劉衛(wèi)東　李格強(qiáng)　黨偉　馮小妮
（陜西省渭南市東雷抽黃灌溉工程管理局）

　　摘　要：簡(jiǎn)要闡述了巴氏合金軸瓦存在的主要缺點(diǎn)，以鄭州華潤(rùn)金屬塑料復(fù)合軸瓦為應(yīng)用試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，簡(jiǎn)述了金屬塑料復(fù)合軸瓦的關(guān)鍵技術(shù)與性能，以及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)情況及結(jié)果，并將金屬塑料復(fù)合瓦與傳統(tǒng)的巴氏合金軸瓦進(jìn)行了效益對(duì)比分析，通過試驗(yàn)得出：金屬塑料復(fù)合軸瓦比巴氏合金軸瓦更具有推廣價(jià)值。
　　關(guān)鍵詞：金屬塑料；復(fù)合軸瓦；巴氏合金；東雷抽黃泵站；應(yīng)用；效益分析
　　多年來，具有減磨特性的巴氏合金軸瓦，廣泛用于水泵、電動(dòng)機(jī)、水輪機(jī)、汽輪機(jī)機(jī)組。在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行中，電站、泵站不同程度地存在著軸瓦溫度偏高問題，燒瓦事故也時(shí)有發(fā)生，導(dǎo)致機(jī)組被迫停運(yùn)，直接影響運(yùn)行生產(chǎn)^[1-3]。在東雷抽黃灌區(qū)的相關(guān)泵站，該現(xiàn)象也時(shí)有發(fā)生，影響了抗旱灌溉的正常進(jìn)行，增大了機(jī)電工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，加大了維修養(yǎng)護(hù)成本。為了解決普通巴氏合金軸瓦運(yùn)行工況要求高、檢修難度大，且運(yùn)行中容易燒瓦的生產(chǎn)實(shí)際問題，東雷抽黃管理局與鄭州華潤(rùn)金屬塑料復(fù)合瓦有限公司合作開展了“水泵用金屬塑料復(fù)合軸瓦的應(yīng)用試驗(yàn)”研究項(xiàng)目，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)在東雷抽黃管理局新民二級(jí)站進(jìn)行。

　　東雷一期抽黃工程位于關(guān)中東部合陽、澄城、大荔3個(gè)縣境內(nèi)，是陜西省開發(fā)利用黃河水資源進(jìn)行農(nóng)田灌溉的大型高揚(yáng)程灌區(qū)。設(shè)計(jì)灌溉面積6.8萬hm²，有效面積5.58萬hm²，共建有泵站28座，安裝不同類型的抽水水泵131臺(tái)，總裝機(jī)容量11.62萬kW。

　　新民二級(jí)站位于合陽縣黑池鎮(zhèn)太定村東約2km塬下新民灘，設(shè)計(jì)灌溉農(nóng)田1.03萬hm²，總流量5.7m³/s，凈揚(yáng)程148.71
m，1號(hào)機(jī)組為800DS-76X2型雙吸雙級(jí)離心泵，設(shè)計(jì)流量2.2m^3/s，2號(hào)機(jī)組為黃河3號(hào)離心泵，單機(jī)流量3.5m^3/s，2臺(tái)機(jī)組各配套1臺(tái)8000kW同步電動(dòng)機(jī)。
　　1　巴氏合金軸瓦存在的主要缺點(diǎn)
　　在運(yùn)行和維護(hù)中，巴氏合金軸瓦主要存在以下缺點(diǎn)：一是對(duì)油介質(zhì)的要求較高。在運(yùn)行時(shí)如果水封漏水會(huì)導(dǎo)致水竄入瓦室內(nèi)，使?jié)櫥偷募兌冉档停瑵?rùn)滑油如果黏度異?；蛴须s質(zhì)，會(huì)導(dǎo)致燒瓦。二是巴氏合金熔點(diǎn)較低，若潤(rùn)滑不良，軸瓦與轉(zhuǎn)軸間產(chǎn)生摩擦，使溫度升高，在很短的時(shí)間內(nèi)就會(huì)將其燒壞。三是檢修工作量大，一般2～3d才能刮研1副黃河泵軸瓦，且對(duì)檢修工人的刮研技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)要求較高^[4]。
　　2　應(yīng)用試驗(yàn)的目標(biāo)
　　2010年12月，渭南市東雷抽黃管理局技術(shù)人員根據(jù)有關(guān)信息，專程到河南鄭州華潤(rùn)金屬塑料復(fù)合瓦有限公司現(xiàn)場(chǎng)考察，并邀請(qǐng)廠方專家多次來現(xiàn)場(chǎng)交流后，雙方達(dá)成一致意見：雖然金屬塑料復(fù)合軸瓦從未有過在水泵機(jī)組上應(yīng)用的成功案例，但其具備取代巴氏合金軸瓦的可能性?？赏ㄟ^現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)解決生產(chǎn)中的實(shí)際問題，并可達(dá)到推廣新產(chǎn)品的目的。

　　2011年2月，渭南市東雷抽黃管理局與鄭州華潤(rùn)金屬塑料復(fù)合瓦有限公司決定，為了解決東雷抽黃以及沿黃灌區(qū)的水泵、電機(jī)軸瓦受巴氏合特性影響容易燒瓦的生產(chǎn)實(shí)際問題，成立了“水泵用金屬塑料復(fù)合軸瓦的應(yīng)用試驗(yàn)”研究課題組。東雷抽黃管理局負(fù)責(zé)提供試驗(yàn)場(chǎng)地、設(shè)備，負(fù)責(zé)安裝軸瓦，并負(fù)責(zé)觀測(cè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)。華潤(rùn)金屬塑料復(fù)合瓦有限公司負(fù)責(zé)根據(jù)東雷抽黃管理局提供的技術(shù)要求，調(diào)整金屬塑料復(fù)合瓦的配方和工藝，制造產(chǎn)品。

　　3　金屬塑料復(fù)合軸瓦的關(guān)鍵技術(shù)與性能
　　3.1關(guān)鍵技術(shù)
　　金屬塑料復(fù)合軸瓦是將表面高分子合金材料與中介層（銅螺旋、青銅球粉、薄鋼板等）經(jīng)壓制燒結(jié)塑化等工藝制成瓦面，再經(jīng)釬焊或結(jié)構(gòu)膠粘接于各種形狀的瓦基復(fù)合而成。其主要應(yīng)用動(dòng)、靜壓或甘油潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承材料，在油膜工作狀態(tài)下軸承僅起支撐作用，軸承表面摩擦層工作的前提是設(shè)備啟動(dòng)、停機(jī)過程中油膜發(fā)生破壞或瞬間失油。

　　3.2性能
　　一是低摩擦性能優(yōu)良。瓦面采用摩擦系數(shù)低的塑料合金材料，有效提高了設(shè)備運(yùn)行的可靠性。二是耐磨性能良好^[5]。大量的試驗(yàn)和實(shí)踐都證明，塑料合金不發(fā)生熱粘著磨損，即使軸承失效也不會(huì)傷及軸頸。三是導(dǎo)熱系數(shù)小，減小了瓦基的熱變形。四是安裝和維修設(shè)備時(shí)無需刮研瓦面。五是可以適應(yīng)油潤(rùn)滑、脂潤(rùn)滑的工況，甚至在油水混合工況下設(shè)備仍可正常運(yùn)行^[6]。

　　4　現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)情況
　　2011年6月16日，將定向制作的金屬塑料復(fù)合軸瓦安裝在東雷抽黃管理局新民二級(jí)站的二號(hào)水泵上。夏灌開機(jī)后，首次啟動(dòng)二號(hào)機(jī)組，約0.5h后，非軸伸端軸瓦測(cè)點(diǎn)溫度升至68℃，隨后繼續(xù)上升至91℃后穩(wěn)定下來，運(yùn)行正常。2d后，溫度開始下降至54℃后穩(wěn)定下來。之后2個(gè)月，非軸伸端軸瓦還有幾次升溫，但均未超過80℃。而軸伸端軸瓦測(cè)點(diǎn)溫度在整個(gè)夏灌中一直穩(wěn)定在52～68℃。
　　2012年春灌前，重新加工并調(diào)整裝軸瓦配間隙的金屬塑料復(fù)合軸瓦運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)，安裝于新民二級(jí)站二號(hào)水泵和電機(jī)上。春灌678h運(yùn)行中，軸瓦測(cè)點(diǎn)溫度為45～50℃；夏灌505h運(yùn)行中，軸瓦測(cè)點(diǎn)溫度為60～70℃。
　　5　現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果
　　2011年10月3日，經(jīng)對(duì)二號(hào)機(jī)組試驗(yàn)軸瓦進(jìn)行解體檢查，發(fā)現(xiàn)運(yùn)行463h的試驗(yàn)軸瓦雖然泵軸完好，但有大面積灼燒、發(fā)黑，局部開裂現(xiàn)象，經(jīng)分析，出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因是裝配間隙過小，油膜形成的不夠，軸瓦與泵軸直接摩擦形成高溫（實(shí)時(shí)檢測(cè)瓦蓋測(cè)點(diǎn)溫度Z高達(dá)91℃）。因試驗(yàn)軸瓦損傷較大，經(jīng)重新加工金屬塑料復(fù)合軸瓦，并加大裝配間隙，試驗(yàn)繼續(xù)。
　　2012年10月，解體檢查調(diào)整裝軸瓦配間隙后運(yùn)行了1184h試驗(yàn)的軸瓦，軸伸端軸瓦僅局部有灼燒、發(fā)黑，其余完好。經(jīng)分析，瓦面局部灼燒、發(fā)黑還是由于裝配間隙偏小，局部接觸面缺油干摩擦引起的，沒有發(fā)生燒瓦傷軸事故，但仍能繼續(xù)使用。如果是采用巴氏合金軸瓦，運(yùn)行的時(shí)間Z多為幾十分鐘，就需要更換新的軸瓦。

　　6　效益分析
　　傳統(tǒng)的巴氏合金軸瓦在新民二級(jí)站運(yùn)行1個(gè)灌季后必須刮研，調(diào)整間隙，一般運(yùn)行3000h就需更換新瓦，且每次更換需2
d^[7-9]。試驗(yàn)軸瓦運(yùn)行了1184h，基本沒有磨損，不需要任何調(diào)整，根據(jù)技術(shù)人員的估計(jì)，試驗(yàn)軸瓦一般可運(yùn)行超過5000h，期間無需刮研，更換也僅需半天。
　　金屬塑料復(fù)合瓦，按單臺(tái)年運(yùn)行1200h計(jì)算，新民二級(jí)站2臺(tái)機(jī)組8副軸瓦安全運(yùn)行率可提高5%，不僅使工人勞動(dòng)強(qiáng)度有所降低，每年還能節(jié)約3.43萬元維修費(fèi)^[10-11]。此外，可多抽水123.12萬m³/年，按多抽水水量的75%為斗口水量，可多收入33.24萬元水電費(fèi)，多澆灌農(nóng)田440hm²（按年設(shè)計(jì)定額2100m³/hm²），按糧、經(jīng)、果1.5∶4.7∶3.8的作物比例計(jì)算，年可增產(chǎn)520萬元。
　　7　參考文獻(xiàn)
　　[1]陳靜.金屬塑料復(fù)合軸瓦在泔河泵站的實(shí)踐與應(yīng)用[J].山西水利科技，2015（2）：112-113.
　　[2]孫明權(quán)，朱建軍，闞永庚.采用彈性金屬塑料瓦的大型立式水泵機(jī)組電機(jī)導(dǎo)向瓦溫升偏高原因分析[J].上海大中型電機(jī)，2009（3）：51-53.
　　[3]廖昌果，崔洲忠，單吉強(qiáng).彈性金屬塑料瓦在宋莊泵站中的應(yīng)用[J].小水電，2009（4）：51-52.
　　[4]曲建俊，梁風(fēng)，孫守連.彈性金屬塑料軸瓦的特性及應(yīng)用展望[J].潤(rùn)滑與密封，2001（1）：55-57.
　　[5]李煥新，劉衛(wèi)東，李格強(qiáng)，等.水泵用納米塑料合金密封環(huán)在東雷泵站的開發(fā)及應(yīng)用試驗(yàn)[C]//中國(guó)動(dòng)力工程學(xué)會(huì)水輪機(jī)專業(yè)委員會(huì)、中國(guó)水力發(fā)電工程學(xué)會(huì)水力機(jī)械專業(yè)委員會(huì)、中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)水電設(shè)備專業(yè)委員會(huì)，2013：5.

　　[6]王磊，徐嘯.水潤(rùn)滑彈性金屬塑料滑動(dòng)軸承在大型臥式軸流泵中的應(yīng)用[J].江蘇水利，2011（7）：24-26.
　　[7]高嶸，王小靜，潘菁菁，等.彈性金屬塑料瓦推力軸承起動(dòng)過程試驗(yàn)研究[J].潤(rùn)滑與密封，2006（7）：100-101.
　　[8]楊清波.獅子灘發(fā)電公司大洪河電站彈性金屬塑料瓦應(yīng)用、運(yùn)行、檢修管理[C]//全國(guó)大中型水電廠技術(shù)協(xié)作網(wǎng)第五屆年會(huì)論文集.中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)科技開發(fā)服務(wù)中心、全國(guó)大中型水電廠技術(shù)協(xié)作網(wǎng)，2008：7.

　　[9]孫承玉，聶忠德，王建忠.彈性金屬塑料推力軸瓦在巨型水電機(jī)組應(yīng)用的可靠性[J].水電站機(jī)電技術(shù)，2006（3）：8-9.
　　[10]王春艷，李玉福.金屬塑料軸瓦表面形貌對(duì)摩擦性能的影響[J].長(zhǎng)春師范學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2013，32（4）：14-16.
　　[11]王發(fā)昌.彈性金屬塑料軸瓦在龍崗電站機(jī)組中的應(yīng)用[J].云南水力發(fā)電，2014，30（1）：121-12.

來源：《現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技》2016年17期