JPH0697053B2 - Journal bearing for pump and pump using the same - Google Patents
Journal bearing for pump and pump using the sameInfo
- Publication number
- JPH0697053B2 JPH0697053B2 JP58180649A JP18064983A JPH0697053B2 JP H0697053 B2 JPH0697053 B2 JP H0697053B2 JP 58180649 A JP58180649 A JP 58180649A JP 18064983 A JP18064983 A JP 18064983A JP H0697053 B2 JPH0697053 B2 JP H0697053B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pump
- bearing
- shaft
- liquid
- bearings
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/04—Shafts or bearings, or assemblies thereof
- F04D29/046—Bearings
- F04D29/047—Bearings hydrostatic; hydrodynamic
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D13/00—Pumping installations or systems
- F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
- F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
- F04D13/08—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven for submerged use
- F04D13/10—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven for submerged use adapted for use in mining bore holes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/04—Shafts or bearings, or assemblies thereof
- F04D29/046—Bearings
- F04D29/0465—Ceramic bearing designs
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
- F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
- F16C33/043—Sliding surface consisting mainly of ceramics, cermets or hard carbon, e.g. diamond like carbon [DLC]
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
- F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
- F16C33/26—Brasses; Bushes; Linings made from wire coils; made from a number of discs, rings, rods, or other members
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、液体中及び気体中で使用されるポンプ用ジ
ャーナル軸受及びそれを用いたポンプに関し、特に、起
動時及び停止時に空気中におかれ、定常運転時に水中ま
たはスラリー中におかれて摺動する立軸ポンプ或いは斜
軸ポンプの水中軸受及び該軸受を用いたポンプに関す
る。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a journal bearing for a pump used in a liquid and a gas and a pump using the same, and particularly, to a bearing in the air at the time of starting and stopping. The present invention relates to a submerged bearing of a vertical axis pump or an oblique axis pump that slides in water or slurry during steady operation and a pump using the bearing.
従来の立軸ポンプ及び斜軸ポンプの水中軸受にはゴム軸
受、鉛青銅軸受等の軸受が使用されていた。しかし、こ
れらのポンプを起動する場合には、この水中軸受が気体
中におかれていることが多くそのままの状態で起動する
ことは困難であった。即ち、ゴム軸受も鉛青銅等の金属
製軸受も水或いは油で潤滑された状態で使用されるので
あれば極めて安定した摺動特性を示すものであるが、気
体中、即ち無潤滑条件下で使用するとなると、摺動部か
ら激しく発熱し軸受部が速かに破損されるからである。Rubber bearings, lead bronze bearings, and other bearings have been used as submerged bearings for conventional vertical shaft pumps and oblique shaft pumps. However, when starting these pumps, the submersible bearings were often placed in gas, and it was difficult to start the pumps as they were. That is, both rubber bearings and metal bearings such as lead bronze show extremely stable sliding characteristics if used in a state of being lubricated with water or oil, but in a gas, that is, under unlubricated conditions. This is because when it is used, the sliding portion heats up violently and the bearing portion is quickly damaged.
従って、従来の立軸ポンプや斜軸ポンプでは起動時の無
潤滑条件下の運転時に水中軸受を保護するため、潤滑
油の供給或いは軸受部への注水等の手段が採用されて
いた。Therefore, in the conventional vertical shaft pump or oblique shaft pump, in order to protect the submersible bearing during operation under a non-lubricated condition at the time of starting, means such as supply of lubricating oil or water injection to the bearing portion has been adopted.
第1図は軸受部へ注水する装置を設けた従来の立軸ポン
プの概略を示すもので、その概要を説明すれば、第1図
において1は外水位を示し、この外水位1に水没する位
置にインペラ2がくるように該ポンプは設置されてい
る。駆動用モータ3は保守点検が容易なように陸上に設
けられ、駆動用モータ3の回転は軸継手4を介して軸5,
5′に伝達され、軸5′の先端部に接続されたインペラ
2を回転することとなる。なお6は軸5と軸5′とを接
続する中間軸継手である。インペラ2の回転によって水
は吸込みベル7から吸い込まれ吐出ボウル8、吊下げ管
9、10を通過して吐出エルボ11から吐出される。12、13
は上部水中軸受14及び下部水中軸受15へ潤滑水を導くた
めの保護管である。また上部水中軸受14は水中軸受支え
16によって支持されており下部水中軸受15はリブ17,1
7′によって支持されている。FIG. 1 shows an outline of a conventional vertical shaft pump provided with a device for injecting water into the bearing portion. To explain the outline, FIG. 1 shows the external water level 1 and the position where the external water level 1 is submerged. The pump is installed so that the impeller 2 comes in. The drive motor 3 is provided on land for easy maintenance and inspection, and the rotation of the drive motor 3 is transmitted through the shaft coupling 4 to the shaft 5,
It is transmitted to 5 ', and the impeller 2 connected to the tip of the shaft 5'is rotated. Reference numeral 6 is an intermediate shaft coupling that connects the shaft 5 and the shaft 5 '. Water is sucked from the suction bell 7 by the rotation of the impeller 2, passes through the discharge bowl 8, the hanging pipes 9 and 10, and is discharged from the discharge elbow 11. 12, 13
Is a protective tube for guiding lubricating water to the upper submerged bearing 14 and the lower submerged bearing 15. In addition, the upper submerged bearing 14 supports the submerged bearing.
Lower submersible bearing 15 is supported by ribs 17,1
Supported by 7 '.
次に第2図に基いて上部水中軸受14について説明する。
第2図は第1図における上部水中軸受14の拡大図である
が、軸5′にはステンレス製の円筒状のスリーブ18が固
着されて、軸5′と一体に回転するようになっており、
また、水中軸受支え16にはゴム軸受19がスリーブ18の外
周面と僅かのすき間をもって固定されている。なおこの
ゴム軸受19の水平断面の内周形状は円形であって、潤滑
水用の縦溝が数本設けられているのが一般的である。そ
して軸5,5′の回転によって生じる軸5,5′の半径方向の
振れをスリーブ18の外周面がゴム軸受19の内周面に摺接
することにより制限するものである。Next, the upper submerged bearing 14 will be described with reference to FIG.
FIG. 2 is an enlarged view of the upper submerged bearing 14 in FIG. 1. A cylindrical sleeve 18 made of stainless steel is fixed to the shaft 5 ′ so that it can rotate integrally with the shaft 5 ′. ,
Further, a rubber bearing 19 is fixed to the underwater bearing support 16 with a slight clearance from the outer peripheral surface of the sleeve 18. The inner peripheral shape of the horizontal cross section of the rubber bearing 19 is circular, and is generally provided with several vertical grooves for lubricating water. The radial deflection of the shafts 5, 5'caused by the rotation of the shafts 5, 5'is restricted by the outer peripheral surface of the sleeve 18 slidingly contacting the inner peripheral surface of the rubber bearing 19.
この第1図及び第2図に示される従来の立軸ポンプの起
動時及び定常運転時に、注水口20(第1図参照)から軸
5,5′と保護管12、13との間に注水し、水中軸受14、15
を水で潤滑し保護するものである。第1図の立軸ポンプ
では水中軸受として上部水中軸受14と下部水中軸受15と
の2ケの水中軸受が設けられているが、立軸ポンプの軸
の長さは数10mにも及ぶこともあるのでその場合には多
数の水中軸受が設けられている。そして、この間の全て
の水中軸受を保護する為に、軸の全長にわたって保護管
が設けられている。従って、このようにポンプの起動時
における水中軸受を保護するために多大な設備費を強い
られるばかりでなく、ポンプ全体の重量も大となるた
め、ポンプを支えるための装置にも多大の設備費を強い
られていた。From the water injection port 20 (see FIG. 1) to the shaft when the conventional vertical shaft pump shown in FIG. 1 and FIG.
Water is injected between 5, 5'and the protection tubes 12, 13 and submerged bearings 14, 15
Is to be protected by lubricating it with water. The vertical shaft pump shown in Fig. 1 is provided with two submersible bearings, an upper submerged bearing 14 and a lower submerged bearing 15, as submersible bearings, but the shaft length of the vertical pump can reach several tens of meters. In that case, many submerged bearings are provided. A protective tube is provided over the entire length of the shaft to protect all the underwater bearings in the meantime. Therefore, not only a great amount of equipment cost is required to protect the submersible bearings at the time of starting the pump in this way, but also the weight of the entire pump becomes large, so a large amount of equipment cost is also required for the device for supporting the pump. I was forced to.
以上第1図及び第2図に基づく説明は、立軸ポンプに関
するものであるが、斜軸ポンプにおいても全く同様の問
題があった。Although the description based on FIG. 1 and FIG. 2 is about the vertical shaft pump, the oblique shaft pump also has the same problem.
本発明の目的は、気体中と液体中とで使用されるポンプ
用ジャーナル軸受において、双方の使用条件下において
安定した摺動特性をもつジャーナル軸受及びそれを用い
たポンプを提供することであり、特に立軸ポンプ及び斜
軸ポンプの水中軸受として、ポンプ起動時における無潤
滑条件下でも起動が可能であり、起動後の定常運転時に
おいても良好な摺動特性を示し、しかも、清水中のみな
らず海水の如き良電導度液体やスラリー液中においても
安定した摺動特性を示すポンプ用ジャーナル軸受及びそ
れを用いたポンプを提供することである。An object of the present invention is to provide a journal bearing for a pump used in a gas and a liquid, which has stable sliding characteristics under both usage conditions, and a pump using the journal bearing. In particular, as a submersible bearing for vertical pumps and oblique shaft pumps, it can be started even under unlubricated conditions when the pump is started, and exhibits good sliding characteristics even during steady operation after starting. A journal bearing for a pump that exhibits stable sliding characteristics even in a highly conductive liquid such as seawater or a slurry liquid, and a pump using the journal bearing.
1.ポンプ軸をポンプの取扱液の流路内に通すポンプ装置
において、取扱液の流路内に露出して設け、流路内の取
扱液及び空気中で潤滑され、その回転側部材をタングス
テンカーバイド(WC)含有量90重量%以上の超硬合金と
し、固定側部材を窒化ケイ素(Si3N4)又は炭化ケイ素
(SiC)よりなるセラミックスにより構成したことを特
徴とするポンプ用ジャーナル軸受、 及び 2.回転側部材をタングステンカーバイド(WC)含有量90
重量%以上の超硬合金とし、固定側部材を窒化ケイ素
(Si3N4)又は炭化ケイ素(SiC)よりなるセラミックス
により構成したポンプ用ジャーナル軸受を、取扱液及び
空気中で回転されるポンプ軸上に少なくとも1箇設けた
ことを特徴とするポンプ軸をポンプの取扱液の流路内に
通すように構成されたポンプ である。1. In a pump device in which the pump shaft is passed through the channel of the liquid to be handled by the pump, the pump shaft is provided so as to be exposed in the channel of the liquid to be handled, and is lubricated in the liquid to be handled and air in the channel, and its rotating member is made of tungsten A journal bearing for a pump, characterized in that it is made of a cemented carbide with a carbide (WC) content of 90% by weight or more, and the stationary member is made of ceramics made of silicon nitride (Si 3 N 4 ) or silicon carbide (SiC), And 2. Tungsten carbide (WC) content of the rotating side member is 90
A pump journal bearing, which is made of cemented carbide of at least wt.% And whose stationary side member is made of ceramics made of silicon nitride (Si 3 N 4 ) or silicon carbide (SiC), is rotated in the handling liquid and air. A pump configured such that at least one pump shaft is provided above, and the pump shaft is passed through a flow path of a liquid to be handled by the pump.
本発明者等は、気体中、即ち無潤滑条件下においてポン
プの起動が可能であり、しかも海水或いはスラリー液中
においても安定して良好な摺動特性を示す立軸ポンプ及
び斜軸ポンプ用の水中軸受について鋭意研究を重ねた結
果本発明をなすに至った。The present inventors have made it possible to start the pump in a gas, that is, under a non-lubricated condition, and further show stable sliding characteristics in seawater or slurry liquid. As a result of earnest studies on bearings, the present invention has been completed.
以下、本発明を詳しく説明する。Hereinafter, the present invention will be described in detail.
立軸ポンプ或いは斜軸ポンプの水中軸受は、前述の如く
無潤滑条件下及び潤滑条件のいづれの条件の下において
も安定して良好な摺動特性を発揮することが望ましい。
然し乍ら、従来の水中軸受における摺動部材の組合せ、
例えばゴム軸受−ステンレス鋼製軸スリーブ或いはカー
ボン含有テフロン軸受−ステンレス鋼軸スリーブ等の場
合にあっては、清水中の摺動特性は優れているが無潤滑
条件においては全く使用できず、又、カーボン軸受或い
はカーボン含有銅合金軸受とステンレス鋼軸スリーブと
の組合せにおいては、水中軸受部がケイ砂(砂)やアル
ミナ粒子等を含むスラリー液に浸漬されると、摺動面が
速やかに損傷され、必らずしも満足できるものではなか
った。It is desirable that the submersible bearings of the vertical shaft pump or the oblique shaft pump stably exhibit good sliding characteristics under both unlubricated conditions and lubricated conditions as described above.
However, the combination of sliding members in conventional underwater bearings,
For example, in the case of rubber bearings-stainless steel shaft sleeves or carbon-containing Teflon bearings-stainless steel shaft sleeves, the sliding properties in clear water are excellent, but they cannot be used at all under no-lubrication conditions. In the combination of carbon bearings or carbon-containing copper alloy bearings and stainless steel shaft sleeves, if the underwater bearing is immersed in a slurry liquid containing silica sand (alumina particles), the sliding surface will be damaged promptly. , I wasn't necessarily satisfied.
本発明者等は第3図に示す実験装置を用いて試験すると
共に、第5図に示すような立軸ポンプを用い、さまざま
なジャーナル軸受について、清水条件、気体条件、スラ
リー条件、海水条件或いはスラリーを含む海水条件等の
さまざまな使用環境における摺動特性を調べた結果、本
発明のジャーナル軸受が最も優れていることを見い出し
た。The present inventors conducted a test using the experimental apparatus shown in FIG. 3 and used a vertical shaft pump as shown in FIG. 5 to test various journal bearings for fresh water condition, gas condition, slurry condition, seawater condition or slurry. As a result of investigating the sliding characteristics in various usage environments such as seawater conditions including, it was found that the journal bearing of the present invention is the most excellent.
先ず、第3図について説明する。First, FIG. 3 will be described.
第3図は摺動試験装置の縦断面図である。FIG. 3 is a vertical sectional view of the sliding test device.
第3図において、油圧モータ21によりトルクメータ22を
介して軸23が回され、軸23の端にはスリーブ状の試験片
25が嵌入固定され、試験片25がに摺動するように嵌入す
るリング状試験片26が軸受ハウス27に嵌入しており、矢
印30で示される方向より加わるラジアル荷重はロードセ
ル28を介してロッド29端を通じて軸受ハウス27の保持部
材31に伝えられる。軸受ハウス27には矢印32より液体が
送入されるホース33が配されている。34は軸23の回転数
を知る回転計である。In FIG. 3, a shaft 23 is rotated by a hydraulic motor 21 via a torque meter 22, and a sleeve-shaped test piece is attached to the end of the shaft 23.
A ring-shaped test piece 26, in which 25 is fitted and fixed, and the test piece 25 is slidably fitted in, is fitted in the bearing house 27, and the radial load applied from the direction indicated by the arrow 30 is applied to the rod via the load cell 28. It is transmitted to the holding member 31 of the bearing house 27 through the 29 end. The bearing house 27 is provided with a hose 33 into which the liquid is fed from the arrow 32. 34 is a tachometer for knowing the number of rotations of the shaft 23.
リング状試験片(直径60ミリメートル、幅10ミリメート
ル)26を支持する側の軸受ハウス27、ロードセル28、ロ
ッド29、軸受ハウス保持部材31、ホース33等は試験槽35
に支持され、試験槽35は上下送り装置36の上下動可能な
ロッド37により支持されている。従ってリング状試験片
26は上下動し、スリーブ状試験片25が回転し、それらの
軸受隙間に液体を送り込める如くなっている。The bearing house 27, the load cell 28, the rod 29, the bearing house holding member 31, the hose 33, etc. on the side supporting the ring-shaped test piece (diameter 60 mm, width 10 mm) 26 are in the test tank 35.
The test tank 35 is supported by a vertically movable rod 37 of a vertical feed device 36. Therefore, ring-shaped test piece
26 moves up and down, the sleeve-shaped test piece 25 rotates, and liquid can be sent into the bearing gaps between them.
この摺動試験装置によって得られたデータを第1表に示
す。Table 1 shows the data obtained by this sliding tester.
使用した材料の材質等は次のとおりである。 The materials used are as follows.
超硬合金……90%以上のWCを含有するJIS H 5501 G種3
号品 ステンレス鋼……SUS 304ステンレス鋼 硬質肉盛材……35%のWCを含む スラリー水……平均粒径80μ,最大粒径100μのSiO2
0.3重量%を含む水 河川水+スラリー……川砂0.3重量%と、平均粒径80
μ,最大粒径100μのAl2O3 0.3重量%を含む水 海水+スラリー……平均粒径80μ,最大粒径100μのSiO
2 0.3重量%を含む海水 第1表中No.1,2が本発明のポンプ用ジャーナル軸受であ
り、No.3〜10が従来のジャーナル軸受及び比較試験のた
めのジャーナル軸受である。Cemented Carbide ... JIS H 5501 G Class 3 containing 90% or more WC
No. Stainless steel …… SUS 304 stainless steel Hard facing material …… Slurry water containing 35% WC …… SiO 2 with average particle size 80μ and maximum particle size 100μ
Water containing 0.3% by weight River water + slurry ... 0.3% by weight of river sand and average particle size 80
μ, water containing 0.3% by weight of Al 2 O 3 with a maximum particle size of 100 μ Seawater + slurry …… SiO with an average particle size of 80 μ and a maximum particle size of 100 μ
Seawater Table 1 in No.1,2 containing 2 0.3 wt% is pump journal bearings of the present invention, Nanba3~10 is a journal bearing for a conventional journal bearing and comparative tests.
なお、評価の欄の記号は、それぞれ ◎…十分な耐久性がある(16,000時間以上) ○…実用上使用可能(8,000時間以上) △…条件により使用可能 ×…使用不能 を意味し、摩擦係数、耐摩耗性、耐焼付性等の諸因子を
総合的に評価した結果を示すものである。The symbols in the evaluation columns are: ◎ ... Sufficient durability (16,000 hours or more) ○ ... Practical use (8,000 hours or more) △ ... Usable under some conditions × ... Unusable, friction coefficient The results of comprehensive evaluation of various factors such as wear resistance, seizure resistance and the like are shown.
なお軸受に関しては、上記組合わせ以外のものについて
も多数の試験を行ったが、これらのデータは省略した。A number of tests were conducted on bearings other than the above combinations, but these data were omitted.
第4図は、横軸に運転時間、縦軸に摩擦係数をとり、摺
動速度2.5m/s、面圧はゴム軸受対ステンレス鋼SUS304に
ついては6.3kgf/cm2(×印の記号で表わす)、窒化ケイ
素セラミックス軸受対超硬合金(90%WC)については67
kgf/cm2(○印の記号で表わした本発明1)、炭化ケイ
素セラミックス軸受対超硬合金(90%WC)については67
kgf/cm2(・印の記号で表わした本発明2)及び42kgf/c
m2(・印の記号で表わした本発明2′)で試験した結果
を示す。Fig. 4 shows operating time on the horizontal axis and friction coefficient on the vertical axis. Sliding speed is 2.5 m / s and surface pressure is 6.3 kgf / cm 2 for rubber bearing vs. stainless steel SUS304 (symbols marked with ×). ), 67 for silicon nitride ceramic bearings vs. cemented carbide (90% WC)
67 kgf / cm 2 (Invention 1 represented by symbol ○), silicon carbide ceramic bearing vs. cemented carbide (90% WC)
kgf / cm 2 (Invention 2 represented by symbol *) and 42 kgf / c
The results of the test conducted with m 2 (invention 2 ′ represented by the symbol *) are shown.
第1表及び第4図から明らかなように、本発明のポンプ
用ジャーナル軸受、即ち超硬合金と窒化ケイ素セラミッ
クス又は炭化ケイ素セラミックスとを組合せてなるポン
プ用ジャーナル軸受は、空気中、清水中或いはケイ砂・
アルミナ粒子を含むスラリー液中においても極めて安定
した摺動特性を示すものである。As is clear from Table 1 and FIG. 4, the journal bearing for a pump of the present invention, that is, the journal bearing for a pump in which a cemented carbide and silicon nitride ceramics or silicon carbide ceramics are combined, is Quartz sand
It exhibits extremely stable sliding characteristics even in a slurry liquid containing alumina particles.
本発明において部材として用いる窒化ケイ素又は炭化ケ
イ素セラミックスは、圧縮強度は非常に高いが引張強度
が低く、また、線膨張率が小さいなどの金属材料と異な
る機械的性質をもつが、固定側部材として用いる場合金
属ケース中に焼ばめ等により固着して使用することによ
り前記性質の利点を生かし、かつ、欠点を充分に補うこ
とができる。The silicon nitride or silicon carbide ceramics used as a member in the present invention has very high compressive strength but low tensile strength, and has a mechanical property different from that of a metal material such as a small linear expansion coefficient. When it is used, by fixing it in a metal case by shrink fitting, etc., the advantages of the above properties can be utilized and the drawbacks can be sufficiently compensated.
また、第1表及び第4図に示した試験において使用した
超硬合金は、JIS H5501 G種3号に相当するものである
が、90重量%以上のタングステンカーバイド(WC)を含
む超硬合金であれば第1表及び第4図に示される良好で
且つ安定した摺動特性を有するものである。The cemented carbide used in the tests shown in Table 1 and FIG. 4 is equivalent to JIS H5501 G type 3 but contains 90 wt% or more of tungsten carbide (WC). If so, it has good and stable sliding characteristics as shown in Table 1 and FIG.
第5図は、第1図に示した立軸ポンプに対応する本発明
の立軸ポンプの縦断面概略図を示す。FIG. 5 shows a schematic vertical sectional view of a vertical shaft pump of the present invention corresponding to the vertical shaft pump shown in FIG.
第5図において、各符号は第1表で示した各符号と同じ
意味を有する。In FIG. 5, each symbol has the same meaning as each symbol shown in Table 1.
本発明のジャーナル軸受は、空気中、清水中或いは各種
の粒子を含むスラリー液中においても安定した摺動特性
を示すので、立軸ポンプに適用した場合、第1図に示さ
れている保護管12,13、注水口20及び第1図には図示さ
れていないが、該注水口20に注水するための装置は不要
となり、又本発明のジャーナル軸受を用いた場合、後で
述べるように軸受部材を小さく出来るので、下部水中軸
受15も小さくすることが可能となり、リブ17′に簡単に
取り付けることが出来るため、第1図で示されている下
部水中軸受15を支えるためのリブ17も不要となり、極め
て簡単な構造のものとなっている。Since the journal bearing of the present invention exhibits stable sliding characteristics in air, clear water, or slurry liquid containing various particles, when applied to a vertical shaft pump, the protective tube 12 shown in FIG. , 13, the water injection port 20 and a device for injecting water into the water injection port 20, which is not shown in FIG. 1, are unnecessary, and in the case of using the journal bearing of the present invention, a bearing member will be described later. Since it is possible to reduce the size of the lower submerged bearing 15, the lower submerged bearing 15 can also be made smaller, and the rib 17 'can be easily attached. Therefore, the rib 17 for supporting the lower submerged bearing 15 shown in FIG. 1 is unnecessary. The structure is extremely simple.
即ち、第4図及び第4図に関する説明から明らかな如
く、本発明のジャーナル軸受は、従来品の10倍以上とい
う極めて高い面圧荷重にも耐えることができるので、摺
動面積を極めて小さくすることが可能となり、第5図に
示す水中軸受14及び15は小さなものでよい。That is, as is clear from FIG. 4 and the description relating to FIG. 4, the journal bearing of the present invention can withstand an extremely high surface pressure load of 10 times or more that of the conventional product, so that the sliding area is made extremely small. Therefore, the submerged bearings 14 and 15 shown in FIG. 5 may be small.
第6図は第5図における上部水中軸受14の片側拡大図で
あるが、超硬合金製のスリーブ38と窒化ケイ素セラミッ
クス又は炭化ケイ素セラミックスの軸受39とによって摺
動部が形成されている。FIG. 6 is an enlarged view of one side of the upper submerged bearing 14 in FIG. 5, but a sliding portion is formed by a sleeve 38 made of cemented carbide and a bearing 39 made of silicon nitride ceramics or silicon carbide ceramics.
また軸受39は、焼きばめによってケース40に固着されて
軸受支え16側に固定され、スリーブ38は図示しない止め
ねじによって軸5′に固着されている。The bearing 39 is fixed to the case 40 by shrink fit and fixed to the bearing support 16 side, and the sleeve 38 is fixed to the shaft 5'by a set screw (not shown).
以上は立軸ポンプの水中軸受に本発明を適用した例であ
るが斜軸ポンプに適用した場合にも同様の作用・効果を
奏するものである。The above is an example in which the present invention is applied to a submersible bearing of a vertical shaft pump, but the same action and effect are also exerted when applied to an oblique shaft pump.
なお、スリーブ38は軸受39に比し取付けの為長いものを
用いているが軸受39と同じ長さのものを用いてもよいの
は当然である。また、第5図に示したポンプで海水を取
扱う場合には、軸とケーシングとの間に発生する腐食電
流が極めて微量となるか、或いは実質的に腐食電流が流
れないこととなり好ましい。Although the sleeve 38 is longer than the bearing 39 for mounting, it is of course possible to use the sleeve 38 having the same length as the bearing 39. Further, when seawater is handled by the pump shown in FIG. 5, it is preferable that the corrosion current generated between the shaft and the casing becomes extremely small or substantially no corrosion current flows.
本発明のジャーナル軸受を前記水中軸受として用いる場
合、その形状は、第6図に示すように超硬合金及び窒化
ケイ素又は炭化ケイ素セラミックス共に円筒状とし、超
硬合金を軸スリーブとし、また窒化ケイ素又は炭化ケイ
素セラミックスを軸受として用いればよい。即ち、円筒
状の形状であれば超硬合金であっても、又、窒化ケイ素
又は炭化ケイ素セラミックスであっても形成が容易であ
り、複雑な形状の水中軸受に比べて安価に製作ができ
る。When the journal bearing of the present invention is used as the submersible bearing, the shape thereof is cylindrical as shown in FIG. 6 together with the cemented carbide and silicon nitride or silicon carbide ceramics, and the cemented carbide is used as a shaft sleeve. Alternatively, silicon carbide ceramics may be used as the bearing. That is, as long as it has a cylindrical shape, a cemented carbide, silicon nitride, or silicon carbide ceramics can be easily formed, and can be manufactured at a lower cost than an underwater bearing having a complicated shape.
以上に述べた如く、本発明のジャーナル軸受は回転側部
材を超硬合金とし、固定側部材を窒化ケイ素又は炭化ケ
イ素セラミックスとしたジャーナル軸受であって、本発
明によれば、無潤滑条件下、即ち気体中において摺動す
る場合であっても極めて安定した摺動特性を有し、また
水潤滑がなされる条件の下においてもさらに優れた摺動
特性を有し、さらには、ケイ砂やアルミナ微粒子からな
るスラリー水中で摺動する場合であってもその良好な摺
動特性を維持しているものであるから、無潤滑状態と潤
滑状態とがくり返し出現する条件の下で作動する摺動
部、特に摩耗性取扱液中で作動する摺動部に極めて好適
なポンプ用ジャーナル軸受及びそれを用いたポンプを提
供し得るものである。As described above, the journal bearing of the present invention is a journal bearing in which the rotating side member is made of cemented carbide and the fixed side member is made of silicon nitride or silicon carbide ceramics. That is, it has extremely stable sliding characteristics even when sliding in gas, and has even more excellent sliding characteristics under the condition of being lubricated with water. Even when it slides in slurry water composed of fine particles, it maintains its good sliding characteristics, so it is a sliding part that operates under conditions in which an unlubricated state and a lubricated state repeatedly appear. In particular, it is possible to provide a journal bearing for a pump and a pump using the journal bearing, which is extremely suitable for a sliding portion that operates in an abradable handling liquid.
また、窒化ケイ素セラミックスや炭化ケイ素セラミック
スは良絶縁性を有することから良電導度液中で作動する
軸受として用いれば、腐食電流を遮断し得ることととな
り周囲におかれた金属部材を保護することにもなり、さ
らには、高い面圧荷重にも耐えることから摺動部を小さ
なものとすることができ、しかも、摺動部の寿命を飛躍
的に延すことができるものであって、極めて優れた軸受
といえる。In addition, since silicon nitride ceramics and silicon carbide ceramics have good insulating properties, if they are used as bearings that operate in a liquid with good electrical conductivity, they can block the corrosion current and protect the surrounding metal members. In addition, since it can withstand a high surface pressure load, the sliding part can be made small, and the life of the sliding part can be dramatically extended. It can be said that it is an excellent bearing.
第1図は従来の立軸ポンプの概略図、第2図は同上部水
中軸受の概略図、第3図は摺動試験装置の断面図、第4
図は軸受の摩擦係数を示す図、第5図は本発明の軸受を
用いた立軸ポンプの概略図、第6図は同上部水中軸受の
概略図を示す。 1……外水位、2……インペラ、3……駆動モータ、5,
5′……軸、9,10……吊下げ管、11……吐出エルボ、12,
13……保護管、14……上部水中軸受、15……下部水中軸
受、17,17′……リブ、18……スリーブ、19……ゴム軸
受、20……注水口、21……油圧モータ、23……軸、25,2
6……試験片、27……軸受ハウス、28……ロードセル、3
3……ホース、35……試験槽、38……超硬合金製スリー
ブ、39……セラミックス軸受FIG. 1 is a schematic view of a conventional vertical shaft pump, FIG. 2 is a schematic view of the upper submerged bearing, FIG. 3 is a sectional view of a sliding test device, and FIG.
FIG. 5 is a diagram showing the coefficient of friction of the bearing, FIG. 5 is a schematic diagram of a vertical shaft pump using the bearing of the present invention, and FIG. 6 is a schematic diagram of the upper submerged bearing. 1 ... outer water level, 2 ... impeller, 3 ... drive motor, 5,
5 '... Axis, 9,10 ... Suspension pipe, 11 ... Discharge elbow, 12,
13 …… Protection tube, 14 …… Upper underwater bearing, 15 …… Lower underwater bearing, 17,17 ′ …… Rib, 18 …… Sleeve, 19 …… Rubber bearing, 20 …… Water inlet, 21 …… Hydraulic motor , 23 …… axis, 25,2
6 …… Test piece, 27 …… Bearing house, 28 …… Load cell, 3
3 …… Hose, 35 …… Test tank, 38 …… Cemented carbide sleeve, 39 …… Ceramics bearing
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小出 志久男 東京都大田区羽田旭町11番1号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 溝淵 庄太郎 東京都大田区羽田旭町11番1号 株式会社 荏原製作所内 (56)参考文献 特開 昭55−93998(JP,A) 特開 昭54−120612(JP,A) 特開 昭55−109287(JP,A) 特開 昭58−160625(JP,A) 特開 昭57−163198(JP,A) 特開 昭48−57034(JP,A) 実開 昭58−61920(JP,U) 実公 昭29−17308(JP,Y1) 1977年10月、日刊工業新聞社発行、機械 設計第21巻第11号第109頁乃至第112頁 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (72) Inventor Shikuo Koide 11-11 Haneda-Asahi-cho, Ota-ku, Tokyo Inside the EBARA CORPORATION (72) Inventor Shotaro Mizobuchi 11-11 Haneda-Asahi-cho, Ota-ku, Tokyo EBARA CORPORATION (56) Reference JP-A-55-93998 (JP, A) JP-A-54-120612 (JP, A) JP-A-55-109287 (JP, A) JP-A-58-160625 ( JP, A) JP 57-163198 (JP, A) JP 48-57034 (JP, A) Actual development 58-61920 (JP, U) Actual public 29-17308 (JP, Y1) 1977 October, published by Nikkan Kogyo Shimbun, Machine Design Vol. 21, No. 11, pages 109 to 112
Claims (2)
ポンプ装置において、取扱液の流路内に露出して設け、
流路内の取扱液及び空気中で潤滑され、その回転側部材
をタングステンカーバイド(WC)含有量90重量%以上の
超硬合金とし、固定側部材を窒化ケイ素(Si3N4)又は
炭化ケイ素(SiC)よりなるセラミックスにより構成し
たことを特徴とするポンプ用ジャーナル軸受。1. A pump device in which a pump shaft is passed through a passage for a liquid to be handled by a pump, which is exposed in a passage for a liquid to be handled,
Lubricated in the handling liquid and air in the flow path, the rotating side member is made of cemented carbide with a tungsten carbide (WC) content of 90% by weight or more, and the fixed side member is silicon nitride (Si 3 N 4 ) or silicon carbide. A journal bearing for a pump, characterized by being made of ceramics made of (SiC).
C)含有量90重量%以上の超硬合金とし、固定側部材を
窒化ケイ素(Si3N4)又は炭化ケイ素(SiC)よりなるセ
ラミックスにより構成したポンプ用ジャーナル軸受を、
取扱液及び空気中で回転されるポンプ軸上に少なくとも
1箇設けたことを特徴とするポンプ軸をポンプの取扱液
の流路内に通すように構成されたポンプ。2. A rotary side member is made of tungsten carbide (W
C) A pump journal bearing made of a cemented carbide with a content of 90% by weight or more, and a stationary member made of ceramics made of silicon nitride (Si 3 N 4 ) or silicon carbide (SiC),
At least one pump shaft is provided on a pump shaft that rotates in the liquid to be handled and air, and a pump configured to pass the pump shaft into the flow path of the liquid to be handled of the pump.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58180649A JPH0697053B2 (en) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | Journal bearing for pump and pump using the same |
AU32968/84A AU579834B2 (en) | 1983-09-30 | 1984-09-12 | Combination of slide members |
US06/651,039 US4664595A (en) | 1983-09-30 | 1984-09-14 | Combination of slide members |
DE3435821A DE3435821C2 (en) | 1983-09-30 | 1984-09-28 | Bearing for a pump |
KR1019840006058A KR930002055B1 (en) | 1983-09-30 | 1984-09-29 | Active part combined structure of bearing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58180649A JPH0697053B2 (en) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | Journal bearing for pump and pump using the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6073123A JPS6073123A (en) | 1985-04-25 |
JPH0697053B2 true JPH0697053B2 (en) | 1994-11-30 |
Family
ID=16086883
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58180649A Expired - Lifetime JPH0697053B2 (en) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | Journal bearing for pump and pump using the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0697053B2 (en) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6237517A (en) * | 1985-08-12 | 1987-02-18 | Ibiden Co Ltd | Sliding member |
JPS62159813A (en) * | 1985-12-28 | 1987-07-15 | Kyocera Corp | Sliding device |
JPS62167924A (en) * | 1986-01-17 | 1987-07-24 | Showa Denko Kk | Silicon carbide sliding member |
JPH0444941Y2 (en) * | 1986-03-13 | 1992-10-22 | ||
JPS6388319A (en) * | 1986-10-01 | 1988-04-19 | Agency Of Ind Science & Technol | Method and device for bearing in slide bearing |
JP6683553B2 (en) * | 2016-06-24 | 2020-04-22 | 株式会社酉島製作所 | Pump equipment |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5593998A (en) * | 1979-01-08 | 1980-07-16 | Shibaura Eng Works Co Ltd | Canned pump |
-
1983
- 1983-09-30 JP JP58180649A patent/JPH0697053B2/en not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1977年10月、日刊工業新聞社発行、機械設計第21巻第11号第109頁乃至第112頁 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6073123A (en) | 1985-04-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4664595A (en) | Combination of slide members | |
KR101102104B1 (en) | Magnetic seal assembly | |
JP2005127226A (en) | Drain pump and submerged bearing device | |
JP6193032B2 (en) | Sliding bearing device and pump equipped with the same | |
JPH0697053B2 (en) | Journal bearing for pump and pump using the same | |
JP2009222207A (en) | Bearing and pump having the same | |
WO2008133354A1 (en) | Ceramic sliding member for pure water | |
JPS6349086B2 (en) | ||
JPS6367048B2 (en) | ||
JP5974414B2 (en) | Sliding bearing combined sliding member | |
JP6781020B2 (en) | Vertical pump | |
JPS649493B2 (en) | ||
JP2001124070A (en) | Water lubricated bearing device | |
JPS6261811B2 (en) | ||
CA2467997A1 (en) | Self-lubricating ceramic downhole bearings | |
JP2009222208A (en) | Bearing and pump having the same | |
SE466925B (en) | TAETNINGSANORDNING | |
CN113915158A (en) | Pump and method of operating the same | |
JPS6349087B2 (en) | ||
JP3930734B2 (en) | Vertical shaft pump | |
CN106662109A (en) | Vertical shaft pump | |
CN218407891U (en) | Double-end-face mechanical seal with pumping device for pitot tube pump | |
JP2006170239A (en) | Combination sliding member for sliding bearing | |
JPS6333563B2 (en) | ||
Miwa et al. | ESP performance in Mubarraz Field |