Improving reliability of main pumping unit by improving bearing units

Abstract

В подшипниках скольжения магистральных насосных агрегатов (насосах и электродвигателях), как правило, применяют антифрикционные покрытия из оловянных баббитов. Оловянные баббиты обладают хорошими антифрикционными свойствами, но низким сопротивлением усталостному разрушению и подвержены быстрой деформации с повышением температуры в зоне контакта с ротором. Нарушение работоспособности подшипников скольжения по причине износа и повреждения их антифрикционного баббитового слоя является одной из наиболее частых причин вынужденных остановок магистрального насосного агрегата. Целью работы является исследование применимости полукристаллического термопластического высокотехнологичного полимера полиэфирэфиркетона (ПЭЭК) в качестве основного материала вкладыша подшипника скольжения магистральных насосов типоразмера НМ, удовлетворяющего требованиям эксплуатации оборудования. Проведено сравнение свойств материалов: применяемого в настоящее время во вкладышах подшипников баббита Б83 и ПЭЭК. Выполнены гидродинамические и прочностные расчеты для двух вариантов исполнения вкладыша: из баббита Б83 и ПЭЭК. Расчеты проводились для опорных и радиально-упорных подшипников скольжения насоса НМ 10000-210 и соответствующего электродвигателя. По результатам исследования установлено, что ПЭЭК имеет пониженный по сравнению с баббитом коэффициент трения и износ. Сделан вывод о возможности применения антифрикционного материала ПЭЭК в подшипниках скольжения магистральных насосов типоразмера НМ при условии положительных результатов гидродинамических расчетов, а также испытаний подшипников. Generally, antifriction coatings made of tin babbits are used in journal bearings of main pumping units (pumps and electric motors). Tin babbits have good anti-friction properties, but low resistance to fatigue failure, and they are subject to rapid strain with increasing temperature n the area of contact with the rotor. The violation of journal bearings performance due to wear and damage of antifriction babbit layer is one of the most common causes of forced shutdowns of the main pumping unit. The purpose of this work is to study the applicability of semi-crystalline thermoplastic high-tech polyetheretherketone polymer (PEEK) as the main material for journal bearing liner of main pumps of NM size, which meets the requirements of equipment operation. Material properties of babbit B83 currently used in bearing liners and PEEK were compared. Hydrodynamic and strength calculations were carried out for two variants of the liner: Babbit B83 and PEEK. The calculations were carried out for journal and thrust journal bearings of NM 10000-210 pump and the corresponding electric motor. According to the study results, it was found that PEEK has a lower friction coefficient and wear compared to babbit. The conclusion is made about the possibility of using PEEK antifriction material in journal bearings of main pumps of NM size, subject to positive results of hydrodynamic calculations and bearing tests.