流量泵电机轴承磨损试验及寿命分析

谢鹏飞，孙北奇，潘钢锋，姜维，杨虎

(洛阳轴研科技股份有限公司，河南 洛阳 471039)

流量泵电动机是温度控制系统的核心，轴承作为流量泵电动机的关键零部件，其精度和寿命直接决定了流量泵电动机的运转精度和寿命。由于流量泵电机轴承的失效形式主要是轴承表面磨损造成精度丧失，而不是疲劳失效，故不能通过寿命加速试验对其考核，只能通过长期的磨损试验验证轴承的寿命。

1 轴承工况及前期工作

1.1 轴承工况

流量泵电动机使用2套深沟球轴承，分别作为外回路泵的前支承和后支承，称为前轴承和后轴承，前轴承承受轴向、径向联合载荷，后轴承只承受径向载荷。前轴承和后轴承的外形尺寸分别为Φ10 mm×Φ26 mm×8 mm和Φ10 mm×Φ30 mm×9 mm。

轴承正常工作时完全浸泡在水溶液中，轴向载荷为40N，径向载荷为5N；工作转速为9 400 r/min；要求轴承寿命≥10 000 h。

1.2 前期工作

根据流量泵电机轴承的特殊工况，在前期选取轴承时采用了2种不同的方案。

方案一：全钢轴承，即套圈、球及保持架均选用不锈钢材料。

方案二：陶瓷球轴承，即套圈为不锈钢材料、球为氮化硅陶瓷材料、保持架为聚酰亚胺自润滑材料。

按轴承的使用工况进行500 h的试验，并对试验后的轴承进行分解检测，详细的试验结果及轴承检测情况见文献[1]。

由文献[1]可知：由于水溶液的润滑性能很差，在高速运转情况下不能形成足够厚的弹流润滑膜，轴承处于典型的混合润滑状态，造成全钢轴承过早失效；而陶瓷球轴承由于氮化硅球在水溶液中产生摩擦化学反应形成了具有润滑性的氢氧化硅膜，另外自润滑保持架改善了轴承表面边界润滑状态，使其在水溶液中具有较好的表面润滑状态，试验后轴承并未发生明显磨损。……