Какво е плъзгащ лагер? Хидродинамична опора • Преносим балансьор, вибрационен анализатор "Balanset" за динамично балансиране на трошачки, вентилатори, мулчери, шнекове на комбайни, валове, центрофуги, турбини и много други ротори Какво е плъзгащ лагер? Хидродинамична опора • Преносим балансьор, вибрационен анализатор "Balanset" за динамично балансиране на трошачки, вентилатори, мулчери, шнекове на комбайни, валове, центрофуги, турбини и много други ротори

Какво е плъзгащ се лагер? Хидродинамична опора

Публикувано от admin на

Разбиране на плъзгащите се лагери

Определение: Какво е джойнтен лагер?

A лагер на плъзгача (наричан още плъзгащ лагер, втулков лагер или лагер с флуиден филм) е вид лагер, който поддържа въртящ се вал чрез тънък филм от смазка под налягане, а не чрез търкалящи елементи. Въртящият се вал (“шийката”) е отделен от неподвижната лагерна повърхност чрез хидродинамичен маслен филм, който се генерира от въртенето на вала, издърпвайки маслото в сходяща се клиновидна междина. Този маслен клин под налягане поддържа натоварването на вала без контакт метал с метал.

Лагерите на плъзгачите са от основно значение за високоскоростни, високонатоварени въртящи се машини, като турбини, генератори и големи компресори, защото осигуряват отлична товароносимост, ниско триене при високи скорости и значително... затихване което помага за контрола вибрация и стабилизира ротор системи.

Принцип на действие: Хидродинамично смазване

Как се образува масленият филм

Лагерът на плъзгача работи на принципа на хидродинамично смазване:

  1. Първоначален контакт: Когато е неподвижен, валът лежи върху лагерната повърхност под действието на гравитацията
  2. Ротацията започва: Когато валът започне да се върти, той издърпва масло в междината чрез адхезия
  3. Клиновидно образуване: Конвергентната геометрия между вала и лагера създава клиновидно пространство
  4. Генериране на налягане: Маслото, ввлечено в сходящия се клин, генерира хидродинамично налягане
  5. Излитане: Силата на натиск надвишава теглото на вала, повдигайки го върху пълен маслен филм
  6. Стационарно състояние: Валът плава върху маслен филм под налягане без контакт с метал

Дебелина на масления филм

  • Типична дебелина: 10-100 микрометра (0,0004-0,004 инча)
  • Изключително тънка, но достатъчна, за да предотврати контакт
  • Дебелината варира по обиколката (минимум в точката на най-близко приближаване)
  • Зависи от скоростта, натоварването, вискозитета на маслото и хлабината на лагера

Видове лагери

1. Обикновен цилиндричен (пълен шейков вал)

  • Най-проста конструкция: цилиндричен отвор с канал за подаване на масло
  • 360° ъгъл на обгръщане
  • Добра товароносимост, но може да бъде склонна към нестабилност при високи скорости
  • Често срещани в двигатели, помпи, общо промишлено оборудване

2. Частични дъгови лагери

  • Носещата повърхност покрива само част от обиколката (120-180°)
  • По-леко тегло, по-малък необходим поток на масло
  • По-ниска твърдост от пълния шийков механизъм
  • Използва се в леко натоварени приложения

3. Накланящи се лагери

  • Носещата повърхност е разделена на няколко независими подложки, които се въртят
  • Всяка подложка развива собствен хидродинамичен клин
  • Присъщо стабилен срещу вихрушка/камшик от масло
  • Индустриален стандарт за високоскоростни турбомашини
  • По-скъп, но с превъзходни динамични характеристики

4. Напорна язовирна стена и отместени лагери

  • Модифицирани цилиндрични лагери с геометрични характеристики за подобряване на стабилността
  • Жлебове, прегради или отместени отвори увеличават ефективното затихване
  • Компромис между обикновена цилиндрична и накланяща се подложка

Динамични характеристики

Скованост

Твърдостта на шийните лагери е сложна и зависима от скоростта:

  • Ниска скорост: Ниска твърдост, положението на вала се променя значително с натоварването
  • Висока скорост: По-висока твърдост от по-силно развито хидродинамично налягане
  • Вариация на посоката: Различна твърдост в хоризонтална и вертикална посока
  • Кръстосано свързана твърдост: Отклонението в една посока създава сила в перпендикулярна посока

Затихване

Лагерите на плъзгащите се части осигуряват значително демпфиране:

  • Енергия, разсеяна чрез вискозно срязване на маслен филм
  • Амортисьорът се увеличава със скоростта и вискозитета на маслото
  • От решаващо значение за ограничаване на вибрациите при критични скорости
  • От съществено значение за предотвратяване нестабилност на ротора

Зависимост от скоростта

Всички свойства на плъзгащите се лагери се променят със скоростта на въртене:

  • Твърдостта се увеличава със скоростта
  • Амортизацията се увеличава със скоростта
  • Собствени честоти издигане със скорост
  • Критични скорости преместване нагоре с увеличаване на скоростта

Предимства на джойнталните лагери

  • Висока товароносимост: Може да поддържа много тежки ротори
  • Възможност за висока скорост: Подходящ за скорости до 50 000+ оборота в минута
  • Ниско триене при скорост: След като се установи хидродинамичен филм, коефициентът на триене е много нисък (0,001-0,003)
  • Отлично затихване: Контролира вибрациите при критични скорости
  • Тиха работа: Няма шум от търкалящи се елементи
  • Устойчивост на удар: Масленият филм абсорбира преходни натоварвания
  • Дълъг живот: Липсата на контакт с метал означава минимално износване (възможна е десетилетия експлоатация)
  • Прост дизайн: Основните видове са прости и икономични

Недостатъци и предизвикателства

  • Високо триене при стартиране: Няма маслен филм в покой, изисква се въртящ момент за освобождаване
  • Необходима система за смазване: Трябва да се подава непрекъснато чисто, охладено масло
  • Риск от вихрушка/камшик от масло: Плъзгави цилиндрични лагери, податливи на нестабилност
  • По-бавен отговор: Масленият филм добавя гъвкавост, по-малко твърд от търкалящите лагери при ниски скорости
  • Температурна чувствителност: Промени в производителността с температурата на маслото (влияе на вискозитета)
  • Чувствителност към замърсяване: Частиците могат да повредят повърхността на лагера или да блокират маслените канали
  • Аксиално позициониране: Не осигурява присъщо аксиално ограничение (изисква отделен аксиален лагер)

Приложения

Лагерите на плъзгачите са стандартни в:

  • Парни и газови турбини: Многомегаватови агрегати за производство на електроенергия
  • Големи генератори: Синхронни генератори в електроцентрали
  • Центробежни компресори: Високоскоростни, високонатоварени промишлени компресори
  • Големи електрически двигатели: Двигателите > 500 к.с. често използват плъзгащи лагери
  • Морско задвижване: Лагери на вала на корабния винт
  • Машини за хартия: Големи ролкови лагери
  • Двигатели с вътрешно горене: Основни и щангови лагери на коляновия вал

Връзка с динамиката на ротора

Лагерите на плъзгащите се части влияят критично върху динамичното поведение на ротора:

  • Определяне на критичната скорост: Твърдостта и демпфирането на лагерите пряко влияят на критичните места и амплитуди на скоростта
  • Стабилност: Видът и конструкцията на лагера определят чувствителността към маслен вихър и камшик на вала
  • Диаграми на Кембъл: Покажете как собствените честоти се променят със скоростта поради вариации в твърдостта на лагера
  • Балансиране: Характеристиките на лагера влияят коефициенти на влияние и балансирана реакция

Лагерите с плъзгаща се конструкция представляват усъвършенствана, зряла технология, от съществено значение за високопроизводителните въртящи се машини. Тяхната уникална комбинация от товароносимост, скоростоспособност и демпфиране ги прави незаменими в критични приложения, въпреки сложността на техните изисквания за смазване и динамично поведение.

← Обратно към основния индекс

Категории:
WhatsApp