CN204961379U - 一种干式泵轴承支架 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种干式泵轴承支架，包括轴承壳体，轴，轴承，上机械密封，下机械密封，油室，密封座，叶轮法兰和蜗壳，所述的轴承壳体与轴共轴，轴承安装于轴承壳体中，位于轴的两侧，油室与轴承壳体连接，轴承壳体与蜗壳之间有冷却油腔，密封座在下方与蜗壳连接，油室与轴承壳体之间设有上机械密封，轴与密封座之间设有下机械密封，轴与叶轮法兰连接，上机械密封与下机械密封包括动环、静环与弹性元件，具有冷却好、精度高、结构牢固、密封可靠，防腐蚀性好，生命长，互换性通用性好，能量转换效率高的特点。

Description

一种干式泵轴承支架

技术领域

本实用新型涉及一种干式泵轴承支架。

背景技术

干式泵因安装灵活、控制方便、配合土建工程很少而得到大量的运用。潜水电泵的电机轴直接驱动叶轮，而干式泵需要轴承支架作动力传送，一款高效率、低损耗、免维护的轴承支架开发就显得尤为重要，干式泵的工作原理为：动力→变速→传递→工作装置，也就是标准三相异步电动机通过轮系变速将动力传递到轴承支架，再由轴承支架带动叶轮工作。在实际工作过程中，螺旋离心叶轮的设计最大转速为3000转/分，高转速下必然会产生摩擦发热，因此要有冷却系统，轴系的同轴精度要高；由于螺旋离心叶轮自身的特性要求旋转系统动平衡要求较高，所以轴系设计精度高，轴承组合必须牢固；泵送介质为液体，密封必须可靠；部分介质具有较强的腐蚀性，防腐必须做好；轴与叶轮的连接要方便、牢固；轴承必须要有润滑系统；从机械设计角度要考虑结构工艺性、加工工艺、铸造工艺；从产品使用和维护方面要考虑拆卸方便、互换性要强、轴承支架与不同叶轮间连接通用性要高；另从水利流体角度要有排砂机构；能量转换效率要求要高。

实用新型内容

本实用新型提供了一种轴承支架，具有冷却好、精度高、结构牢固、密封可靠，防腐蚀性好，生命长，互换性通用性好，能量转换效率高的特点。

本实用新型完整的技术方案包括：

一种干式泵轴承支架，包括轴承壳体，轴，轴承，上机械密封，下机械密封，油室，密封座，叶轮法兰和蜗壳，所述的轴承壳体与轴共轴，轴承安装于轴承壳体中，位于轴的两侧，油室与轴承壳体连接，轴承壳体与蜗壳之间有冷却油腔，密封座在下方与蜗壳连接，所述的油室与轴承壳体之间设有上机械密封，轴与密封座之间设有下机械密封，轴与叶轮法兰连接。

所述的上机械密封与下机械密封包括动环、静环与弹性元件，所述的动环和静环通过两个光洁平直的接触端面紧密贴合，所述的弹性元件对上述接触端面产生压紧力，所述的两个光洁平直的接触端面之间有一层液体膜以起到密封效果。

所述的弹性元件为弹簧或波纹管。

轴与叶轮法兰采用圆锥面连接，轴端采用锁紧螺母紧固。

所述的叶轮法兰能够装配多种规格的叶轮；所述的油室能够装配多种规格的密封座以及多种规格的蜗壳，密封座和叶轮法兰面都有螺旋槽，支架外表面涂防腐漆防腐。

本实用新型相对于现有技术的优点在于：

1.机械密封相对结构独立简单，能承受高压，用于含腐蚀性固体颗粒的介质，寿命高，维修方便，泄露极小，保证了泵的连续工作能力。

2.轴与叶轮法兰采用圆锥面连接，圆锥面能消除轴与叶轮间的径向间歇，装拆较方便，能承受冲击载荷。

3.密封座和叶轮法兰面都有螺旋槽，旋转时产生离心效应排除介质中的砂石，防止砂石磨损机械密封。

4.拆卸方便、互换性强、通用性强，能量转换效率高。

附图说明

图1为本实用新型的干式泵轴承支架示意图。

图中：1为轴承壳体，2为轴，3为轴承，4为上机械密封，5为下机械密封，6为油室，7为密封座，8为叶轮法兰，9为蜗壳。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型做进一步说明。

一种干式泵轴承支架，包括轴承壳体1，轴2，轴承3，所述的轴承壳体1与轴2共轴，轴承壳体上端设计为端盖加骨架密封，轴承3为角接触球轴承，并安装于轴承壳体中，位于轴2的两侧，轴承3采用串联背对背排列，两对轴承之间用隔环隔开，隔环上开油槽，轴承润滑采用中间加压注脂，润滑脂通过油槽分别注入到两边轴承内，上端旧油脂从端盖挤出，下端旧油脂从出脂口挤出。

轴2的最小直径确定：

每一个螺旋离心叶轮都有自己的特性曲线及其对应的高效点的额定功率和转速；轴的转动方式为单向恒定；介质一般具有一定的腐蚀性，所以本实用新型中，轴的材料选用耐腐蚀的2Cr13，经过调质处理后硬度为HB220-248。根据轴的最小直径计算公式计算出轴的最小直径，因叶轮的工作转速一般在标准三相异步电动机额定转速附件，所以轴径确定为比标准电机轴大一型号直径，通过疲劳强度计算验证最终确定轴的最小直径。

轴承直径的选择：

泵工作水压产生的压力会通过叶轮传到轴上，皮带轮传递会产生弯矩，所以轴承会同时承受径向载荷和轴向载荷的联合作用，经过综合性能比较，本实用新型选用角接触球轴承，这种轴承不但具有良好的承受径向载荷和轴向载荷的能力，并且具有高转速、低噪音、低摩擦和高精度性。能量损失少，便于散热，寿命长，价格较低。为了保证轴承的同轴度，减少加工和装配所产生的累计圆跳动，轴承都装于同一轴承壳体中，采用串联背对背排列，这种排列有较大的抗弯刚支撑度。

根据成对角接触轴承当量动载荷公式以及轴的最小直径选择合适的轴承型号。

所述的成对角接触轴承当量动载荷公式：

P＝Fp(XFr+YFa)

式中，P：当量动载荷，Fp：负载系数，X：径向动载荷系数，Y：轴向动载荷系数，Fr：径向载荷(N)，Fa：轴向载荷(N)。

轴承内径选用精度较高的K5级公差，轴选用h6级公差，装配时用轴承加热器加热内圈与轴热装，轴承的组合采用外圈固定，内圈两端游动支撑，内圈采用锁紧螺母和止动垫圈紧固。

轴承的散热是否良好是影响轴承寿命的关键，轴承过热还会增大轴的延展度，造成轴承卡死或应力集中。因而本实用新型中，所述的轴承壳体1上设有散热筋，与轴承壳体1连接的油室6，油室上方6开有注油孔并开有观察油窗，可以定期观察冷却液的情况，判断是否泄露或泵送液体是否渗入，轴承壳体1与蜗壳9之间有冷却油腔，密封座7在下方与蜗壳9连接，密封座下部开有泄油口以方便更换冷却液。

轴承支架系统是旋转轴系，泵送液体与油室之间、油室与轴承壳体之间必须要有良好的动密封，密封是泵用轴承支架的关键技术，油封密封和涨圈密封密封性虽好但不能承受高压，只能用于润滑脂密封；填料密封结构较复杂；因而在本实用新型中选用了机械密封，机械密封相对结构独立简单，能承受高压，广泛用于含腐蚀性固体颗粒的介质，寿命高，维修方便。

所述的油室6与轴承壳体1之间设有上机械密封4，轴2与密封座之间设有下机械密封5，所述的上机械密封4与下机械密封5包括动环、静环与弹性元件，所述的动环和静环通过两个光洁平直的接触端面紧密贴合，所述的弹性元件对上述接触端面产生压紧力，所述的两个光洁平直的接触端面之间有一层液体膜以起到密封效果。油室中6的冷却液有可能从上机械密封中微漏，因此设计了泄露口，微漏出来的冷却液通过这个通道直接排到外面；为了隔开轴承部分的油脂与油室部分冷却液，中间加入一件唇型橡胶密封。

所述的液体膜、动环、静环材料选择为：

1.液体膜：常温清水；动环：9Cr18、或1Cr13、或堆焊钴铬钨、或铸铁；静环：浸树脂石墨、或青铜、或酚醛塑料。

2.液体膜：常温含泥沙河水；动环：碳化钨；静环：碳化钨。

3.液体膜：常温海水；动环：碳化钨、或1Cr13、或堆焊钴铬钨、或铸铁；静环：浸树脂石墨、或碳化钨、或金属陶瓷。

所述的弹性元件为弹簧或波纹管。

动环与静环之间的密封是靠弹性元件和密封液体压力在相对运动的动环和静环的接触面(端面)上产生一适当的压紧力(比压)使两个光洁、平直的端面紧密贴合；端面间维持一层极薄的液体膜而达到密封的作用。这层膜具有液体动压力与静压力，它起着平衡压力和润滑端面的作用。两端面之所以必须高度光洁平直是为了给端面创造完美贴合和使比压均匀的条件，这是相对旋转密封。机械密封工作时需要冲洗，冲洗的目的在于防止杂质集积，防止气囊形成，保持和改善润滑等，当冲洗液温度较低时，兼有冷却作用，所以在密封座上设计了机械密封用冲洗孔。上密封用于密封冷却液，下密封用于密封介质防止其渗入。经过反复优化实践证明机械密封寿命可达20000小时，泄露极小，保证了泵的连续工作能力。另各部件的结合面均采用丁啨橡胶O型环密封，这种静密封性好，寿命长，结构紧凑，装卸方便，能耐高压。

轴2与叶轮法兰8采用圆锥面连接，圆锥面能消除轴与叶轮间的径向间歇，装拆较方便，能承受冲击载荷，轴端采用锁紧螺母紧固。一个叶轮法兰能够装配多种规格的叶轮；密封座也分不同规格，一种油室能够配多种规格的密封座，也就能够配多种规格的蜗壳，整个结构除轴外，其余材质均为HT250灰铸铁。密封座和叶轮法兰面都有螺旋槽，旋转时产生离心效应排除介质中的砂石，防止砂石磨损机械密封。支架外表面涂防腐漆防腐。

经过不断试验和改进，定型后的轴承支架结构紧凑合理，综合性能极佳，在工程使用中取得了良好的效果，能量传递效率达到95％以上，泵送普通介质一至二年可以不用维护，强腐蚀性介质输送半年不用维护，维护过程简单方便，叶轮拆换方便快捷；在加工以及装配方面也较简单。

Claims (4)

1.一种干式泵轴承支架，其特征在于，包括轴承壳体，轴，轴承，上机械密封，下机械密封，油室，密封座，叶轮法兰和蜗壳，所述的轴承壳体与轴共轴，轴承安装于轴承壳体中，位于轴的两侧，油室与轴承壳体连接，轴承壳体与蜗壳之间有冷却油腔，密封座在下方与蜗壳连接，所述的油室与轴承壳体之间设有上机械密封，轴与密封座之间设有下机械密封，轴与叶轮法兰连接。

2.如权利要求1所述的轴承支架，其特征在于，所述的上机械密封与下机械密封包括动环、静环与弹性元件，所述的动环和静环通过两个光洁平直的接触端面紧密贴合，所述的弹性元件对上述接触端面产生压紧力，所述的两个光洁平直的接触端面之间有一层液体膜以起到密封效果。

3.如权利要求2所述的轴承支架，其特征在于，所述的弹性元件为弹簧或波纹管。

4.如权利要求1-3任一项所述的轴承支架，其特征在于，轴与叶轮法兰采用圆锥面连接，轴端采用锁紧螺母紧固，所述的叶轮法兰能够装配多种规格的叶轮；所述的油室能够装配多种规格的密封座以及多种规格的蜗壳，密封座和叶轮法兰面都有螺旋槽，支架外表面涂防腐漆防腐。