Ako expandérske ložiská zložené z voľne nakloniteľných dlaždíc tvoria sebestačný dynamický film s tekutinou na dosiahnutie efektívnej prevádzky? ​

​
V moderných priemyselných zariadeniach sú expandéry základnými zariadeniami pre konverziu a prenos energie a ich stabilná prevádzka je neoddeliteľná od podpory vysokovýkonných ložísk. Medzi mnohými typmi ložísk sa ložiská zložené zo série dlaždíc podporovaných na opornom kruhu a voľne nakloniteľné sa stali kľúčovými komponentmi pre efektívnu prevádzku expandérov kvôli ich schopnosti tvoriť sebestačný dynamický film s tekutinami. Je potrebné preskúmať, ako táto jedinečná štruktúra ložiska funguje a prečo môže hrať dôležitú úlohu za zložitých pracovných podmienok. ​
Základná štruktúra expandérske ložiská pozostáva z dlaždíc a podporných prsteňov. Dlaždice sú jednotkami ložiskových ložísk, a číslo je zvyčajne viacnásobné a rovnomerne rozložené na vnútornej strane podporného kruhu. Podporný krúžok ako podporná štruktúra poskytuje stabilnú inštalačnú základňu pre dlaždice a zaisťuje relatívnu polohu každej dlaždice presná. Dizajn dlaždíc je jedinečný a jeho povrch je presne opracovaný, aby sa udržala špecifická medzera s rotujúcou hriadeľom. Každá dlaždica sa môže voľne nakloniť okolo svojho vlastného plnenia. Tento zdanlivo jednoduchý stupeň dizajnu slobody v skutočnosti obsahuje vynikajúce mechanické princípy.
Keď sa rotujúca hriadeľ expandéra začne bežať, medzera medzi hriadeľom a dlaždicou je naplnená mazivým médiom, zvyčajne mazajúcim olejom. Keď sa hriadeľ otáča, mazací olej sa privádza do medzery v tvare klinu medzi hriadeľom a dlaždicou. Pretože dlaždica sa môže voľne nakloniť, pod pôsobením mazacieho oleja, dlaždica automaticky upraví uhol sklonu podľa polohy a stavu pohybu hriadeľa. Keď sa hriadeľ otáča, mazací olej sa stlačí v medzere v tvare klinu a tlak sa postupne zvyšuje. Keď sa rýchlosť hriadeľa zvyšuje, tlak mazacieho oleja sa ďalej zvyšuje a medzi hriadeľom a dlaždicou sa vytvára vrstva dynamického filmu s tekutinou s určitou kapacitou nosenia. ​
Tento sebestačný tekutý dynamický film má viacero dôležitých funkcií. Po prvé, úplne oddeľuje hriadeľ od dlaždice, čím sa vyhýba priamemu kontaktu medzi tuhými látkami, čím výrazne znižuje odpor trenia. V porovnaní s tradičnými posuvnými ložiskami tento návrh znižuje stratu energie spôsobené trením a zlepšuje mechanickú účinnosť expandéra. Po druhé, tekutý dynamický film má dobrý výkon vyrovnávacej pamäte a redukcie vibrácií. Počas prevádzky expandéra bude hriadeľ nevyhnutne ovplyvnený rôznymi poruchami a nevyváženými silami, čo spôsobí, že hriadeľ vibruje a odkloní. Dlaždice môžu rýchlo upraviť svoje polohy voľne naklápaním, takže hrúbka a rozloženie tlaku zmeny dynamickej filmu tekutiny, vytvára silu oproti smeru narušenia, účinne potláča vibrácie hriadeľa a zaisťuje stabilnú činnosť hriadeľa. ​
V praktických aplikáciách tento typ ložiska vykazuje silnú adaptabilitu v rôznych pracovných podmienkach. Pri vysokorýchlostnom expandéri je rýchlosť hriadeľa zvyčajne vysoká a tradičné ložiská nemusia byť schopné stabilne pracovať v dôsledku vykurovania trenia a zvýšeného vibrácií. Ložisko zložené z voľne nakloniteľných dlaždíc môže automaticky upraviť stav dynamického filmu kvapaliny, keď sa zvyšuje rýchlosť hriadeľa. Lubrikačný olej tvorí stabilnejšie rozloženie tlaku pri vysokorýchlostnom toku a voľné sklápacie charakteristiky dlaždíc zaisťujú, že tekutý dynamický film si vždy udržuje vhodnú hrúbku a tvar, čo poskytuje spoľahlivú podporu pre hriadeľ, takže expandér môže stále udržiavať efektívny a stabilný výkon, keď beží pri vysokej rýchlosti. ​
Pre pracovné podmienky expandérov s veľkým zaťažením sa toto ložisko funguje aj dobre. Keď je hriadeľ vystavený veľkému radiálnemu zaťaženiu, dlaždica na strane sily sa nakloní ďalej pod záťažou, čím sa zníži hrúbka dynamického filmu kvapaliny na tejto strane a zvyšuje tlak, čím poskytne dostatočnú ložiskovú kapacitu na podporu hmotnosti hriadeľa a vonkajších zaťažení. Ostatné dlaždice tiež automaticky upravia svoje uhly sklonu podľa silových podmienok, aby sa podelili o zaťaženie a zabránili poškodeniu jednej dlaždice v dôsledku nadmerného tlaku. Táto charakteristika adaptívnej zaťaženia umožňuje ložisku udržiavať dobré pracovné podmienky v podmienkach vysokého zaťaženia, čím sa predlžuje životnosť ložiska a expandéra. ​
Pokiaľ ide o výber metódy mazania, štrukturálne charakteristiky ložiska tiež poskytujú flexibilné riešenie. V prípade rôznych prevádzkových podmienok a požiadaviek môže byť ložiskový box úplne naplnený mazaním oleja, aby sa zabezpečilo, že ložisko bude možné úplne namazať za rôznych podmienok. V prípade vysokorýchlostných aplikačných scenárov je vhodnejšie viesť mazací olej k povrchu ťahu a potom olej voľne prepúšťa z ložiskovej skrinky. Táto metóda mazania môže okamžite odstrániť teplo generované trením počas vysokorýchlostnej prevádzky, vyhnúť sa degradácii výkonu mazacieho oleja v dôsledku vysokej teploty a zabezpečiť stabilitu dynamického filmu kvapaliny. ​
Z hľadiska výrobnej technológie, aby sa dosiahli voľné naklápanie dlaždíc a presné zhodné odbavenie, sa na presnosť spracovania kladú extrémne vysoké požiadavky. Povrch dlaždice musí byť jemne uzemnený a leštený, aby sa zabezpečilo, že drsnosť povrchu dosiahne extrémne nízku úroveň, znižuje odolnosť mazacieho oleja a zlepšila účinnosť tvorby dynamického filmu kvapaliny. Výroba podporného kruhu musí tiež zabezpečiť dobrú rozmerovú presnosť a toleranciu formy a polohy, aby sa zabezpečilo, že každá dlaždica bude možné po inštalácii rovnomerne stresovať a stabilne pracovať. Okrem toho je kritický proces montáže ložiska a zodpovedajúca vôľa medzi dlaždicou, podporným krúžkom a hriadeľom je potrebné striktne kontrolovať. Prostredníctvom presného merania a úpravy je zabezpečené, že ložisko môže normálne uplatňovať svoje výhody výkonu po inštalácii.