提供在水泵中所使用的径向轴承用的滑动轴承装置中具备在包含泥沙等异物(泥浆)的水中运转时如以往那样维持耐磨性、并且在空气中滑动的干燥润滑条件下即使是比较高的PV值的范围也以摩擦系数低的状态得以稳定地维持的滑动轴承的滑动轴承装置以及具备该滑动轴承装置的泵。该滑动轴承装置是具备滑动轴承的滑动轴承装置，前述滑动轴承包含芳香族聚醚酮、滑石、碳纤维及不可避免的杂质，前述滑石相对于前述滑动轴承的含有率为7～18质量％，前述滑动轴承的滑动面中的前述碳纤维的面积率为27～35％。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】滑动轴承装置及具备该滑动轴承装置的泵
本专利技术涉及使用了树脂材料的滑动轴承装置及具有该滑动轴承装置的泵，尤其涉及作为泵等旋转机械的径向轴承而适宜使用的滑动轴承装置及具有该滑动轴承装置的泵。
技术介绍
近年来，由于城市化的发展，而促进了绿地的减少及路面的混凝土化、柏油化的扩大，由此产生了热岛现象，被称为所谓游击暴雨的局部集中暴雨在市区频发。局部大量的降雨在混凝土化、柏油化了的路面上没有被吸收到地下而是直接被导入到水渠中。其结果为，大量的雨水在短时间内流入到排水泵站。为了防备因频发的这样的集中暴雨而带来的大量雨水的快速排水，在设置于排水泵站的排水泵中，进行着在雨水到达排水泵站之前预先启动的先行待机运转，从而避免产生因启动延迟而导致的浸水灾害。图1是进行先行待机运转的立轴泵的局部概略图。在排水泵站的水槽100中配置有立轴泵3。立轴泵3在沿纵向配置的旋转轴10的前端具备叶轮22，使空气与水一起被吸入到叶轮22中。由此，即使水槽100的水位为最低运转水位LWL以下，立轴泵3也能够继续运转(先行待机运转)。在该立轴泵3中，在叶轮22的入口侧的吸入钟形罩(bell)27的侧面部设有贯穿孔5，且在该贯穿孔5上安装有具有与外部空气接触的开口6a的空气管6。由此，在该立轴泵3中使介由贯穿孔5向立轴泵3内供给的空气的供给量根据水位而变化，从而在最低运转水位LWL以下控制立轴泵3的排水量。图2是说明先行待机运转的运转状态的图。例如作为大城市的雨水排水用途，与吸入水位无关而是根据降雨信息等预先启动立轴泵(A：空气中运转)。随着水位从低水位的状态上升，水位达到叶轮的位置，立轴泵从空转(空气中运转)经由利用叶轮搅拌水的运转(B：气水搅拌运转)、进一步经由一边将经贯穿孔供给的空气与水一起吸入一边逐渐增加水量的运转(C：气水混合运转)，向进行100％水的排出的全开运转(D：稳态运转)过渡。另外，在水位从高水位降低时，从全开运转向一边将经贯穿孔供给的空气与水一起吸入一边逐渐减少水量的运转(C：气水混合运转)过渡。在水位到达LLWL附近时，向不吸入水也不进行排水的运转(E：气锁(airlock)运转)过渡。将具有这五个特征的运转总称为先行待机运转。需要说明的是，泵启动是从比壳体下端低的水位LLLWL开始的。图3是表示图1所示的进行先行待机运转的立轴泵3整体的剖视图。需要说明的是，图2所示的贯穿孔5及空气管6被省略图示。如图3所示，立轴泵3具有：固定设置在泵设置台面的排出弯头30；与该排出弯头30的下端连接的壳体29；与壳体29的下端连接并且将叶轮22收纳于内部的排出碗形部(bowl)28；和与排出碗形部28的下端连接并且用于吸入水的吸入钟形罩27。在立轴泵3的壳体29、排出碗形部28及吸入钟形罩27的径向大致中心部上配置有通过将上下两根轴以联轴器26相互连接而形成的一根旋转轴10。旋转轴10被介由支承部件而固定在壳体29上的上部轴承32、和介由支承部件而固定在排出碗形部28上的下部轴承33支承。在旋转轴10的一端侧(吸入钟形罩27侧)连接有用于将水吸入到泵内的叶轮22。旋转轴10的另一端侧从设在排出弯头30上的孔通过而向立轴泵3的外部延伸，与使叶轮22旋转的未图示的发动机或马达等驱动机连接。在旋转轴10与设在排出弯头30上的孔之间设有浮动密封件、压盖密封垫(glandpacking)或机械密封件等轴密封件34，通过轴密封件34防止立轴泵3所处理的水流出到立轴泵3的外部。驱动机设在陆地上从而能够容易地进行保养检查。驱动机的旋转传递到旋转轴10，从而能够使叶轮22旋转。水通过叶轮22的旋转而被从吸入钟形罩27吸入，并从排出碗形部28、壳体29通过从而从排出弯头30排出。图4是适用于图3所示的轴承32、33的以往的轴承装置的放大图。图5是设置在图4所示的轴承装置上的滑动轴承的立体图。如图4所示，以往的轴承装置在旋转轴10的外周具有由不锈钢、陶瓷、烧结金属或进行了表面改性的金属构成的套筒11。套筒11的维氏硬度(Hv)为800以上且2500以下。在套筒11的外周侧，设有中空圆筒的由树脂材料构成的滑动轴承1。套筒11的外周面以与滑动轴承1的内周面(滑动面)1a隔着非常狭窄的余隙而相对、且相对于滑动轴承1滑动的方式构成。滑动轴承1通过由金属或树脂构成的轴承壳12并介由凸缘部12a而固定在向泵的壳体29(参照图3)等连接的支承部件13上。如图5所示，滑动轴承1具有中空圆筒状的形状，内周面(滑动面)1a与套筒11的外周面1b相对，外周面1b与轴承壳12嵌合。图3所示的立轴泵3在泵启动时在空气中运转。即，轴承32、33在没有液体润滑的干燥滑动条件下运转。在此干燥滑动条件是指泵运转中的轴承32、33的气氛为没有液体润滑的空气中的条件，而干燥运转是指在该条件下运转。另外，图4所示的轴承32、33也在向轴承输水了的排水条件下运转。在此，排水条件是指泵运转中的轴承32、33的气氛为混入了泥沙等异物(泥浆)的水中的条件，而排水运转是指在该条件下的运转，例如是指气水混合运转、全开运转、气锁运转等。在这样的条件下使用轴承32、33。此外，在图3所示的立轴泵3中，相对于旋转轴10配置有两个轴承32、33，但若旋转轴10的长度长，则要与之相应地配置更多的轴承。关于具有使用了树脂材料的滑动轴承的滑动轴承装置，由于树脂具有良好的润滑性能，因此广泛用于涡轮机械等旋转机械和商用机械(专利文献1～4)。作为树脂轴承的评价方法，在将成型为圆盘状的树脂的圆盘面按压到平板上的状态下使圆盘状的树脂旋转，由此进行对树脂的摩擦系数和磨损量的评价。另外，也通过使对密封部分使用了树脂的活塞在缸内往复、使密封部分与缸滑动，来进行对树脂的摩擦系数和磨损量的评价。在这样的评价方法中，很少反映具体的使用条件，例如很少假设在轴承的滑动中混入异物的情况。在涡轮机械等旋转机械中，存在对承接作用于与旋转轴的轴向成直角的方向上的荷载的径向轴承用的滑动轴承使用了树脂材料的机械。水泵中所使用的径向轴承用的滑动轴承在旋转体与滑动轴承之间的间隙(滑动部)中，不使用润滑油而是使泵汲出的水侵入来使用。因此，在水泵处理混入了泥沙等异物的水(异物混入水)的情况下，存在异物混入水侵入到滑动轴承的滑动面(轴承的滑动面)中的情况。在该情况下，离心力朝向滑动轴承的径向发挥作用，因此难以将侵入到旋转体与滑动轴承之间的间隙中的异物向轴向排出。与树脂材料相比，作为泥沙(异物)的主成分的SiO2的硬度高，因此当异物侵入到旋转体与滑动轴承之间的间隙中时，树脂材料会磨损。因此，在处理异物混入水的水泵的运转中，滑动轴承的磨损量增大，而具有滑动轴承的寿命变短的问题。因此，在此前的众多的树脂轴承的评价方法中，对实际条件下的耐磨损性的评价是不充分的。另外，在此前的众多的树脂轴承的评价方法中，即使采用设想了混入异物的条件，这些评价方法也不是评价作为径向轴承的滑动轴承的方法。因此，在这些评价方法中，认为异物容易从滑动面向外部放出，异物在滑动面中的滞留的影响小。因此，这些评价方法不适于作为径向轴承的滑动轴承的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.滑动轴承装置，其是具备滑动轴承的滑动轴承装置，/n所述滑动轴承包含芳香族聚醚酮、滑石、碳纤维及不可避免的杂质，/n所述滑石相对于所述滑动轴承的含有率为7质量％以上且18质量％以下，/n所述滑动轴承的滑动面中的所述碳纤维的面积率为27％以上且35％以下。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171130 JP 2017-2307551.滑动轴承装置，其是具备滑动轴承的滑动轴承装置，
所述滑动轴承包含芳香族聚醚酮、滑石、碳纤维及不可避免的杂质，
所述滑石相对于所述滑动轴承的含有率为7质量％以上且18质量％以下，
所述滑动轴承的滑动面中的所述碳纤维的面积率为27％以上且35％以下。
2.根据权利要求1所述的滑动轴承装置，其中，所述滑动轴承的滑动面被构成为能够在与大气接触的状态及与混入有泥沙的水接触的状态中的任意状态下运转。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：金成夏，杉山宪一，杉山和彦，小宫真，西谷要介，
申请(专利权)人：株式会社荏原制作所，学校法人工学院大学，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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