Разбиране на аксиалните лагери
Определение: Какво е аксиален лагер?
A аксиален лагер (наричан още аксиален лагер) е специализиран лагер, предназначен да поема товари, ориентирани успоредно на оста на вала (аксиални товари или тягови товари), и да контролира аксиалното положение на... ротор. За разлика от радиалните лагери, които поддържат товари, перпендикулярни на вала, аксиалните лагери имат контактни повърхности, перпендикулярни на оста на вала, което им позволява да устоят на силите, опитващи се да избутат вала в която и да е аксиална посока.
Аксиалните лагери са от съществено значение в машините, където има аксиални сили, като помпи, компресори, турбини, витлови валове и вертикално ориентирано оборудване. Повредата или недостатъчният капацитет на аксиалните лагери води до прекомерно натоварване. аксиални вибрации, хлабина на края на вала и потенциални катастрофални повреди от контакт на ротора с неподвижни компоненти.
Видове аксиални лагери
Аксиални лагери с търкалящи елементи
1. Сачмени аксиални лагери
- Дизайн: Сферични елементи, движещи се между плоски или набраздени аксиални шайби
- Товароносимост: Умерено
- Скорост: Средни до високи скорости
- Прецизност: Добра точност на аксиално позициониране
- Приложения: Машинни инструменти, автомобилни трансмисии, умерени аксиални натоварвания
2. Цилиндрични ролкови аксиални лагери
- Дизайн: Цилиндрични ролки между опорните шайби
- Товароносимост: Много висок (линеен контакт спрямо точков контакт)
- Скорост: Само ниски до средни скорости
- Прецизност: Умерено
- Приложения: Тежки машини, вертикални помпи, куки за кранове
3. Конични ролкови лагери
- Дизайн: Единичният лагер поема както радиални, така и аксиални натоварвания
- Товароносимост: Високо за комбинирани товари
- Възможност за регулиране: Регулируемо предварително натоварване чрез разстояние
- Приложения: Автомобилни колела, скоростни кутии, комбинирани натоварвания
4. Ъглови контактни сачмени лагери
- Дизайн: Контакт на сферата под ъгъл, поема както радиални, така и аксиални натоварвания
- Конфигурация: Често се използва по двойки (гръб до гръб или лице в лице)
- Скорост: Възможност за висока скорост
- Приложения: Шпиндели за машинни инструменти, високоскоростни помпи
Аксиални лагери с флуидно-слойно покритие
1. Аксиални лагери с накланяща се подложка
- Дизайн: Множество въртящи се подложки, създаващи маслени клинове
- Товароносимост: Много високо (мегавати в големи турбини)
- Скорост: Неограничен (използван до 30 000+ оборота в минута)
- Амортизация: Отлично
- Приложения: Парни турбини, газови турбини, големи компресори, генератори
2. Аксиални лагери с фиксирана подложка (конична земна повърхност)
- Дизайн: Стационарни подложки със заострени повърхности
- Товароносимост: Високо
- Простота: Няма движещи се части
- Приложения: Вертикални помпи, хидротурбини
Източници на аксиални натоварвания
В помпи и компресори
- Хидравлична тяга на работното колело: Разликата в налягането върху работното колело създава нетна аксиална сила
- Величина: Може да тежи хиляди паунда дори в помпи със среден размер
- Посока: Обикновено към смукателната страна
- Балансиране: Балансиращите отвори, задните лопатки или противоположните работни колела намаляват нетната тяга
В турбините
- Потокът от пара или газ създава аксиално налягане върху лопатките
- Величината на тягата се увеличава с изходната мощност
- Може да обърне посоката си по време на стартиране или промени в натоварването
- Фиктивните бутала или балансиращите бутала противодействат на тягата
В скоростните кутии
- Спиралните зъбни колела генерират аксиална тяга (величина пропорционална на предавания въртящ момент)
- Коничните зъбни колела създават аксиални компоненти
- Посоката на тягата зависи от стрелката на зъбното колело (посоката на ъгъла на спиралата)
Други източници
- Магнитно привличане: В електродвигателите магнитният дисбаланс създава аксиални сили
- Витла и вентилатори: Аеродинамична тяга от ускорение на флуида
- Ремъчни задвижвания: Ъгловите ремъци създават аксиални компоненти на силата
- Несъответствие: Ъгловото несъосие в съединителите генерира осцилиращи аксиални сили
Проблеми с аксиалните лагери и диагностика
Често срещани повреди
- Претоварване: Напрежението надвишава носещата способност
- Недостатъчно смазване: Недостатъчен поток на масло или грес
- Замърсяване: Частици, увреждащи опорните повърхности
- Носете: Влошаване на повърхността от абразия или умора
- Прегряване: Прекомерно триене или недостатъчно охлаждане
Симптоми на вибрации
- Високо Аксиални вибрации: Основен индикатор за проблеми с аксиалните лагери
- Нискочестотно трептене: Вал, плаващ аксиално
- Въздействие: Ако хлабините са прекомерни, ударите на вала спират
- Измерване: Аксиалните сонди за близост или акселерометрите разкриват симптоми
Други показатели
- Повишаване на температурата: Аксиалният лагер се прегрява
- Шум: Необичайни звуци от мястото на аксиалния лагер
- Аксиален луфт: Измеримо движение на вала в аксиална посока
- Качество на маслото: Метални частици в смазката
Мониторинг и поддръжка
Критични параметри за мониторинг
- Аксиални вибрации: Непрекъснато или периодично измерване
- Аксиално положение: Сондите за близост, проследяващи позицията на вала
- Температура на аксиалния лагер: Мониторинг на RTD или термодвойка
- Дебит и налягане на маслото: За аксиални лагери с флуиден филм
Практики за поддръжка
- Проверете адекватното смазване на аксиалните лагери
- Проверете аксиалните хлабини по време на основен ремонт
- Проверете повърхностите на аксиалните лагери за износване или повреди
- Измерете действителните тягови натоварвания, ако е възможно (тензодатчици, динамометрични клетки)
- Данни за тенденция в температурата и вибрациите
Аксиалните лагери, макар и често да получават по-малко внимание от радиалните лагери, са от решаващо значение за контролирането на аксиалното положение и поемането на аксиални натоварвания във въртящите се машини. Разбирането на видовете аксиални лагери, източниците на натоварване и режимите на повреди позволява правилен избор на лагери, ефективно наблюдение и навременна поддръжка, за да се предотвратят повреди, които биха могли да доведат до катастрофален контакт между ротора и статора и разрушаване на оборудването.