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...
Rotačné zariadenia, ako sú turbíny, kompresory a čerpadlá, do veľkej miery závisia od toho, ako je rotor podopretý vo vnútri skrine stroja. Zvolený typ ložiska priamo ovplyvňuje stabilitu rotora, vibračné správanie a maximálnu rýchlosť, ktorú môže stroj bezpečne dosiahnuť. Priemyselným rotačným strojom dominujú dve široké kategórie: ložiská s pevnou geometriou, kde povrch ložiska tvorí jeden tuhý oblúk a naklápacie podložkové ložiská , kde je nosná plocha rozdelená na niekoľko samostatne pohyblivých podložiek.
Toto rozlíšenie nie je zanedbateľným konštrukčným detailom. Mení to, ako sa olejový film správa pri zaťažení, ako rotor reaguje na poruchy a koľko vôlí musia inžinieri zabudovať do konštrukcie, aby sa predišlo nestabilite. Pochopenie týchto rozdielov pomáha inžinierom vybrať správny typ ložiska pri špecifikácii nového zariadenia alebo odstraňovaní opakujúcich sa problémov s vibráciami.
Ložisko naklápacích podložiek nahrádza jediný priebežný otvor pevného ložiska sadou jednotlivých podložiek usporiadaných okolo hriadeľa. Každá podložka spočíva na otočnom bode a môže sa mierne kývať v reakcii na sily generované rotujúcim hriadeľom. Toto otáčanie umožňuje každej podložke vytvoriť svoj vlastný zbiehajúci sa olejový klin, nezávislý od ostatných.
Dizajn sa objavuje v dvoch základných konfiguráciách v závislosti od smeru podopieraného zaťaženia.
Podporuje radiálne zaťaženie kolmé na os hriadeľa. Hriadeľ obklopuje viacero podložiek, z ktorých každá vytvára lokalizovaný hydrodynamický film, ktorý reaguje na polohu hriadeľa v reálnom čase.
Podporuje axiálne zaťaženie pozdĺž osi hriadeľa. Doštičky sú usporiadané v kruhovom vzore smerom k prítlačnej objímke, pričom každá sa nakláňa, aby sa udržala optimálna hrúbka olejového filmu pri zmene zaťaženia a rýchlosti.
Princíp činnosti je založený na hydrodynamickom mazaní, rovnakom fyzikálnom jave, ktorý riadi akékoľvek ložisko s kvapalinovým filmom. Ako sa hriadeľ otáča, vťahuje olej do zužujúcej sa medzery medzi ním a povrchom ložiska, čím sa vytvára tlak, ktorý zdvíha a vycentruje hriadeľ bez kontaktu kovu s kovom.
V pevnom ložisku sa tento klin vytvára pozdĺž jediného pevného oblúka, čo znamená, že rozloženie tlaku je úplne diktované geometriou otvoru. V otočnom ložisku sklopnej podložky každá podložka prispôsobuje svoj vlastný uhol k povrchu hriadeľa na základe miestneho tlaku filmu, takže klinový tvar sa samooptimalizuje na každom mieste podložky a za každých prevádzkových podmienok.
Pretože každá podložka reaguje nezávisle, ložisko sklopnej podložky sa efektívne správa ako niekoľko malých ložísk, ktoré spolupracujú, a nie ako jeden súvislý pevný povrch.
Nižšie uvedený diagram ilustruje, ako pevné ložisko tvorí jeden súvislý olejový klin v porovnaní s tým, ako ložisko naklápacej podložky vytvára viacero nezávislých klinov okolo hriadeľa.
Pevné ložiská fungujú dobre v mnohých aplikáciách na všeobecné použitie, ale so zvyšujúcou sa rýchlosťou rotora sú náchylné na samobudený jav, ktorý je bežne známy ako vírenie oleja a pri vyššej intenzite šľahanie oleja. K tejto nestabilite dochádza, pretože olejový film v pevnom ložisku môže vyvinúť krížovú tuhosť, ktorá skôr dodáva energiu do pohybu rotora, než ho tlmí.
Ložiská naklápacích podložiek do značnej miery eliminujú tento efekt krížovej väzby. Pretože sa každá podložka môže voľne otáčať, nemôže prenášať trvalú tangenciálnu silu späť do hriadeľa tak, ako to dokáže tuhý vývrt. Toto je hlavný dôvod, prečo sú ložiská s naklápacou podložkou predvolenou voľbou pre vysokorýchlostné turbostroje.
| Charakteristický | Pevné ložisko | Ložisko sklopnej podložky |
|---|---|---|
| Stabilita olejového filmu pri vysokej rýchlosti | Náchylné na vírenie oleja nad určitými rýchlostnými prahmi | Vo svojej podstate stabilnejší vďaka nezávislej odozve podložky |
| Krížová tuhosť | Prítomný a môže viesť k nestabilite | Minimálne, pretože podložky nedokážu udržať tangenciálne spojenie |
| Mechanická zložitosť | Jednoduché, menej pohyblivých častí | Zložitejšie, vyžaduje čapy a jednotlivé podložky |
| Nosnosť na jednotku plochy | Mierne | Porovnateľné alebo vyššie, v závislosti od počtu podložiek a dizajnu |
| Typický rozsah použitia | Univerzálne čerpadlá a ventilátory | Turbíny, kompresory, vysokorýchlostné čerpadlá |
| Údržba a kontrola | Jednoduchšia kontrola a výmena | Vyžaduje si pozornosť opotrebovaniu čapu a zarovnaniu podložky |
Axiálne zaťaženia v rotačných strojoch vznikajú z tlakových rozdielov medzi obežnými kolesami, silami v špirálovom prevode alebo hmotnosťou vertikálne orientovaného rotora. Axiálne ložisko s naklápacou podložkou rieši tieto zaťaženia rovnakým samonastavovacím princípom, aký sa uplatňuje na radiálne ložiská, ale orientované tak, aby odolávalo pohybu pozdĺž osi hriadeľa.
Každá prítlačná podložka sa nakláňa, aby vytvorila zbiehajúci sa film medzi sebou a otočnou prítlačnou objímkou. Pretože podložky sa môžu nastavovať nezávisle, rozloženie zaťaženia cez celý prstenec podložiek má tendenciu byť rovnomernejšie, než aké môže dosiahnuť pevný prítlačný povrch, najmä keď objímka nie je dokonale kolmá na hriadeľ v dôsledku výrobných tolerancií alebo tepelného rastu.
| Typ zariadenia | Typický zdroj axiálneho zaťaženia |
|---|---|
| Odstredivé kompresory | Tlakový rozdiel medzi stupňami obežného kolesa |
| Parné a plynové turbíny | Reakčné sily čepele a tepelná rozťažnosť |
| Vertikálne čerpadlá | Hmotnosť otočnej zostavy plus hydraulický ťah |
| Prevodovky so šikmým ozubením | Axiálny komponent generovaný uhlom zuba ozubeného kolesa |
Vibrácie v rotujúcich zariadeniach často pochádzajú z interakcie medzi dynamikou rotora a tuhosťou ložísk a vlastnosťami tlmenia. A čapové ložisko sklopnej podložky znižuje vibrácie prostredníctvom niekoľkých vzájomne prepojených mechanizmov namiesto jednej funkcie.
Pretože podložky rozdeľujú odozvu zaťaženia po celom obvode a nie sústreďujú reakčné sily do jedného oblúka, celková tuhosť a tlmenie rotora sa stáva rovnomernejšie v každom smere. Táto rovnomernosť je jedným z hlavných dôvodov, prečo amplitúdy vibrácií merané na strojoch s ložiskami naklápacích podložiek majú tendenciu zostať plochejšie v širšom rozsahu otáčok v porovnaní so strojmi s pevnými ložiskami, kde sa vrcholy amplitúd môžu ostro objaviť v blízkosti určitých kritických otáčok.
Údaje z terénu zozbierané naprieč rôznymi vysokorýchlostnými kompresorovými súpravami ukázali, že prechod z pevných ložísk na ložiská s naklápacími doštičkami počas prepracovania dynamiky rotora môže výrazne znížiť amplitúdu vibrácií pri prvej kritickej rýchlosti, čo často prináša výsledky dobre v rámci štandardných akceptačných kritérií, keď pôvodná konštrukcia pevného ložiska mala okrajové alebo chybné hodnoty.
áno. Vysoká rýchlosť je jedným z hlavných dôvodov existencie tohto typu ložiska. Príslušný parameter je súčinom povrchovej rýchlosti hriadeľa a priemeru ložiska, často vyjadrené ako hodnota DN. Pevné ložiská majú tendenciu dosahovať svoju hranicu stability pri nižších hodnotách DN, pretože prahová rýchlosť vírenia je priamou funkciou geometrie ložiska a vôle.
Ložiská naklápacích podložiek posúvajú túto hranicu výrazne vyššie, pretože člen tuhosti spôsobujúci vírenie je do značnej miery odstránený zo systému. To je dôvod, prečo sú ložiská s naklápacou podložkou štandardným vybavením v aplikáciách, ako sú parné turbíny, agregáty plynových turbín, vysokorýchlostné odstredivé kompresory a viacstupňové čerpadlá pracujúce vysoko nad rozsahmi otáčok, kde pevné ložiská zostávajú stabilné.
Nie každý stroj vyžaduje ložisko sklopnej podložky. Výber by mal byť založený skôr na prevádzkových podmienkach ako na predpoklade, že komplexnejší dizajn je vždy lepšou voľbou.
Prevádzková rýchlosť zostáva výrazne pod prahom stability, smer zaťaženia je konštantný a aplikácia toleruje jednoduchšiu údržbu s menším počtom presných komponentov.
Stroj pracuje pri vysokej relatívnej rýchlosti, je vystavený premenlivému alebo miernemu zaťaženiu alebo predtým vykazoval vibračnú nestabilitu, ktorá koreluje s frekvenciou vírenia blízko polovice prevádzkovej rýchlosti.
Keď sa pri stroji vybavenom ložiskami naklápacích doštičiek vyvinú problémy s vibráciami alebo tepelnými problémami, hlavná príčina často súvisí so stavom doštičiek, zásobou mazania alebo zarovnaním, a nie so základnou konštrukciou ložiska.
| Symptóm | Pravdepodobná príčina |
|---|---|
| Zvýšená teplota ložiska | Nedostatočný prietok oleja alebo znížená viskozita maziva |
| Subsynchrónna vibračná zložka | Opotrebenie čapu podložky znižuje odozvu samovyrovnávania |
| Nerovnomerný vzor opotrebovania podložky | Nesúososť hriadeľa alebo nerovnomerné rozloženie zaťaženia |
| Náhle zvýšenie vibrácií pri štarte | Nedostatočný olejový film počas prevádzky pri nízkej rýchlosti |
Rutinné monitorovanie teploty ložiskového kovu a spektier vibrácií zostáva najspoľahlivejším spôsobom, ako zachytiť vznikajúce opotrebovanie doštičiek predtým, ako dôjde k funkčnej poruche.
Ložiská naklápacích podložiek sú hydrodynamické ložiská vyrobené z niekoľkých nezávislých podložiek, ktoré sa otáčajú a vytvárajú samonastaviteľné olejové filmy, ktoré sa používajú na podporu radiálneho alebo axiálneho zaťaženia v rotačných zariadeniach.
Každá podložka sa otáča v reakcii na lokálny tlak olejového filmu, čo jej umožňuje vytvoriť optimálny zbiehajúci sa klin pri zmene rýchlosti hriadeľa a zaťaženia, ktorý udržuje hriadeľ vycentrovaný bez kontaktu kovu s kovom.
Do veľkej miery eliminujú krížovú tuhosť, ktorá spôsobuje vírenie oleja a šľahanie oleja v pevných ložiskách, čo umožňuje strojom pracovať stabilne pri oveľa vyšších rýchlostiach.
Rovnomerným rozložením odozvy na zaťaženie okolo hriadeľa a minimalizovaním síl krížovej väzby vytvárajú rovnomernejšiu tuhosť a tlmenie, čím sa vyrovnáva vibrácia v celom rozsahu prevádzkových otáčok.
Áno, sú špeciálne navrhnuté pre vysokorýchlostné aplikácie a sú štandardom v turbínach, kompresoroch a vysokorýchlostných čerpadlách, kde by sa pevné ložiská stali nestabilnými.
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
