蝶阀设计时轴承选型考虑的因素

蝶阀设计时轴承选型考虑的因素蝶阀是近年来发展速度最快的阀门类型之一，其在工艺系统中既可作隔离切断用，也可作自动调节用，主要由阀体、蝶板、阀轴、填料、轴承及驱动装置等零部件组成。驱动装置的输出动力，经由阀轴传递给蝶板，从而实现隔离切断或调节功能。轴承作为阀轴不可或缺的支撑部件，其科学合理的选型至关重要。

轴承是支承轴颈、耳轴、枢轴、短轴及轴上零件，用于减小摩擦和保证回转精度，并使轴及轴上零件在其中转动、摆动或滑动的机器部件。轴承选型的科学合理与否，不仅影响产品性能的保证、功能的实现，而且影响着产品的生产制造、运行维护的成本。

蝶阀是近年来发展速度最快的阀门类型之一，其在工艺系统中既可作隔离切断用，也可作自动调节用，主要由阀体、蝶板、阀轴、填料、轴承及驱动装置等零部件组成。驱动装置的输出动力，经由阀轴传递给蝶板，从而实现隔离切断或调节功能。轴承作为阀轴不可或缺的支撑部件，其科学合理的选型至关重要。蝶阀构造形式

蝶阀轴支撑构造的一般形式见图1～图4。图1适用于低中压小规格整轴式蝶阀，阀轴由安装在阀体上的一组滑动轴承支撑，滑动轴承的外径与阀体一般采用小间隙配合或过渡配合，内径与阀轴之间一般采用H9/f9(d9)。

图1

图2

图3

图4

图2适用于大规格的阀门，此类阀门一般采用分轴式构造，即由上、下阀轴组成。下阀轴一般只作支撑作用，不传递动力，故上阀轴设计为双滑动轴承支撑，下阀轴设计为单滑动轴承支撑。滑动轴承安装在阀体上和填料压盖上，有利于减轻对弹性体填料的吃偏挤压而导致外漏，同时也能减轻单滑动轴承的过渡磨损风险。

图3是高温(一般介质温度不低于300℃)工况用蝶阀的轴承构造形式。阀轴属单支撑悬臂梁构造，且悬臂较长，刚性缺陷，这时采用双支撑，在确保同样弯曲应变的情况下，轴径可减小，构造紧凑，重量轻，成本低且运行更平稳，驱动力矩也小。为了起到散热的效果，支架需要一定的长度(按热传导相关资料开展理论计算，再按实践经验选定)，目前常用单滑动轴承支撑不很合理。

图4是调节型蝶阀的轴承布局构造，为了满足响应灵敏度要求，接收信号不滞后，一般采用滚动轴承与滑动轴承的组合构造形式。轴承材料的选用

滚动轴承已商品化、标准化。滑动轴承在阀门中大部分与介质直接接触，所以其耐腐蚀性、耐高温性、热稳定性(热膨胀性)是材料选用时考虑的主要因素。一般以铜合金为主，详见表1。

表1常用金属轴承材料及基本性能

随着近年来新材料、新技术、新工艺的快速发展，轴承的构造和材料也在不断更新换代，特别是自润滑轴承近年来得到了广泛的应用。自润滑轴承是一种粉末冶金含油轴承，通过制备粉料、成形、烧结和浸渍润滑油等主要工序制成。制造这种轴套的粉末冶金减摩材料分为铁基、铜基和铝基三种。铁基粉末冶金减摩材料以铁为主，有时参加少量铜，以改善边界润滑性能。它的特点是强度高、价钱便宜，但轴承摩擦性能较差，且会生锈，仅适用于低速场合。铜基粉末冶金减摩材料以青铜为主，参加6%～10%的锡，少量的锌和铅。它的特点是不会生锈，在中速、轻载下轴承性能稳定，但价格较高。铝基自润滑轴承强度适中，但耐磨性和抗胶合性能较差。详见表2。

表2自润滑轴承材料及其物理、力学性能

在阀门中非金属材料的轴承也得到了广泛的应用，例如特种塑料(四氟类)、碳纤维等聚合物等。聚合物具有质轻、绝缘、减磨、耐磨、自润滑、耐腐蚀、成形工艺简单及生产效率高等特点。和金属材料比较，他们的摩擦学性能对环境温度和湿度敏感，与黏弹性有关的特性显著，机械强度低，弹性模量小，对润滑油的吸附性差。

蝶阀用轴承的发展趋势

(1)滑动轴承滚动化能有效减小驱动力矩，从而降低能耗，减少用户的运行成本，表达低碳经济低能耗、低排放的理念。高可靠性和长寿命的特点可以长时间保证高精度，更能适应目前对启闭速度要求越来越快的阀门，特别是具有紧急迫断功能的阀门。

(2)模块化构造轴承与填料箱一体化，减少阀体的金属切削加工量，实现少切削或无切削，组装周期短，方便标准化、通用化作业。

(3)可自定心的构造适用于大规格、传递较大扭矩