非金屬軸承在立式泵中的應(yīng)用
在泵的設(shè)計(jì)和修理過(guò)程中， 軸承的選擇是最重要的一個(gè)步驟。非金屬軸承具有許多優(yōu)點(diǎn)，包括價(jià)格在內(nèi)。Thordon Bearing公司的首席設(shè)計(jì)工程師Dr. Keith Laskey闡述了在某些具體應(yīng)用領(lǐng)域選用非金屬軸承時(shí)通常需要考慮的一些因素。
本文討論了與立式泵常用軸承和特定的非金屬軸承有關(guān)的一些話題。非金屬軸承可能不是所有情況下的最好選擇，但已經(jīng)成為全世界許多應(yīng)用領(lǐng)域中的上佳選擇。大多數(shù)非金屬軸承
非金屬材料包括橡膠、合成橡膠（彈性體）、塑料、石墨材料、陶瓷和木材。
謹(jǐn)慎的設(shè)計(jì)
為某一指定應(yīng)用選擇軸承時(shí)，有許多設(shè)計(jì)因素需要考慮，包括軸承也包括泵的設(shè)計(jì)。軸承在立式泵中是一個(gè)必要的機(jī)械部件（圖1），它們組成了從發(fā)動(dòng)機(jī)到葉輪這一能量傳輸過(guò)程的基本支撐結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和選擇必須考慮所有相關(guān)的機(jī)械因素，以確保泵的整個(gè)使用壽命期間具有令人滿意的總體性能。假如泵的設(shè)計(jì)和運(yùn)行條件沒(méi)有經(jīng)過(guò)仔細(xì)研究，那么這一并不牢固的連接件（軸承）會(huì)在泵的其它部件受到影響之前損壞。這一問(wèn)題或者是由軸承引起的或者是由泵引起的。
圖1. 非金屬軸承在立式泵中成功使用多年
軸承的考慮因素
非金屬軸承長(zhǎng)度符合的長(zhǎng)徑比一般為1~1.5，從軸柱動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)來(lái)看，在通常尺寸范圍的泵軸內(nèi)，非金屬軸承的剛度值與金屬軸承相當(dāng)。
立式泵軸承的載荷較難分析，正常情況下它是相當(dāng)輕的，因此軸承的穩(wěn)定性可能是重要問(wèn)題。然而泵的轉(zhuǎn)速一般不會(huì)很高，也就不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重和明顯的不穩(wěn)定現(xiàn)象，而軸承的不穩(wěn)定性會(huì)縮短其使用壽命。
軸承中的凹槽會(huì)產(chǎn)生向心力，而在軸承組裝階段，公差的累積可能導(dǎo)致小的側(cè)向載荷。對(duì)于這種情況，較小的裝配偏距比較合適，可獲得更高的運(yùn)行穩(wěn)定性。
軸承間隙必須足夠大（但是不可過(guò)大），確保軸承自由轉(zhuǎn)動(dòng)，從而抵消軸承提供的重要軸支撐機(jī)構(gòu)。一般來(lái)說(shuō)，運(yùn)行間隙為0.0015 mm/mm（相對(duì)軸直徑），最小的間隙為0.08 mm。對(duì)于非金屬軸承，還必須考慮液體吸收和熱膨脹。這些余量必須考慮在內(nèi)，而且可以通過(guò)減小壁厚將其減至最小值。任何情況下，泵的運(yùn)行動(dòng)力學(xué)都取決于軸和軸承之間建立的正確運(yùn)轉(zhuǎn)間隙。
標(biāo)準(zhǔn)的泵套材料例如400或300系列不銹鋼與非金屬材料可以有很好的相互作用。對(duì)于鹽或含鹽的水，300不銹鋼和雙相不銹鋼具有更好的耐腐蝕性。如果被泵送的液體中含有大量的磨蝕性顆粒，硬質(zhì)泵套可以延長(zhǎng)軸承的使用壽命。
一般來(lái)說(shuō)，軸承應(yīng)該開(kāi)槽，這些凹槽可以確保足夠的流體通過(guò)軸承，從而使磨蝕性顆粒順利通過(guò)。在清潔流體中運(yùn)行的一些較小軸承（軸直徑小于50 mm）可以在沒(méi)有凹槽的條件下很好的工作。無(wú)論哪一種情況，都建議清潔的水可以流過(guò)軸承，確保足夠的潤(rùn)滑和冷卻。
圖2. Thordon SXL系列泵用軸承具有優(yōu)異的載荷分布、低摩擦系數(shù)和干啟動(dòng)能力。
不要忘記泵
軸承空間是一個(gè)泵設(shè)計(jì)者的職責(zé)，但如果軸承的材料不同，這也會(huì)成為泵的維修者經(jīng)常要考慮的問(wèn)題。最好的方法是設(shè)定一個(gè)軸/軸承系統(tǒng)剛度，其一階彎曲臨界轉(zhuǎn)速比運(yùn)轉(zhuǎn)速度多出10%~20%的幅度（剛軸設(shè)計(jì)），然而較小的轉(zhuǎn)軸使用更柔性的軸承，例如橡膠制成的軸承，一般在一階和二階彎曲臨界轉(zhuǎn)速之間的運(yùn)轉(zhuǎn)速度基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)（柔性軸設(shè)計(jì)）。
轉(zhuǎn)軸的臨界極限值必須由實(shí)際軸承(責(zé)任編輯：進(jìn)口軸承)