详细介绍: 青岛NSK轴承17TAC47BSUC10PN7B (四)出现问题:剧烈振动,泵效率低
解决方法:用聚酰亚胺碳纤维复合材料作泵壳口环及衬套。运转间隙由API标准降低到每英寸转动直径0.0015英寸。
结果:起始振动0.600英寸/秒 ,改进后振动0.094英寸/秒,效率提升5%。
振动方面:振动减小的原因如下:
1) 再循环流动和它对转子不稳定影响减小 ;
2) 间隙减小,轴的跑动减小;
3) 天然热塑性材料有易注塑性能,吸收震动或冲击。
效率方面:效率提高是因为减小了泵壳与叶轮环之间的间隙。在泵的此处间隙反过来会减少内部再循环。
可靠性方面:此泵已经连续工作四年多了,该炼油厂也已经将?聚酰亚胺碳纤维复合材料用在十多台泵上。
聚酰亚胺碳纤维复合材料抗研磨材料的优点特性及应用 :
a.具有杰出的抗磨损性能. 在有研磨颗粒的工况中优于橡胶、青铜、碳石墨等材料。
b.广泛用于污水泵、海水泵(工作环境是沙粒和其它研磨粒)中的衬套, 管线泵轴承和碗口耐磨环。
c.只推荐作为固定部件用(由于材料的温度限制)。
d.相比于其它的非金属材料,抗研磨复合材料 具有更好的抗化学腐蚀性。
e.相比于橡胶衬套和其它金属材料,聚酰亚胺碳纤维复合材料材料具有非常低的摩擦系数。
1外观特点
振动专用轴承:
A.滚动体直径加大,滚动体长度加大。
B.保持架由外圈挡边引导滚子,减少对滚子的作用力。
C.采用内圈挡边引导滚子,改善滚子运转。
D.圆柱滚子轴承保持架采用整体式结构,强度大大提高。
E.调心轴承外径设计有油槽油孔,润滑效果好。
普通轴承:
A.滚子体直径和滚动体长度均小。
B.保持架有滚子或内圈引导。
C.圆柱滚子轴承保持架采用铆钉结构,容易松动、掉盖。
D.调心轴承外径无油槽油孔,润滑效果差。
2.选用材料
振动专用轴承:
A.内外圈及滚动体采用真空脱气轴承钢,耐疲劳性能好。
B.保持架采用铝铁锰青铜材料,强度高,弹性好,耐磨性能更好。
普通轴承:
A.内外圈及滚动体采用普通轴承钢。
B.保持架采用锌黄铜材质,强度低,弹性差。
3.热处理方式
振动专用轴承:
A.内外圈采用贝-马混合淬火或马氏淬火+高温回火,硬度均匀,内应力小;韧性好,抗冲击和振动。
B.在150C温度以内工作时,稳定性好。
普通轴承:
内外圈采用普通淬火方式,韧性差,抗冲击和振动性能差,热稳定性不好。
4.公差及制造工艺
振动专用轴承:
A.严格按P6级精度标准制造,尤其内外径公差度很小。
B.滚动体尺寸相互差≤0.002
C.圆柱滚子外径有凸度修行,避免应力集中。
D.滚动表面超精处理,光洁度高。
普通轴承:
A.普通PO级精度公差(部分P6级标准)制造。
B.滚动体分组≤0.005。
C.圆柱滚子无凸度修行。
D.部分滚道只作抛光处理,光洁度低。
5.内部游隙
振动专用轴承:
游隙按振动机械要求生产,范围控制在很小范围内,一致性好。
普通轴承:
游隙一般按标准组或C3组生产,游隙或小,或是范围大,离散性大。
6.使用效果
振动专用轴承:
噪音低,温升小,稳定性好,使用寿命长,没有早期疲劳现象。
普通轴承:
噪音大,温升高,稳定性不好,使用寿命短,有早期疲劳现象。
(1)设计与分析。目前仍以经验类比设计为主,受力分析与载荷谱的研究几近空白。其中的难点技术是针对主轴轴承的要求无故障运转达 13×104h以上,并具有95%以上的可靠度;针对齿轮箱轴承的高损坏率(据统计,齿轮箱故障中约80%左右是由轴承失效所致)的高载荷容量设计等。
(2)检测试验。检测试验包括摩擦力矩测量、模拟试验机和试验规程等。
(3)偏航和变桨轴承滚道的磨削加工。由于风电设备大型化的趋势,要求轴承具有更高的启动及运转灵活性。所以,偏航和变桨轴承的滚道加工已从常规的精车转变为磨削加工,配套钢球也从G48改变为G20。
(4)防腐蚀与密封。偏航和变桨轴承部分裸露在外,会受到环境污染腐蚀等侵害,因此,要进行满足整个使用寿命期的表面防腐处理。同样重要的,还有防止轴承内部润滑脂泄漏、外界杂质侵入的密封技术。
(5)主轴轴承和变速器轴承的高精度加工。其中最主要是所采用的调心滚子轴承,由于其结构特点,导致在制造上难以实现高精度,通常的最高加工精度仅为P5,而现有的设计精度最高已要求达到P4。
(6)变速器轴承用保持架的改进设计。保持架应具有更高的强度和耐磨损性。
(7)偏航和变桨轴承的特殊游隙要求。由于偏航和变桨轴承要承受不定风力所产生的冲击载荷等,因此,偏航轴承要求小游隙;变桨轴承与偏航轴承相比,由于承受的冲击载荷更大,由叶片传递的振动也大,所以要求为零游隙或者稍负游隙,以减小滚动工作面的微动磨损。
(8)材料。不同部位的轴承采用不同的材料及热处理,如提高偏航和变浆轴承用40CrMo钢的低温(环境温度-40~-30℃,轴承工作温度在 -20℃左右)冲击功等力学性能的热处理方法,表面感应淬火的淬硬层深度、表面硬度、软带宽度和表面裂纹(尤其是齿根部位)的控制;增速器轴承用相当于国外STF,HTF钢的研制及控制其残余奥氏体最佳含量的研究;主轴轴承在国产真空脱气钢质量尚存在一定差距的情况下,采用电渣重熔渗碳钢 ZG20Cr2Ni4A制造等。 角接触球轴承即向心推力球轴承,由于可装入较多的钢球,其径向承载能力大于普通球轴承,还能同时承受很大的轴向负荷或承受纯轴向负荷,其允许工作转速与深沟球轴承相近而支承刚性更强,但要求安装精确,对于轴线不对中误差很敏感,它一般不用来单独承受径向负荷,而在承受径向负荷的同时必定带来附加轴向负荷。这种轴承的变型品种很多,应用很广,常制成带15°、25°和40°接触角三种系列,接触角愈大,其轴向负荷能力愈高,但在高速时宜采用小接触角为宜。
单只这类型轴承只能承受一个方向上的轴向负荷,同时需要配置其他轴承以抵消其附加轴向力,而成对安装时其附加轴向力即相互抵消,而且可以承受两个力向上的轴向负荷,并且具有两个方向的很强的轴向限位能力,成对安装一般采用两套轴承以其外圈宽端面相对(背靠背)或窄端面相对(面对面)两种安装形式,其中背靠背安装轴承系统的刚性最好。为便于成对或成组安装,有些轴承厂供应成对的、三套一组的和四套一组的等轴承,这样供应的同批轴承加工一致性好,使用时负荷承担较为均匀,附加轴向力相互抵消比较彻底。
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