碳化硅轴承应用技术

时间:2017-11-17来源:互联网

? 碳化硅陶瓷作为现代工程陶瓷之一,是一种人工合成的新型无机非金属材料。硬度仅次于金刚石,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、摩擦系数小、导热系数高、热膨胀系数低等特点,可广泛用于石油、冶金、化工、机械、航空、航天原子能等领域,常用做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。?

????目前,国内生产的无压烧结SsiC主要性能指标已接近国外同类产品的水平。虽然热压烧结SiC的性能为最佳,但制造成本昂贵,尚未大量应用。利用SiC的优良特性,广泛应用在屏蔽电泵和磁力泵领域。大连四方电泵从2001年开始进行全碳化硅陶瓷摩擦副研究开发,轴承、轴承套、推力盘均采用无压烧结SSiC材料。2002年开始应用于产品,取得了良好业绩。2003年初,在原有的成果基础上,进行了改进:

??? 1.改进轴承套扭距传动结构,解决了轴承套端部开口造成的应力集中,提高了可靠性。

??? 2.增设了弹性自动补偿套,能自动补偿径向因温升导致的材质膨胀差异,使泵能在0℃—250℃温度范围内正常运行。

??? 3.独特的推力盘结构,更具有可靠性。

??? 碳化硅作为屏蔽电泵轴承时,因其具热膨胀系数小、材料较脆、容易破裂等特点所带来的问题需要解决。

??? 碳化硅热膨胀系数是不锈钢的1/4,当介质的温度较高时,与同其配合不锈钢件产生间隙或过盈而导致轴承损坏;断裂韧性是不锈钢的1/50,材料较脆,受到冲击力作用时容易碎裂,特别是棱角之处。

??? 弹性系数是不锈钢的1/50,机械性较脆,易破损。热膨胀系数是不锈钢的1/4,与其(不锈钢)配合时应注意。

??? 结构方面存在的问题

??? 如果液温100(℃)的泵上采用直径d=50(mm)转子轴(不锈钢),将出现下述问题:轴套和转子轴之间的间隙将达到0.052mm,即轴套和转子轴之间间隙比常温时(20℃)缩小0.052mm。要取得常温时的间隙,轴套和转子轴之间间隙变大。所以,常温运转时轴套容易破损,再用于高温液时就更容易出现故障。

??? 大连四方电泵有限公司通过不断的改进和完善,解决了轴承套端部开口造成的应力集中,提高了可靠性,增设了弹性自动补偿套,能自动补偿径向因温升导致的材质膨胀差异,使碳化硅轴承在屏蔽电泵上获得成功应用,泵能在0℃—250℃温度范围内正常运行。碳化硅轴承在我公司的基本型PB、逆循环型PBN、水冷高温型PBG、泥浆型PBLK、自吸型PBZ、保温型PBB、大功率立式PBGL、小流量型PBX等屏蔽电泵产品中已全面获得实际应用。使用功率在0.75-75Kw,温度范围为0℃—250℃,主要应用工况为:a.要求长寿命,b.介质有超强的化学腐蚀性,c.密度低、易汽化介质,d.温度高,e.介质中有微量细小软质颗粒,f.介质不允许有摩擦副磨损下来的粉末混入,例如纯净水行业、或有高纯度要求的工况等。

?? 大连四方电泵有限公司研制的SiC轴承特点:?

??? 1.轴承采用无压烧结晶体SiC,牌号:SSiC,纯度:≥99.5%。?

??? 2.独特的结构,能自动补偿径向因温升导致的材质膨胀差异,使泵能在0℃—250℃温度范围内正常运行。

??? 3.使用寿命是普通石墨轴承10倍以上。