内壁上面开有润滑槽，特别注意的是润滑槽两端不钻通，这样有利于滑动轴承内壁形成有效的润滑膜。一般的取a=1/10L

（1）轴承长度轴承的长度主要根据其承受的极限压力来确定，一般根据下式近似确定：L=（12～18）d式中d——轴径。

（2）轴承壁厚为满足轴承散热的需求，轴承壁厚选取得越薄越好，但考虑加工以及轴承内壁开槽、刚性等因素，轴承的壁厚也不能过薄，滑动 轴承的壁厚可按下式选取：C=（025～035）d2金属材料滑动轴承的结构金属材料滑动轴承的结构形式如图3所示（以铜基合金为例）。

铜基合金作为滑动轴承，因其具有良好的加工性，可进行精加工，能够保证装配精度，同时铜基合金具有良好的力学性能，可以承受一定的径向压力。而外形的加工可根据实际情况决定。例如图3中的结构，加工成法兰盘的形式，通过螺纹与滑动轴承座相连，起到固定和止转的作用。

四、滑动轴承的冲洗、冷却与保温

液下泵在运转的过程中，轴瓦与轴套摩擦会产生大量的热量，干摩擦会加剧磨损的程度、加速轴承的损坏。因此滑动轴承需要及时采取冲洗冷却措施。当冷却液流经摩擦面的时候，会自然形成一层润滑膜，能够起到保护滑动轴承的作用，减小摩擦因数，降低了功耗，提高了泵的效率，延长了泵的使用寿命。

常用的冲洗冷却方式有两种：

（1）外冲洗当泵输送的介质含有固体颗粒等杂质时，从外界接入一管路，引入清洁的冲洗液到各个滑动轴承，在冷却、润滑的同时，阻止物料中的固体颗粒进入轴承，避免滑动轴承不必要的磨损。

（2）自冲洗当泵输送的介质为不含颗粒的清洁介质时，从泵体出口法兰到液下泵安装底板的泵出口管路的任意处接管路，将介质引到各滑动轴承，带走摩擦副产生的热量，润滑轴承。

在输送某些高温介质的工况下，必须采用自润滑形式。例如，液硫或高温融盐，当温度低于熔点时，就会出现凝固、结晶现象，这些凝固物或晶体颗粒阻塞在轴瓦与轴套之间，加快了轴套与滑动轴承的磨损速度，有时候还会产生轴抱死的现象，影响泵的正常运转，降低泵的使用寿命。此时，就需要在滑动轴承座处设计保温夹套，通蒸汽来进行保温，使物料保持液态具有良好的流动特性和润滑能力。

五、结语

滑动轴承作为液下泵的核心部件，使用相当普遍。在设计、生产和使用滑动轴承时需根据不同的工况、介质条件做合理的选择，以提高其性能和寿命。但是，滑动轴承毕竟是易损件，当磨损到一定程度，必须及时更换。必要时需要连同与其配套的轴套也要一起更换，这样才能实现降低能耗，提高泵的效率，延长泵的寿命。