CN105673547B - 一种水润滑止推轴承组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水润滑止推轴承组件，包括推力盘和不锈钢止推盘所述推力盘包括硬质金属基体，在与止推盘扇环形摩擦块接触侧的金属基体的环形端面覆盖有非金属耐磨层，所述不锈钢止推盘包括不锈钢环形基体，在环形基体的一侧设有多个不锈钢扇环形摩擦块，相邻的扇环形摩擦块之间形成润滑水槽，在环形基体的另一侧设有与扇环形摩擦块数目对应的不锈钢扇环形支撑块，相邻的扇环形支撑块之间形成冷却水槽，扇环形支撑块与扇环形摩擦块在圆周方向上交错排列，扇环形支撑块的对称轴与润滑水槽中线在基体环形端面的投影重合，该水润滑止推轴承组件轴向承载能力强、冷却效果好、耐磨能力强、耐腐蚀性好、运行阻力小、使用寿命长。

Description

一种水润滑止推轴承组件

技术领域

本发明涉及一种潜水泵水润滑轴承组件，尤其是一种安装在潜水泵电机下端的水润滑止推轴承对磨组件。

背景技术

水润滑止推轴承组件是潜水泵中的重要部件，由安装在潜水泵电机轴下端的铸铁或钢质推力盘和安装在潜水泵电机壳体底部的止推盘构成，工作时推力盘和止推盘摩擦配合，由止推盘承载潜水泵转子的轴向载荷。由于用于深井的潜水泵需要较高的扬程，因此，需要增加潜水泵的级数和电机的功率，这使得水润滑止推轴承组件需要承载更大的轴向载荷。早期用于潜水泵的止推盘采用石墨材料制成，由于石墨止推盘的强度较差，其承载能力已不能满足高扬程的深井潜水泵的要求，石墨止推盘正在被金属基体的止推盘所代替。CN202183672 U公开了一种本公司早期生产的水润滑止推轴承，该水润滑止推轴承包括止推轴承基体，所述止推轴承基体为圆环形，在圆环形端面上均布辐射形水槽，水槽将圆环形端面分割成多个扇形凸块，在止推轴承基体的摩擦面侧覆有耐磨橡胶层，该水润滑止推轴承结构简单、生产成本低，承载能力强，阻力小，使用寿命长，运行稳定。但是，由于该水润滑止推轴承在耐磨橡胶层表面设有水槽，由覆在扇形凸块上的耐磨橡胶层与推力盘接触、摩擦，耐磨橡胶层不能形成一个完整的环形摩擦端面，当轴向载荷较大时，转子旋转会使耐磨橡胶层与扇形凸块基体之间产生较大的剪切力，使覆在扇形凸块上的耐磨橡胶层从基体上松动、撕裂或脱落，导使潜水泵故障。并且，现有技术中的止推盘仅在摩擦面侧设有润滑水槽，背面没有冷却结构，潜水泵在工作时推力盘与止推盘之间高速摩擦产生温度升高，不但降低了推力盘与止推盘之间润滑效果、缩短水润滑止推轴承组件的使用寿命、增加水泵的运行阻力，而且容易导致电机转子温度过高，甚至烧毁潜水泵电机，发生事故。

发明内容

发明要解决的技术问题是：提供一种水润滑止推轴承组件，该水润滑止推轴承组件轴向承载能力强、冷却效果好、耐磨能力强、耐腐蚀性好、运行阻力小、使用寿命长。

解决技术问题所采取的技术方案：一种水润滑止推轴承组件，包括推力盘和不锈钢止推盘，在止推盘上设有与推力盘摩擦面相配合的扇环形摩擦块，在推力盘上设有电机轴安装孔，所述推力盘包括硬质金属基体，在与止推盘扇环形摩擦块接触侧的金属基体的环形端面覆盖有非金属耐磨层，在金属基体上形成与不锈钢止推盘摩擦配合的非金属耐摩擦环形端面，所述不锈钢止推盘包括不锈钢环形基体，在环形基体的一侧设有多个与推力盘非金属耐摩擦环形端面配合的不锈钢扇环形摩擦块，相邻的扇环形摩擦块之间形成润滑水槽，在环形基体的另一侧设有与扇环形摩擦块数目对应的不锈钢扇环形支撑块，相邻的扇环形支撑块之间形成冷却水槽，扇环形支撑块与扇环形摩擦块在圆周方向上交错排列，扇环形支撑块的对称轴与润滑水槽中线在基体环形端面的投影重合。

作为本发明的改进：在金属基体的表面设有呈辐射形排列的耐磨层加固槽，耐磨层加固槽将金属基体的表面分隔出多个扇形区，在扇形区内设有非金属耐磨层加固盲孔。

在金属基体表面的耐磨层加固槽内设也设有非金属耐磨层加固盲孔。

在金属基体表面设有防脱落加固滚花纹理。

所述非金属耐磨层为碳纤维改性聚苯硫醚耐磨层，碳纤维改性聚苯硫醚耐磨层的厚度为1—10毫米。

作为本发明的另一种改进：环形基体的中环线与扇环形摩擦块的中环线、扇环形支撑块的中环线在环形基体端面的投影重合。

环形基体的外径小于扇环形摩擦块的外径，环形基体的内径大于扇环形摩擦块的内径。

在环形基体上设有至少设有两个止推盘固定孔。

在扇环形摩擦块的扇环形摩擦面的边缘设有水润滑倒角。

有益效果：本发明的水润滑止推轴承组件由于采用了所述水润滑止推轴承组件包括推力盘和不锈钢止推盘，在止推盘上设有与推力盘摩擦面相配合的扇环形摩擦块，在推力盘上设有电机轴安装孔，所述推力盘包括硬质金属基体，在与止推盘扇环形摩擦块接触侧的金属基体的环形端面覆盖有非金属耐磨层，在金属基体上形成与不锈钢止推盘摩擦配合的非金属耐摩擦环形端面的技术特征，通过采用整体铸造的不锈钢止推盘与具有非金属耐磨层的推力盘配合，表面无沟槽结构的非金属耐摩擦环形端面克服了现有技术中采用在推力盘的扇形凸块上覆耐磨橡胶层，耐磨橡胶层不能形成一个完整的环形摩擦端面，工作时覆在扇形凸块上的耐磨橡胶层容易从基体上松动、撕裂或脱落的缺陷，整体铸造的不锈钢止推盘的轴向承载能力更强，抗磨能力更强、耐腐蚀性好，使用寿命更长；由于采用了所述不锈钢止推盘包括不锈钢环形基体，在环形基体的一侧设有多个与推力盘非金属耐摩擦环形端面配合的不锈钢扇环形摩擦块，相邻的扇环形摩擦块之间形成润滑水槽，在环形基体的另一侧设有与扇环形摩擦块数目对应的不锈钢扇环形支撑块，相邻的扇环形支撑块之间形成冷却水槽，扇环形支撑块与扇环形摩擦块在圆周方向上交错排列，扇环形支撑块的对称轴与润滑水槽中线在基体环形端面的投影重合的技术特征，因环形基体与摩擦块和支撑块是整体铸造，使摩擦块承受的载荷通过环形基体均匀分散到支撑块，使得在不锈钢止推盘的背面形成冷却水槽的同时，不会影响不锈钢止推盘的承载能力，而工作过程在推力盘的旋转作用下，冷却水经冷却水槽向止推盘中心流动，再由扇形摩擦块之间润滑水槽向止推盘外流动，形成循环冷却效果，因此，极大地改善了水润滑止推轴承组件的冷却效果，避免止推盘与推力盘在高速摩擦时产生高温，影响水润滑效果、增加运行阻力、导致电机过热，使本发明的水润滑止推轴承组件在长时间、大载荷工作状态下，推力盘上的非金属耐磨层也不会因摩擦高温导致松动或脱落，水润滑止推轴承组件水润滑效果更好，运行阻力更小，使用寿命更长；由于采用了在金属基体的表面设有呈辐射形排列的耐磨层加固槽，耐磨层加固槽将金属基体的表面分隔出多个扇形区，在扇形区内设有耐磨层加固盲孔的技术特征，增加了非金属耐磨层与金属基体之间注塑结合的强度，防止非金属耐磨层从基体上松动或脱落，使本发明的水润滑止推轴承组件的使用寿命更长，运行更稳定、可靠；由于采用了在金属基体表面的耐磨层加固槽内设也设有耐磨层加固盲孔、在金属基体表面设有防脱落加固滚花纹理的技术特征，进一步增加了非金属耐磨层与金属基体之间注塑结合的强度，经多道加固措施，使本发明的水润滑止推轴承组件长期工作也不会发生非金属耐磨层松动、脱落现象，使用寿命更长；由于采用了所述非金属耐磨层为碳纤维改性聚苯硫醚耐磨层，碳纤维改性聚苯硫醚耐磨层的厚度为1—10毫米的技术特征，利用碳纤维改性聚苯硫醚耐磨层具有良好的自润滑性和强度，克服了橡胶耐磨层强度低、自润滑性差、摩擦系数大、有弹性、质地偏软等弊端，使本发明的水润滑止推轴承组件耐磨性更好、对磨匹配度最佳，运行阻力更小，可以承受更大的轴向载荷，且无毒、无污染、耐腐蚀、耐高温，适用范围更广；由于采用了环形基体的中环线与扇环形摩擦块的中环线、扇环形支撑块的中环线在环形基体端面的投影重合的技术特征，使摩擦块和支撑块受力均匀，运行更平稳；由于采用了环形基体的外径小于扇环形摩擦块的外径，环形基体的内径大于扇环形摩擦块的内径的技术特征，使扇环形摩擦块的内弧端和外弧端的背面均能与冷却水充分接触，增加了扇环形摩擦块与冷却水换热的面积，不但使冷却效果更好，而且，也节省了钢材的消耗，降低了生产成本；由于采用了在环形基体上设有至少设有两个止推盘固定孔的技术特征，方便了止推盘与潜水泵底座的安装和固定；由于采用了在扇环形摩擦块的扇环形摩擦面的边缘设有水润滑倒角的技术特征，当推力盘高速旋转时，冷却水能够沿水润滑倒角进入推力盘与止推盘间的摩擦面，形成润滑水膜，进一步改善了水润滑的效果。

附图说明

下面结合附图对本发明的水润滑止推轴承组件作进一步的详细说明。

图1是本发明的水润滑止推轴承组件结构示意图；

图2是本发明的水润滑止推轴承组件中推力盘的剖面结构图；

图3是本发明的水润滑止推轴承组件中推力盘金属基体的仰视图；

图4是本发明的水润滑止推轴承组件中止推盘的俯视图；

图5是本发明的水润滑止推轴承组件中止推盘的仰视图；

图6是本发明的水润滑止推轴承组件中止推盘的剖面结构图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的水润滑止推轴承组件，包括推力盘2和不锈钢止推盘3，在止推盘上设有与推力盘摩擦面相配合的扇环形摩擦块31，在推力盘上设有电机轴1安装孔4。

如图2所示，所述推力盘2包括硬质金属基体22，在与止推盘扇环形摩擦块接触侧的金属基体的环形端面覆盖有非金属耐磨层23，在金属基体上形成与不锈钢止推盘摩擦配合的非金属耐摩擦环形端面21，所述非金属耐磨层为碳纤维改性聚苯硫醚耐磨层，碳纤维改性聚苯硫醚通过高温注塑结合在金属基体上，碳纤维改性聚苯硫醚耐磨层的厚度为1—10毫米，实际生产使用过程中，也可以根据需要选择其它非金属耐磨材料，所述硬质金属基体为铸铁基体或钢基体或不锈钢基体或其它合金基体。

如图3所示，在金属基体的表面设有呈辐射形排列的耐磨层加固槽25，耐磨层加固槽将金属基体的表面分隔出多个扇形区，在扇形区内设有耐磨层加固盲孔24，在金属基体表面的耐磨层加固槽内设也设有耐磨层加固盲孔24，在金属基体表面设有防脱落加固滚花纹理。

如图4、图5、图6所示，所述不锈钢止推盘3包括不锈钢环形基体35，在环形基体的一侧设有多个与推力盘非金属耐摩擦环形端面配合的不锈钢扇环形摩擦块31，在扇环形摩擦块的扇环形摩擦面的边缘设有水润滑倒角，相邻的扇环形摩擦块之间形成润滑水槽34，在环形基体的另一侧设有与扇环形摩擦块数目对应的不锈钢扇环形支撑块32，相邻的扇环形支撑块之间形成冷却水槽33，扇环形支撑块与扇环形摩擦块在圆周方向上交错排列，扇环形支撑块的对称轴与润滑水槽中线在基体环形端面的投影重合，环形基体的中环线与扇环形摩擦块的中环线、扇环形支撑块的中环线在环形基体端面的投影重合，环形基体的外径小于扇环形摩擦块的外径，环形基体的内径大于扇环形摩擦块的内径，在环形基体上设有至少设有两个止推盘固定孔36。

本实施例中的不锈钢止推盘采用了8块扇环形摩擦块和扇环形支撑块，实际生产使用过程中可以依据需要增加或减少扇环形摩擦块和扇环形支撑块的数目，本发明的水润滑止推轴承组件中不锈钢止推盘采用马氏体不锈钢整体铸造成坯后，再经机加制成。

本发明的水润滑止推轴承组件经测试，当止推盘外径为95毫米、碳纤维改性聚苯硫醚耐磨层的厚度为5毫米时，在承受6吨的轴向载荷进可以长时间正常工作，承载能力远高于覆盖橡胶层的止推盘。

Claims (9)

1.一种水润滑止推轴承组件，包括推力盘和不锈钢止推盘，在止推盘上设有与推力盘摩擦面相配合的扇环形摩擦块，在推力盘上设有电机轴安装孔，其特征是：所述推力盘包括硬质金属基体，在与止推盘扇环形摩擦块接触侧的金属基体的环形端面覆盖有非金属耐磨层，在金属基体上形成与不锈钢止推盘摩擦配合的非金属耐摩擦环形端面，所述不锈钢止推盘为整体铸造的不锈钢止推盘，所述不锈钢止推盘包括不锈钢环形基体，在环形基体的一侧设有多个与推力盘非金属耐摩擦环形端面配合的不锈钢扇环形摩擦块，相邻的扇环形摩擦块之间形成润滑水槽，在环形基体的另一侧设有与扇环形摩擦块数目对应的不锈钢扇环形支撑块，相邻的扇环形支撑块之间形成冷却水槽，扇环形支撑块与扇环形摩擦块在圆周方向上交错排列，扇环形支撑块的对称轴与润滑水槽中线在基体环形端面的投影重合。

2.根据权利要求1所述的水润滑止推轴承组件，其特征是：在金属基体的表面设有呈辐射形排列的耐磨层加固槽，耐磨层加固槽将金属基体的表面分隔出多个扇形区，在扇形区内设有非金属耐磨层加固盲孔。

3.根据权利要求2所述的水润滑止推轴承组件，其特征是：在金属基体表面的耐磨层加固槽内设也设有非金属耐磨层加固盲孔。

4.根据权利要求3所述的水润滑止推轴承组件，其特征是：在金属基体表面设有防脱落加固滚花纹理。

5.根据权利要求4所述的水润滑止推轴承组件，其特征是：所述非金属耐磨层为碳纤维改性聚苯硫醚耐磨层，碳纤维改性聚苯硫醚耐磨层的厚度为1—10毫米。

6.根据权利要求1至5任一项所述的水润滑止推轴承组件，其特征是：环形基体的中环线与扇环形摩擦块的中环线、扇环形支撑块的中环线在环形基体端面的投影重合。

7.根据权利要求6所述的水润滑止推轴承组件，其特征是：环形基体的外径小于扇环形摩擦块的外径，环形基体的内径大于扇环形摩擦块的内径。

8.根据权利要求7所述的水润滑止推轴承组件，其特征是：在环形基体上设有至少设有两个止推盘固定孔。

9.根据权利要求8所述的水润滑止推轴承组件，其特征是：在扇环形摩擦块的扇环形摩擦面的边缘设有水润滑倒角。