Tel:+86-575 -87957662
Email:
ZHEJIANG BHS JOURNAL BEARING CO, LTD. so sídlom v okrese FengXian v Šanghaji, podprsenka spoločnosti "BHS", je profesionálna výrobcovia axiálnych ložísk naklápacích podložiek a Továreň na ložiská naklápacích podložiek...
Opýtajte sa ktoréhokoľvek inžiniera dynamiky rotora, čo obmedzuje rýchly stroj, a odpoveď často začína pri ložiskách. Keď rotor prekročí 20 000 otáčok za minútu, ložisko si musí zachovať tenký, stabilný olejový film, zatiaľ čo povrch pod ním sa pohybuje rýchlosťou desiatok metrov za sekundu. Výber správneho vysokorýchlostné radiálne ložiská motora je teda menej katalógovým cvičením a viac rovnováhou medzi tuhosťou, tlmením, odvodom tepla a vyrobiteľnosťou.
Táto príručka obsahuje rozhodnutia, ktoré sú najdôležitejšie. Vysvetľuje, ako ložisko funguje, ktoré špecifikácie patria do údajového listu, ako sa mení správanie materiálu podložky a geometrie čapu a ako izolácia a monitorovanie teploty chráni stroj počas jeho životnosti. Cieľ je praktický: po prečítaní by ste mali byť schopní napísať výberový brief, ktorý môže tím inžinierov ložísk citovať bez dohadov.
Pri nízkej rýchlosti ložisko podporuje hlavne statickú hmotnosť a miernu nevyváženosť. So stúpajúcou rýchlosťou rýchlo rastú dynamické sily, takže malá nevyváženosť hmoty, ktorá bola neškodná pri 3 000 ot./min., sa môže stať vážnym zdrojom vibrácií pri 25 000 ot./min. Ložisko musí absorbovať túto energiu bez toho, aby umožnilo hriadeli odkloniť sa od stredu.
Nevyváženosť, nesúososť a záber ozubených kolies vytvárajú sily, ktoré sa otáčajú s hriadeľom. Ložisko to vníma ako striedavé zaťaženie, ktorého smer sa mení tisíckrát za minútu. Konštrukcia, ktorá vyzerá adekvátne pri kontrole statického zaťaženia, môže stále zlyhať v prevádzke, pretože jej tuhosť a tlmenie sú príliš nízke na to, aby potlačili rezonanciu prechádzajúcu počas štartovania a dobehu.
Povrchová rýchlosť závisí od priemeru čapu a rýchlosti otáčania. Otáčanie čapu 150 mm pri 20 000 ot./min. vytvára povrchovú rýchlosť výrazne nad 100 m/s. Pri týchto rýchlostiach sa viskózny šmykový ohrev v olejovom filme stáva dominantným zdrojom tepla a ložisko musí odvádzať toto teplo dostatočne rýchlo, aby sa zabránilo rozpadu oleja a prehriatiu podložky. O úspešnosti návrhu často rozhoduje odvod tepla, nielen nosnosť.
Ložisko naklápacieho podložky je postavené okolo sady nezávislých podložiek usporiadaných okolo hriadeľa. Každá podložka sa dá voľne nakloniť na svojom otočnom čape, takže sa pod každou podložkou pri otáčaní hriadeľa vytvorí zbiehajúci sa olejový klin. Pretože každá podložka nájde svoj vlastný uhol, ložisko sa vyrovnáva so zmenami zaťaženia a rýchlosti oveľa lepšie ako puzdro s pevnou geometriou.
Olej sa vťahuje do zužujúcej sa medzery medzi hriadeľom a každou podložkou, čím sa vytvára tlak, ktorý zdvihne čap z povrchu. Každá podložka sa usadí v rovnovážnom uhle a tuhosť filmu a tlmenie priamo závisia od tohto uhla. Toto samonastavovacie správanie je hlavným dôvodom, prečo sa uprednostňujú konštrukcie naklápacích podložiek pre rotory, ktoré musia zostať stabilné v širokom rozsahu otáčok.
Úplný údajový list by mal uvádzať fyzickú obálku, rýchlostné okno a mechanické limity pred akoukoľvek diskusiou o cene. Obrázky nižšie predstavujú typický rozsah pre túto triedu ložísk.
| Parameter | Typický rozsah |
|---|---|
| Priemer otvoru ložiska | 45 až 250 mm |
| Prevádzková rýchlosť | 5 000 až 32 000 ot./min |
| Maximálna povrchová rýchlosť | 120 m/s |
| Priemerný tlak ložiska | 2,6 MPa |
| Počet padov | 4 alebo 5 podložiek |
| Pivot offset pomer | 0,50, 0,55 alebo 0,60 |
Skúsenosti z praxe ukazujú, ako sa tá istá rodina ložísk škáluje na veľmi odlišných strojoch. Reprezentatívne inštalácie zahŕňajú nasledujúce.
Väčšina projektov nakoniec kombinuje niekoľko štandardných možností. Bežné možnosti zahŕňajú:
Pevné oporné podložky Prítlak sklopnej podložky RTD snímač PTFE izolácia Pivot linky Sférický čap
Keď projekt vyžaduje neštandardné usporiadanie otvoru alebo otočného čapu, rovnaké polia údajového listu uvedené vyššie sú to, čo dizajnérsky tím potrebuje na navrhnutie vhodného riešenia. vysokorýchlostné ložiská naklápacích podložiek motora .
Párovanie materiálov rozhoduje o hornej teplote, ktorú podložka znesie, o tom, ako sa ložisko správa počas zábehu a ako prežije zastavenie, keď zvyškové teplo vsiakne do puzdra. Neexistuje jediná najlepšia voľba, iba voľba, ktorá vyhovuje pracovnému cyklu.
Poloha čapu určuje, ako sa každá podložka pri zaťažení pohybuje, čo zase riadi hrúbku filmu, rozloženie teploty a dynamickú tuhosť celého ložiska. Voľba pivotu je preto jedným z najdôslednejších návrhových rozhodnutí.
Doštičky otočné v strede sa správajú symetricky, vďaka čomu sú vhodné pre stroje, ktoré sa musia otáčať v oboch smeroch. Montáž je jednoduchá a zásoby náhradných dielov sa spravujú jednoduchšie, a preto sú stredové otočné podložky často štandardnou konfiguráciou, keď povrchová rýchlosť zostáva mierna.
Keď povrchová rýchlosť presiahne približne 60 m/s, posunutý čap umiestnený smerom k prednej hrane pomáha vytvoriť silnejšiu konvergujúcu vrstvu. Výsledkom je nižšia teplota podložky a priaznivejšia rovnováha tuhosti a tlmenia, čo pomáha potlačiť vírenie. Offsetové otočné čapy sú vo všeobecnosti jednosmerné, takže smer otáčania musí byť pevne stanovený a jasne uvedený v pokynoch.
Motory poháňané pohonmi s premenlivou frekvenciou alebo postavené s nerovnomernými magnetickými dráhami môžu vyvinúť napätie na hriadeli. Ak sa výsledný prúd vybíja cez ložisko, narúša jazdnú plochu a rýchlo skracuje životnosť. Ochrana ložiska pred týmto je konštrukčnou požiadavkou, nie voliteľným doplnkom vždy, keď architektúra pohonu umožňuje pravdepodobným prúdom v hriadeli.
Dielektrický povlak na jednej strane ložiska prerušuje dráhu prúdu, pričom klzný povrch zostáva nedotknutý. Náter musí odolať teplote oleja, montážnemu procesu a mechanickému zaťaženiu bez praskania alebo delaminácie. Včasné špecifikovanie požiadavky na izoláciu zabraňuje nákladným prerábkam pri uvedení pohonného systému do prevádzky.
Odporové teplotné detektory umiestnené v blízkosti zaťaženej podložky poskytujú priamy pohľad na tepelný stav vo vnútri ložiska. Trendovanie čítania v priebehu času odhaľuje rozvíjajúci sa problém dlho predtým, ako sa dosiahne prahová hodnota vypnutia. Monitorovanie je cenné aj počas zastavenia, pretože zvyškové teplo v kryte môže zvýšiť teplotu olejového filmu, keď je stroj zastavený, a včasné varovanie pomáha operátorom rozhodnúť sa, kedy je opätovné spustenie bezpečné.
Väčšina zlyhaní ložísk vo vysokorýchlostných strojoch má skôr pôvod v nesúlade medzi rýchlosťou, zaťažením a geometriou doštičiek než v jednom chybnom komponente. V tabuľke nižšie sú zhrnuté príznaky, ktoré sa vyskytujú najčastejšie, a odpovede na návrh, ktoré zvyčajne pomáhajú.
| Symptóm | Pravdepodobná príčina | Praktická odozva |
|---|---|---|
| Nadmerný nárast teploty | Nízka hrúbka filmu alebo slabý odvod tepla | Skontrolujte posun čapu, materiál podložky a prietok oleja |
| Subsynchrónne vibrácie | Olejový vír z nedostatočného tlmenia | Nastavte odsadenie čapu a vôľu ložiska |
| Nárast teploty po zastavení | Prehrievanie zo zvyškového tepla bývania | Vyberte materiály vhodné na zastavenie tepla a monitorujte reštart |
| Jamovanie na bežeckej ploche | Výboj prúdu hriadeľa | Pridajte dielektrický povlak a overte uzemnenie |
Riešenie symptómu izolovane často presúva problém inam. Napríklad zmena posunu čapu mení tuhosť a môže posunúť problém s vibráciami do iného rozsahu otáčok, takže každá zmena by sa mala kontrolovať v porovnaní s plnou prevádzkovou obálkou.
Dizajn sklopných podložiek sa objavuje v širokej škále rotačných zariadení, kde je stabilita pri rýchlosti ústredným problémom. Inžinieri, ktorí pracujú na rotoroch kompresorov a expandérov, poznajú rovnaké otázky a mnohí čitatelia skúmajú ložiská s naklápacou podložkou pre tieto stroje postupujte podľa cesty výberu uvedenej v tejto príručke.
Dobre pripravený brief skracuje cyklus návrhu a znižuje počet kôl objasňovania. Nasledujúci zoznam obsahuje informácie, ktoré tím inžinierov ložísk zvyčajne potrebuje.
Brigáda obsahujúca tieto položky vo všeobecnosti vytvára rýchlejší a presnejší technický návrh ako požiadavka, ktorá uvádza iba vŕtanie a rýchlosť.
Štandardné konštrukcie bežne pracujú od približne 5 000 otáčok za minútu do približne 32 000 otáčok za minútu. Presný limit závisí od veľkosti otvoru, povrchovej rýchlosti, mazania a geometrie doštičiek, takže konečný údaj by mal byť potvrdený v porovnaní s plnou prevádzkovou obálkou.
áno. K dispozícii sú usporiadania stredového čapu a odsadeného čapu a pomer odsadenia možno nastaviť v praktickom rozsahu tak, aby vyhovoval rýchlosti povrchu a požadovanej tuhosti a charakteristikám tlmenia.
Izolačný povlak prerušuje prúdové cesty hriadeľa, ktoré sa môžu vybíjať cez ložisko a poškodiť bežnú plochu. Je to dôležité najmä v motoroch poháňaných frekvenčnými meničmi alebo s asymetrickými magnetickými obvodmi.
Bežnou voľbou sú medeno-chrómová podložka s prekrytím babbitt, oceľová podložka s medenou olovenou podložkou a možnosti babbitt, ktoré spĺňajú európske pravidlá pre chemické obmedzenia. Každý vyhovuje inej teplote, zaťaženiu a požiadavkám na dokumentáciu.
Je možné dodať vstavané snímače RTD, aby operátori mohli sledovať teplotu podložky v priebehu času. Monitorovanie pomáha odhaliť vznikajúce problémy a podporuje rozhodnutia o bezpečnom reštarte po zastavení.
Stredové otočné podložky support rotation in either direction and are simpler to maintain. Offset pivot pads are generally used above about 60 m/s and unidirectional rotation, where they can lower pad temperature and improve damping.
Ložiská vysokorýchlostného čapu motora uspejú, keď sa rýchlosť, zaťaženie, odvod tepla a dynamika rotora zvažujú spoločne, a nie jeden po druhom. Veľkosť otvoru, okno rýchlosti, smer zaťaženia, materiál podložky, geometria čapu, izolácia a monitorovanie teploty tvoria jadro každého výberu zvuku.
Inžinieri, ktorí tieto parametre jasne zdokumentujú hneď na začiatku, získajú z procesu navrhovania najviac, pretože výsledné ložisko zodpovedá stroju, ktorý má podopierať. Príprava kompletného briefu je najefektívnejším prvým krokom k spoľahlivej inštalácii.
ZHEJIANG BHS JOURNAL BEARING CO, LTD. so sídlom v okrese FengXian v Šanghaji, podprsenka spoločnosti "BHS", je profesionálna výrobcovia axiálnych ložísk naklápacích podložiek a Továreň na ložiská naklápacích podložiek...
Autorské práva © 2017 ZHEJIANG BHS JOURNAL BEARING CO, LTD. Všetky práva vyhradené. Čína Výrobcovia ložísk naklápacích podložiek
