Jurnal rulmanlarını başa düşmək
A jurnal daşıyıcısı — həmçinin sadə dayaq, manjet dayaq və ya maye film dayaq adlanan — fırlanan milin rulman içindəki hissəsini yuvarlanma elementləri əvəzinə nazik, təzyiqli sürtkü filmi üzərində dəstəkləyir. Jurnal; o, şaftın özü sürtkü materialını daralan, kama şəklində yarıqdan çəkərək yaratdığı hidrodinamik yağ filmi ilə sabit dayaq səthindən ayrılmış vəziyyətdə saxlanılır. Həmin təzyiqli kama tam yükü daşıyır rotor Metal-metal təmas olmadan yükləyin. Çünki yağ filmi də cömertliklə təmin edir amortizasiya, rulman jurnalları yüksək sürətli, yüksək yük daşıyan maşınlar — turbinlər, generatorlar, iri kompressorlar — üçün təbii seçimdir, burada idarəetmə vibrasiya və rotoru sabitləşdirmək ən vacibdir.
1. Tərif: Jurnal rulmanı nədir?
Jurnal rulmanında mil işləmə sürətində rulmana toxunmur. Bunun əvəzinə o, yalnız onlarla mikrometr qalınlığında yağ qatında, mərkəzdən bir qədər kənarda üzür. Bu tək fakt onu Hertz təması ilə toplar və ya rulonlar vasitəsilə yük daşıyan yuvarlanma elementli rulmandan fərqləndirir. Mili daşıyan rulmanın üstünlükləri birbaşa yağ filmindən irəli gəlir: çox yüksək yük daşıma qabiliyyəti, film formalaşdıqdan sonra son dərəcə aşağı sürtünmə, səssiz işləmə və böyük rotorları onların rezonans tezliyi ətrafında və yuxarısında hamar şəkildə fırlatmağa imkan verən sönüm. kritik sürətlər. Milin və onun rulmanlarının birlikdə davranışı bir ... kimi öyrənilir. rotor-rulman sistemi, çünki heç biri təcrid olunmuş halda başa düşülə bilməz.
2. İş prinsipi: Hidrodinamik yağlama
Neft filmi necə əmələ gəlir
Yastıq rulmanı hidrodinamik yağlanmaya əsaslanır, bu da mil sürətlənərkən proqnozlaşdırıla bilən ardıcıllıqla inkişaf edir:
- İlkin əlaqə: Dinc vəziyyətdə mil öz çəkisi ilə silindir boşluğunun dibində oturur, metal metal ilə təmasda olur.
- Rotasyon başlayır: Mil fırlanmağa başlayanda yapışma sürtkü materialını boşluq aralığına çəkir.
- Külçə forması: Mil ilə deşik arasındakı yaxınlaşan həndəsə nefti künc formalı boşluğa sıxır.
- Təzyiq yaradılması: Daralan küncün içinə sıxılan yağ hidrodinamik təzyiq yaradır.
- Uçuş: Bir dəfə təzyiq qüvvəsi milin çəkisini aşdıqda, jurnalı tamamilə qaldırır və tam yağ filmində hərəkət edir.
- Sabit vəziyyət: Mil təzyiqli film üzərində üzərək, metal təması olmadan deşik mərkəzindən kənarda tarazlıq mövqeyi tapır.
Jurnalin yerləşdiyi mövqe — boşluq daxilindəki ekssentrikliyi — sabit deyil. O, yük və sürətə görə dəyişir və bu dəyişən tarazlıq aşağıda təsvir olunan rulmanın mürəkkəb dinamik davranışının kökünü təşkil edir.
Yağ filminin qalınlığı
- Tipik minimum film qalınlığıdır 10–100 mikrometr (0,0004–0,004 düym) — son dərəcə nazik, lakin səthləri ayrı saxlamaq üçün kifayət qədər.
- Film vahid deyil: o, ətraf boyunca dəyişir və dayaq boynu ilə deşik arasındakı ən yaxın məsafə nöqtəsində minimum dəyərinə çatır.
- Qalınlıq sürətə, yükləmə miqdarına, sürtkü yağının viskozitəsinə və rulman boşluğu — sürət və ya viskozluğu artırdıqda film qalınlaşır; yükü artırdıqda isə incəlir.
- Çünki yağ isinərkən viskozluğu azalır, film qalınlığı da işləmə temperaturuna həssasdır, buna görə böyük maşınlarda yağ təchizatı temperaturu nəzarətdə saxlanılan parametrdir.
3. Jurnal rulmanlarının növləri
Sadə silindrik (tam jurnal)
- Ən sadə dizayn: yağ təchizatı yivli sadə silindrik deşik və tam 360° bükülmə bucağı.
- Yaxşı yük tutumu var, lakin simmetrik film onu qeyri-sabitliyə meylli edir — yağ burulğanı — yüksək sürətdə və yüngül yükdə.
- Mühərriklərdə, nasoslarda və sürətləri orta səviyyədə olan ümumi sənaye avadanlıqlarında geniş yayılıb.
Qismən-kəmərli rulmanlar
- Yatma səthi dairəvi xətdən yalnız bir hissəni, adətən 120–180°-ni əhatə edir.
- Daha yüngül və daha az yağ axını tələb edir, lakin tam jurnala nisbətən daha aşağı sərtlik təklif edir.
- Yük istiqamətinin aydın olduğu yüngül yüklü tətbiqlər üçün uyğundur.
Eğilən-pad rulmanlar
- Səth bir neçə müstəqil padlara bölünüb, hər biri sərbəst şəkildə fırlana bilir.
- Hər bir yastıq öz hidrodinamik pazını yaradır; bu da yağ burulğanına səbəb olan çarpaz əlaqəni zəiflədir.
- Burulma və qamçılanmaya qarşı təbii sabit olduqları üçün yüksək sürətli turbomaşınlar üçün sənaye standartıdırlar.
- Daha bahalı və mürəkkəb, lakin dinamik xüsusiyyətləri nəzərəçarpacaq dərəcədə üstün.
Təzyiq-dam və offset rulmanlar
- Geometrik xüsusiyyətlərə — yarıqlara, pilləli “barrage”a və ya ofset (lemon-bore) bölünməyə malik modifikasiya olunmuş silindrik rulmanlar sabitliyi yaxşılaşdırmaq üçün əlavə edilmişdir.
- Bu xüsusiyyətlər effektiv sönməni artırmaq üçün filmi qəsdən yükləyir.
- Onlar sadə silindrik rulmanla baha başa gələn tilting-pad dizaynı arasında praktik kompromisdir.
Hətta tilting-pad rulmanının belə elastik rotor üçün kifayət qədər sönüm təmin edə bilmədiyi hallarda, dizaynerlər əlavə edə bilərlər sıxma-film amortizator Yataqla seriyada əlavə enerjini yayındırmaq üçün.
4. Dinamik Xarakteristikalar
Sərtlik
Sürüşmə rulmanının sərtliyi tək bir rəqəm deyil; bu, sürət və yükdən asılı əmsallar toplusudur:
- Aşağı sürət: aşağı sərtlik — jurnal mövqeyi yük dəyişdikcə xeyli dəyişir.
- Yüksək sürət: Hidrodinamik təzyiq sahəsi tam inkişaf etdikcə sərtlik artır.
- Yön dəyişməsi: Sərtlik üfüqi və şaquli istiqamətlərdə fərqli olduğundan, rulman anizotrop şəkildə cavab verir.
- Kəsişmə cütlənmiş sərtlik: Bir istiqamətdəki sapma ona dik bucaq altında qüvvə yaradır. Bu çarpaz əlaqə məhz fırlanan orbitə enerji pompalaya bilən və işə sala bilən mexanizmdir. rotorun qeyri-sabitliyi.
amortizasiya
Filmin böyük üstünlüyü təmin etdiyi sönümdür:
- Val boynu boşluq daxilində hərəkət etdikcə enerji yağın özlü kəsilməsi hesabına dissipasiyaya uğrayır.
- Söndürmə sürət və yağ viskoziteti artdıqca artır.
- Bu, rotor kritik sürətdən keçərkən vibrasiya amplitudasını məhdudlaşdıran amildir. kritik sürət.
- Kifayət qədər sönüm öz-özünü oyadan qeyri-sabitliklərin hədsiz böyüməsinin qarşısını almaq üçün vacibdir.
Sürətdən asılılıq
Sərtlik və sönüm sürətə görə dəyişdiyindən, onlardan asılı olan hər şey də dəyişir:
- Sərtlik sürət artdıqca artır.
- Söndürmə sürət artdıqca artır.
- Sistem təbii tezliklər Sürətlə qalxmaq.
- Kritik sürətlər buna görə də maşın sürətlənərkən yuxarıya dəyişir — bu effekt bir Kempbell diaqramı.
5. Üstünlüklər və Məhdudiyyətlər
Yağ filmi həm rulman dayağının fövqəladə möhkəmliklərinə, həm də onun xüsusi tələblərinə cavabdehdir.
- Yüksək yük tutumu: Yuvarlanan elementli rulmanı əzəcək çox ağır rotorları dəstəkləyə bilər.
- Yüksək sürət qabiliyyəti: 50.000 rpm-ə qədər və daha yüksək sürətlər üçün uyğundur.
- Sürətdə aşağı sürtünmə: Hidrodinamik film formalaşdıqdan sonra sürtünmə əmsalı çox aşağıdır (təxminən 0,001–0,003).
- Mükəmməl sönüm: Titrəməni kritik sürətlərdən keçirərkən idarə edir və rotorun sabitləşməsinə kömək edir.
- Səssiz işləmə: Yuvarlanan elementin keçməməsi yuvarlanan element səs-küyünün olmamasını bildirir.
- Zərbə müqaviməti: Yağ filmi müvəqqəti və zərbə yüklərini yumşaldır.
- Uzun ömür: Xidmət zamanı metal-metal təmas olmadığından aşınma minimal olur və onilliklərlə işləmək mümkündür.
- Sadə əsas dizayn: Sadə silindrik tip mexaniki cəhətdən sadə və iqtisadidir.
Bunların qarşısında isə praktik çətinliklər dayanır:
- Yüksək başlanğıc sürtünmə: Dinamikdə dayanmış film yoxdur, buna görə də maşın hər işə düşmədə ayrılma momentini və qısa müddətli sərhəd yağlanması aşınmasını dəf etməlidir.
- Tələb olunan yağlama sistemi: Təmiz, soyuq və düzgün təzyiqli yağın fasiləsiz təchizatı məcburidir; daşıyıcının yağlanması Seçməli deyil, dizaynın mərkəzindədir.
- Fırlanma və çırpılma riski: Sadə silindrik rulmanlar yağ fırtınasına həssasdır və kritik sürətin təxminən ikiqatına yaxın olduqda mil qamçı.
- Aşağı sürətdə sərtliyin azaldılması: Elastik film aşağı sürətdə daşıyıcını yuvarlanma elementli daşıyıcıdan daha yumşaq edir və cavabı ləngidir.
- Temperaturaya həssaslıq: Performans yağın viskozluğa təsiri vasitəsilə onun temperaturunu izləyir.
- Çirklənməyə həssaslıq: Sərt hissəciklər yumşaq babbit səthini cızdır və ya yağ kanallarını tıxaya bilər.
- Ox boyunca məhdudiyyət yoxdur: Yataganjanlı rulman milin yalnız radial istiqamətdə yerləşməsini təmin edir; aksial yüklər üçün ayrıca dayaq yatağı.
6. Jurnal rulmanlarının tətbiq olunduğu yerlər
Jurnal rulmanları rotorlar böyük, sürətli və ya hər ikisi olduqda standartdır:
- Buxar və qaz turbinləri: Çoxmeqavatlıq elektrik enerjisi istehsal edən qurğular.
- Böyük generatorlar: elektrik stansiyalarındakı sinxron generatorlar.
- Sentrifuqal kompressorlar: Yüksək sürətli, yüksək yükdaşıma qabiliyyətli sənaye maşınları.
- Böyük elektrik mühərrikləri: Təxminən 500 at gücündən yuxarı mühərriklər onları tez-tez istifadə edirlər.
- Dəniz hərəkətverici: propeller milinin və kıç borusunun rulmanları.
- Kağız maşınları: Veb-i daşıyan böyük rulonlar.
- Daxili yanma mühərrikləri: milin əsas və krank qolu rulmanları.
7. Rotor dinamikası və sahə balanslaşdırılması ilə əlaqə
Sərtlikləri və sönümləri rotorun davranışının çox hissəsini müəyyən etdiyindən, yiv rulmanları mərkəzdə yerləşir. rotor dinamikası:
- Kritik sürət yerləşdirilməsi: Yatmanın sərtlik və sönümlülük parametrlərinin tənzimlənməsi kritik sürətlərin harada düşdüyünü və vibrasiya zirvələrinin orada nə qədər yüksək olduğunu göstərir.
- Sabitlik: Rulman növü əsasən yağ girdabına və şaft yellənməsinə həssaslığı müəyyən edir; bunların yaratdıqları xarakterik yarım-sinkron tezliklər xüsusi bir üsulla təxmin edilə bilər. Qüsur tezliyini hesablamaq üçün jurnal daşıyan kalkulyator.
- Yayım xəritələşdirilməsi: Campbell diaqramı göstərir ki, rulman sərtliyi dəyişdikcə təbii tezliklər sürətlə necə dəyişir.
- Cavabın tarazlanması: Daşıma xarakteristikaları formalaşdırır təsir əmsalları Rotorun düzəliş çəkisinə necə reaksiya verəcəyini tənzimləyən.
Sonuncu məqam rulmanla gündəlik texniki qulluq arasındakı kəsişmə nöqtəsidir. Jurnal rulmanlarında işləyən turbina və ya kompressor 1× yüksək dəyər göstərdikdə balanssızlıq Cavab olaraq, o, işləmə sürətində öz dayaqlarında yerində tarazlanır. Məsələn, portativ iki kanallı analizator kimi Balanset-1A sinkron amplitudanı ölçür və faza Hər bir rulmanda sınaq işləməsindən rotorun təsir əmsallarını hesablayır və lazım olan düzəliş çəkilərini müəyyən edir — yığılmış rotor-rulman sisteminin həqiqi reaksiyasını, o cümlədən balanslama maşınının heç vaxt təkrarlaya bilməyəcəyi çox incə film sərtliyi və sönməni əhatə etməklə. Uyğun ISO 21940-11 balans dərəcəsi ilə yoxlanıldıqdan sonra nəticə maşının istismarda necə davrandığını əks etdirir.
Jurnal rulmanları yüksək performanslı, kritik maşınlarda əvəzolunmaz, yetkin və mürəkkəb texnologiyadır. Onların yük tutumu, sürət qabiliyyəti və sönümün unikal kombinasiyası yağlanması və dinamik davranışının mürəkkəbliyini əsaslandırır, bu davranışı yaxşı mənimsəmək isə iri fırlanan avadanlıqları diaqnoz edən və ya balanslaşdıran hər kəs üçün vacibdir.
