一种镶嵌式甩油环的制作方法

本实用新型涉及润滑器件领域，具体涉及一种镶嵌式甩油环。

背景技术：

甩油环也被称为抛油环，是轴承的附属零件，其由轴瓦的上的油环定位槽来确定位置，该槽的作用是避免甩油环沿轴的方向运动。甩油环下部浸泡在轴承座油箱中，当轴旋转时，其拖拽力使甩油环随之转动，将轴承箱内的油带起，飞溅到轴瓦的四周，达到了润滑效果。同时甩油环也具有降低瓦温和保护轴瓦的作用。甩油环常由压铸锌或黄铜末制造，其环径小于轴颈直径的两倍。甩油环穿套于轴或轴颈上，甩油环上半部由轴上半部分的凹槽固定其位置，作用是防止甩油环沿轴向移动。甩油环的下半部分浸于润滑油箱之中。当轴旋转时，拖曳力带动甩油环转动，甩油环在转动过程中，将润滑油带至轴承上(轴瓦)。

在多级离心泵的安装中，为了保证轴瓦(轴承)的润滑，防止黄铜粉末浸入轴瓦(或轴承)中，要设计供油装置，保证将轴瓦(或轴承)油室的清洁润滑油源源不断的输送到轴瓦 (或滑动轴承)和泵轴之间，如果供油不足或有黄铜粉末浸入，易造成泵轴和轴瓦(滑动轴承)的磨损加剧，甚至损坏。

某石化公司第四联合车间MTBE装置运行的P6002/1.2多级泵，采用滑动轴承。因铜质甩油环磨设计上的缺陷，运行中磨损严重，导致润滑油污染变黑，轴瓦运行周期缩短。有时运行不足2-3周，需要停泵清理、修复、更换润滑油，严重影响MTBE装置的正常生产。

技术实现要素：

针对上述技术的问题，本实用新型提供一种镶嵌式甩油环，主要目的在于提供一种结构简单，降低机泵润滑油温度，减轻轴瓦(或轴承)磨损，延长泵轴寿命。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种镶嵌式甩油环，所述甩油环包括聚四氟乙烯的甩油环本体；所述甩油环本体的外表面沿周向上设有环形凹槽；所述环形凹槽内镶嵌有铜环；所述环形凹槽的深度小于铜环的高度。

进一步的，所述环形凹槽的截面呈矩形。

进一步的，所述甩油环本体的内表面沿周向上设有储油槽。

进一步的，所述储油槽为双凹型的储油槽。

所述甩油环本体以及镶嵌的铜环的具体尺寸与不同泵的轴瓦(或轴承)相配合。每台机原的甩油杯尺寸不样，大小不一样，重量也不一样。

所述甩油环本体外面直径的尺寸的大小与现有甩油环的相同，宽度可以较现有的宽一点，甩油环本体内面直径可以较现有的小点，最终使镶嵌式甩油环(聚四氟乙烯的甩油环本体与铜环)的重量与现有甩油环的重量保持一致，使其线速度相等，摩擦系数一致。镶嵌甩油杯后和原黄铜甩油环重量一样即可。带油量也一样。

本实用新型将聚四氟乙烯的甩油环本体的加工成凹型圈，然后镶嵌铜环，外圈设计凸型状，内子设计双凹型储油槽，安装在多级泵的轴瓦(或滑动轴承)润滑总成上，更好地给轴瓦(或轴承)供油。

把铜环镶嵌在四氟乙烯凹槽环上，铜环外径尺寸略大于四氟乙烯形成凸型圈，内表面加工双凹型储油槽圈，即为镶嵌式甩油环。

本实用新型通过观察泵运行规律，分析其润滑油变脏的原因，提出对甩油环结构进行改造，从源头解决铜质甩油环的缺陷，确保甩油环无磨损、润滑油清洁，延长多级泵运行周期，延长了设备的运行寿命。

本实用新型镶嵌式甩油环为加大供油量，设计了外表面为凸型状，内表面为双凹型状，满足了泵轴和轴瓦(或滑动轴承)润滑，降低润滑油温度。

本实用新型所述甩油环本体安装在多级离心泵中，其工作简单，在工作运行时，泵轴转动带动甩油环跟随转动的同时，靠甩油环和润滑油的粘附力将润滑油带到泵轴上，由于甩油环改为镶嵌式甩油环，从而消除黄铜粉末。如果使用普通甩油环，由于黄铜甩油环摩擦产生黄铜粉末，落入油箱底部，因多级泵设计轴承箱体润滑油池过小，油池底部与甩油环下端的距离过近，导致运行时甩油环把浸泡在轴承箱内的黄铜粉末搅起来，飞溅到轴上，进入轴瓦 (或轴承)内部，从而加快轴瓦(或轴承)磨损，甚至损坏。

本实用新型的积极进步，效果在于本实用新型提供的甩油环具有以下优点：本实用新型设计的镶嵌式甩油环，是铜环镶嵌在聚四氟乙烯凹槽环内，同时也增加了镶嵌式甩油环的重量，增加旋转转数，从而消除了黄铜粉末的存在，能使足量的润滑油带到轴上，使泵轴和轴瓦(或滑动轴承)润滑充分，降低了润滑温度，从而延长机泵的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型镶嵌式甩油环的主视图的结构示意图。

图2是本实用新型镶嵌式甩油环的A-A剖面结构示意图。

图3是摩擦系数与垂直载荷的关系图。

图中：1、甩油环本体，2、铜环，3、储油槽。

具体实施方式

下述非限定性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本实用新型，但不以任何方式限制本实用新型。

实施例

如图1、2所示，一种镶嵌式甩油环，所述甩油环包括聚四氟乙烯的甩油环本体1；所述甩油环本体的外表面沿周向上设有环形凹槽；所述环形凹槽内镶嵌有铜环2；所述环形凹槽的深度小于铜环2的高度。所述环形凹槽的截面呈矩形。所述甩油环本体的内表面沿周向上设有储油槽。所述储油槽为双凹型的储油槽3。所述甩油环本体1的宽度为14.5mm,外面直径为115mm，内面直径为103mm；甩油环本体1的环形凹槽与铜环2的宽度均为9.5mm，甩油环本体1的边缘距最近环形凹槽的边缘距离为2.5mm；所述环形凹槽的直径为109mm，深度为3mm；所述铜环2的外面直径为118mm，内面直径为109mm，高度为4.5mm，所述铜环2比环形凹槽高1.5mm；所述储油槽3为双凹型的储油槽3，即2个平行的凹型储油槽3，每个凹型储油槽3为环形凹槽，其截面为矩形，两个储油槽3的每个环形凹槽的直径为106 mm，深度为1.5mm，宽度为3mm，甩油环本体1的边缘距最近储油槽3环形凹槽的边缘距离为2mm。甩油环本体1的外表面的环形凹槽与铜环2的宽度相同，在安装的过程中先将聚四氟乙烯的甩油环本体1加热，再将铜环2镶嵌到热的聚四氟乙烯的甩油环本体1中组装成镶嵌式甩油环，该镶嵌式甩油环具有外表面为凸型状，内表面为双凹型状的结构。

本实施例中某石化公司第四联合车间MTBE装置运行的两台P6001/1.2多级泵，这两台多级泵均为沈阳华科泵业自行研制开发的型号为DYJ135-65*4型多级泵，为4级两端支承多级离心泵。目前使用的润滑油型号为：LAN32。在多级泵P6001/1.2上经3个月的运行，使用未改进的铜甩油环(现有技术的甩油环)的轴瓦损坏明显，钨金层大面积剥落，而使用本实用新型镶嵌式甩油环非驱动端下瓦未见明显损坏，轴瓦未见明显损坏，效果很好。润滑油清洁，油箱温度正常，延长了设备使用寿命，降低了工人的劳动强度，达到预期效果。

本实用新型通过观察泵运行规律，分析其润滑油变脏的原因，进而分析产生轴瓦磨损的原因分析，如下：

甩油环也被称为抛油环，是轴承的附属零件，其由轴瓦的上的油环定位槽来确定位置，该槽的作用是避免甩油环沿轴的方向运动。甩油环下部浸泡在轴承座油箱中，当轴旋转时，其拖拽力使甩油环随之转动，将轴承箱内的油带起，飞溅到轴瓦的四周，达到了润滑效果。同时甩油环也具有降低瓦温和保护轴瓦的作用。甩油环常由压铸锌或黄铜末制造，其环径小于轴颈直径的两倍。甩油环穿套于轴或轴颈上，甩油环上半部由轴上半部分的凹槽固定其位置，作用是防止甩油环沿轴向移动。甩油环的下半部分浸于润滑油箱之中。当轴旋转时，拖曳力带动甩油环转动，甩油环在转动过程中，将润滑油带至轴承上(轴瓦)。

甩油环表面凸现众多微凸体(外表面)和凹谷(内表面)，这种粗糙表面对机械摩擦、磨损和润滑都有较大影响，当零件表面接触时，实际接触面积比表观面积小得多，应力十分集中，在较高载荷作用下，零件表面的微凸体相互作用，导致甩油环轴颈间发生粘着磨损。由粘着磨损定律可知，材料的磨损量与载荷成正比，它增加则金属转移量增加。当进入剧烈磨损阶段时，磨损急剧增加，金属转移量增加，甩油环转到一定程度后以鳞片状磨屑出现集于油中，沉积物分离不断进行，从而将润滑油严重污染。由于润滑油中铜粉粒的存在，又加剧了磨料及犁屑磨损，加快了轴瓦及甩油环的磨损。

某石化公司第四联合车间MTBE装置于2014年6月开工运行过程中，两台多级泵 P6002/1.2多次出现轴瓦损坏现象。这四台多级泵为4级两端支承多级离心泵，型号： DYJ135-65*4型多级泵。该泵两端采用滑动轴承瓦作为径向支承，轴瓦依靠平衡鼓定位，滚动轴承辅助定位，泵滑动轴承部分无附带油站，依靠甩油环将润滑油带入轴瓦辅助润滑。该泵原设计采用的甩油环材质是由黄铜和锌合金PH62，这种合金材质强度大、硬度大、耐化学腐蚀强、但耐磨性一般，磨损后易产生大量黄铜粉末，铜粉落入润滑油中，将润滑油污染。颗粒性杂质存在于油中，加快了甩油环及轴瓦的磨损，造成恶性循环，使甩油环很快磨损失效。同时机泵在运行中，甩油环与轴摩擦以及和轴上瓦槽两侧之间的摩擦，产生了黄铜粉末，粉末落入油箱底部。因设计上轴承箱体润滑油池过小，油池底部与甩油环下端之间的距离过近，导致运行时甩油环把浸泡的黄铜粉末搅起来，飞溅到轴上，进入轴瓦内部从而加快轴瓦磨损。分析轴瓦的磨损原因主要是由金属粉末造成的，而金属粉末是甩油环在运行中与轴、轴瓦上的定位沟槽磨损产生的。通过对钨金瓦的了解与分析，钨金具有减磨特性，是目前广泛适合相对于低硬度的轴转动材料，与其它材料相比，具有较好的实用性。在运行过程当中，铜粉末与钨金瓦的摩擦可造成钨金瓦的磨损，随着磨损加剧，更多的钨金层剥落，轴瓦磨损越来越严重。因此，在运行过程当中，铜粉末与钨金瓦的摩擦可造成钨金瓦的磨损，随着磨损加剧，更多的钨金层剥落，轴瓦磨损越来越严重。

通过分析甩油环的工作原理、黄铜甩油环在运行过程中产生黄铜颗粒状粉末的原因、黄铜粉末对油脂的污染情况及对轴瓦(轴承)的磨损情况；以及黄铜甩油环在机泵运行中存在的缺陷，设计新款镶嵌式甩油环替代黄铜甩油环，可消除上述现象。因此，本实用新型根据上述分析提出改进方案，镶嵌式甩油环的设计是根据甩油环与轴瓦之间的磨损情况分析，甩油环内环和左右两侧的磨损，在原黄铜材质外表面包裹一层聚四氟乙烯材质，从而消除铜粉末。

镶嵌式甩油环应用材质为聚四氟乙烯。聚四氟乙烯具有优异的化学稳定性，有很高的耐热性、耐寒性，摩擦系数很低，是极好的自润滑材料，但机械性能较低，流动性差，热膨胀大。单纯的聚四氟乙烯材质性质较软，强度、硬度不足、密度较小，在此处不足以单独作为甩油环使用。但与原黄铜材质的甩油环配合使用后，可以有效减少甩油环的磨损。同时，又保留了甩油环的重量和运动特性。

四氟材料之间相互的摩擦系数为0.1-0.2，与金属间的干摩擦系数为0.1-0.3，有液体润滑情况下为0.02-0.04，其动静摩擦系数都比较小，且其静摩擦与动摩擦系数几乎一样，聚四氟乙烯甩油环的表面线速度可高达30-33m/s，聚四氟乙烯甩油环与黄铜甩油环特性对比，如表1 所示。

滑动摩擦力的大小和彼此接触物体的相互间的正压力成正比，即f＝MN。计算分析表面：滑动摩擦系数隋相对滑动速度增大而增大；当摩擦界面实际接触面积与载荷呈线性关系时，滑动摩擦系数与接触面积无关。当实际接触面积接近名义接触面积时，滑动摩擦系数随载荷的增加而减小。此外，滑动摩擦系数隋晶格常数增大而降低，随原子质量而减小。摩擦系数与垂直载荷的关系如图3所示。

表1聚四氟乙烯甩油环与黄铜甩油环特性对比

如果聚四氟乙烯甩油环与黄铜甩油环线速度相等，必须增大聚四氟乙烯的重量，才能得到同样的摩擦力，f＝MN，计算方法：有油润滑摩擦系数，聚四氟乙烯与黄铜相同。故在聚四氟乙烯甩油环镶嵌铜环，使重量与黄铜的重量相当。

W3＝W1-W2

W3是镶嵌后甩油环自重，W1是设计中的黄铜环自重，W2是凹四氟乙烯甩油环的自重。

W1＝W2+W3

供油速度：当甩油环速度低于输送速度时，其供油速度按下列计算Qt＝0.018(DN)^1.5Wr^0.65

其中W——轴颈上油环宽度

本实用新型镶嵌式甩油环的宽度大于黄铜甩油环。故，改进后的镶嵌式甩油环是供油量应大于黄铜甩油环，并且在镶嵌式甩油环内环设计2个凹型储油槽，大大提高了供油量。

本实用新型镶嵌式甩油环是把聚四氟乙烯加工成凹型圈，然后镶嵌铜环即可，如图1-2 所示。

本实用新型的设计理念：镶嵌式甩油环的外表面设计是凸型形状，是为了提高飞溅的供油量，加宽设计也提高了供油量，内表面采用的是双凹型储油槽，能更好的把油通过高速旋转带入轴瓦中，这种独特的设计能够达到很好的润滑效果，同时，也降低了轴瓦温度，起到了保护轴瓦的作用。

本实用新型镶嵌甩油环运转效果评价：

如图3所示，镶嵌甩油环在的使用多级泵P6001/1.2上经3个月的运行，效果很好。润滑油清洁，油箱温度正常，延长了设备使用寿命，降低了工人的劳动强度，达到预期效果。

使用单位的生产车间领导、设备人员对改进后投用的多级泵给予了高度评价，机动主管领导对设计的方案给予了肯定，并已在全公司推广使用。

本实用新型镶嵌甩油环不仅适用于P6002/1.2多级泵，可以在轴瓦上使用，也适用于P6001/1.2多级泵，可以在轴承上使用。可以解决通过观察泵运行规律，分析其润滑油变脏的原因，提出对甩油环结构进行改造，从源头解决铜质甩油环的缺陷，延长了设备的运行寿命。

甩油环一般采用单纯的黄铜、铸铁或聚四氟乙烯材质制成，而本实用新型将黄铜和聚四氟乙烯两种材质组合制成甩油环，取两种材质的所长，既保证了黄铜材质的强度和硬度，保证甩油效果，又避免了黄铜磨损产生铜粉末，从而保持润滑油的清洁，延长轴瓦寿命。通过本次改进，提供了一种新的设计理念。