石油矿场机械磁传动增压注水泵磁力传动器的设计李飞明，张祖良，张建伟，张振和（胜利石油管理局无杆采油泵公司，山东东营257079）磁力传动技术将高压动密封变为静密封，很好地解决了现有注水设备密封结构的弊端，文章阐述了磁传动增压注水泵磁力传动器的结构原理磁路设计，隔套设计及轴承设计等关键技木。

　　102：A增压注水由于涉及到高压动密封，注水设备的工作寿命和可靠性一直较低，长期以来，许多生产厂家和科研单位为解决高压动密封问题做了大量的工作，力求使增压注水设备的工作寿命和可靠性有所提高，虽取得了一定成效，但未能从根本上解决问题。设备维修频繁，工作介质泄漏等问题依然存在。

　　为此，采用磁力传动技术，将高压动密封变为静密封，有效地解决了传统的机械密封结构具有的弊端。

　　现场使用证明，该技术具有高压密封可靠、无泄漏、工作寿命长、振动小、噪声低等特点，深得用户好评，磁传动增压注水泵的传动部件――磁力传动器的设计十分关键，笔者在此重点阐述。

　　1结构及工作原理为磁传动增压注水泵磁力传动器的结构示意，主要由内磁转子、外磁转子、隔套、传动轴、轴承和内磁支架组成。工作时，电机轴带动外磁转子旋转，外磁转子通过拉推磁路的作用力带动内磁转子旋转，内磁转子通过传动轴与泵轴相连，进而驱动多级离心泵，内外磁转子之间有一高强度薄壁隔套，对工作介质起密封作用。

　　一电机轴；2―外磁转子；3―内磁转子；4一隔套；磁传动增压注水泵磁力传动器的结构2设计要点2.1磁路设计磁路采用圆筒形周向拉推磁路，其原理图如。这种磁路结构紧凑，单位质量永磁铁所传递的扭李飞明，等：磁传动增压注水泵磁力传动器的设计矩要比传统的分散型磁路高出1倍，传递相同扭矩时传动机构的体积只有分散型磁路的1/4. 1*内磁块；一隔套；3*外磁块圆筒型周向拉推磁路原理当传动器工作时，内外磁之间的角位移为祆此时内外磁相同磁性的磁块之间产生推力，不同磁性的磁块之间产生拉力，此乃拉推磁路的作用原理。

　　传动器磁扭矩的计算式为磁材料的大磁能级；E为磁隙；为磁块宽度；R为磁扭矩作用半径；L为磁体长度；h为磁块厚度；n为磁极数；为内外磁转子之间相对位移角。

　　磁扭矩的大小应满足套材料的电阻率；B为隔套处磁感应强度；n为泵转速；L为隔套有效长度；其他符号意义同前。

　　根据式（4）可知，涡流损耗功率与隔套壁厚成正比，与隔套直径3次方成正比，与隔套材料电阻率成反比。因而在隔套设计时，在满足强度要求的前提下，应尽量减小壁厚和直径。隔套材料应尽可能选用电阻率高的材料。对入口压力较低的磁力传动器，选用非金属材料十分理想，入口压力较高的磁力传动器则应选用钛合金材料。

　　2.轴承设计磁力传动器的轴承设计十分关键，在很大程度上传动器的工作寿命取决于轴承。磁力传动器轴承工作条件为完全水润滑，要求轴承有自润滑性能。

　　本设计选用的轴承材料是浸渍金属石墨，轴套采用表面喷涂硬质合金碳钢。轴承设计验算为，（6）大径向载荷；为轴承直径；为轴承工作长度；为轴承材料许用压强；v为轴承工作，值，F为轴承平均工作载荷；为轴承与轴套的相对转速，为轴承材料的许用，值。

　　与启动角加速度的乘积；Td为稳定工作状态下作用于泵轴上的扭矩，它等于泵轴轴功率与角速度之比。

　　在磁体结构设计时，应采用较大的细长比结构，以减小磁转子的径向尺寸，这是因为磁转子的缩小可降低内磁转子在介质中的摩檫损失，进而提高效率；磁转子的缩小可减小隔套外径，在相同壁厚下可提高隔套的承压能力；由于隔套外径的减小，可降低隔套内的涡流损耗，进而提高传动效率。

　　2.2隔套设计隔套设计应满足2个基本条件，一是要有足够的耐压强度；二是尽量减小隔套内的涡流损耗。

　　用压力；为隔套直径；为隔套材料屈服极限。

　　3结语现场使用证明，磁传动增压注水泵性能稳定，工作可靠，免修期为0.以上，长的已超过1a；传动器传动效率为80磁力传动器密封压力达18 MPa.由于现场复杂的使用条件，还需对磁力传动器的保护系统进一步完善。为了进一步提高传动效率和使用寿命，还需对隔套材料和轴承材料作深入细致的研究工作。