जर्नल बेयरिंग के समझल
A जर्नल बेयरिंग — एकरा के प्लेन बेयरिंग, स्लीव बेयरिंग, भा फ्लुइड-फिल्म बेयरिंग भी कहल जाला — ई घूमत शाफ्ट के रोलिंग एलिमेंट के जगह लुब्रिकेंट के पातर, दबावयुक्त फिल्म पर सहारा देला। बेयरिंग के भीतर शाफ्ट के घूमे वाला हिस्सा ह जर्नल; एकरा स्थिर बेयरिंग सतह से अलग राखल जाला ओह हाइड्रोडायनामिक ऑयल फिल्म से, जेकरा शाफ्ट खुद बनावेला जब ऊ लुब्रिकेंट के एगो अभिसारी, वेज-आकार के गैप में खींचेला। ई दबावयुक्त वेज पूरा रोटर लोड के बिना धातु-से-धातु संपर्क के ढोवेला। काहेकि ऑयल फिल्म भरपूर डैम्पिंग, एहसे जर्नल बेयरिंग हाई-स्पीड, हाई-लोड मशीनरी — टर्बाइन, जनरेटर, बड़हन कंप्रेसर — खातिर स्वाभाविक विकल्प ह, जहाँ वाइब्रेशन आ रोटर के स्थिर करे के सबसे जादे मायने राखेला।
1. परिभाषा: जर्नल बेयरिंग का ह?
जर्नल बेयरिंग में शाफ्ट चलत गति पर बेयरिंग के छुए ना ला। एकरा बदले ऊ थोड़ा केंद्र से हटके लुब्रिकेंट के महज कुछ माइक्रोमीटर मोट वेज पर तैरेला। इहे एगो बात एकरा रोलिंग-एलिमेंट बेयरिंग से अलग करेला, जे लोड के गोला भा रोलर के हर्ट्ज़ियन संपर्क से ढोवेला। जर्नल बेयरिंग के ताकत सीधे ऑयल फिल्म से आवेला: बहुत ऊँच लोड क्षमता, फिल्म बने के बाद बहुत कम घर्षण, शांत चाल, आ अइसन डैम्पिंग जे बड़हन रोटर के ओकर क्रिटिकल स्पीड. शाफ्ट आ ओकर बेयरिंग के मिलल-जुलल बेहवार के अध्ययन एगो रोटर-बेयरिंग सिस्टम के रूप में कइल जाला, काहेकि दुनो के अलग-अलग समझल संभव नइखे।
2. कार्य सिद्धांत: हाइड्रोडायनामिक लुब्रिकेशन
ऑयल फिल्म कइसे बनेला
जर्नल बेयरिंग हाइड्रोडायनामिक लुब्रिकेशन पर निर्भर रहेला, जे शाफ्ट के गति पकड़े के साथ एगो अनुमानित क्रम में विकसित होला:
- शुरुआती संपर्क: आराम के हालत में शाफ्ट अपना वजन से बोर के तल पर बइठल रहेला, धातु धातु के छुए के साथ।
- घूर्णन शुरू होला: जइसहीं शाफ्ट घूमे लागेला, आसंजन लुब्रिकेंट के क्लियरेंस गैप में खींच लेला।
- वेज के निर्माण: शाफ्ट आ बोर के बीच के अभिसारी ज्यामिति ऊ तेल के वेज-आकार के जगह में दबा देला।
- दबाव के उत्पत्ति: सिकुड़त वेज में जबरदस्ती डालल गइल तेल हाइड्रोडायनामिक दबाव विकसित करेला।
- लिफ्ट-ऑफ: जब ई दबाव बल शाफ्ट के वजन से जादे हो जाला, त जर्नल ऊपर उठ के पूरा फिल्म पर सवार हो जाला।
- स्थिर अवस्था: शाफ्ट दबावयुक्त फिल्म पर तैरेला, बोर के केंद्र से हटल एगो संतुलन स्थिति पावेला, बिना कवनो धातु संपर्क के।
जर्नल जवन स्थिति में टिकेला — क्लियरेंस के भीतर ओकर विलक्षणता — ऊ तय नइखे। ई लोड आ गति के साथ बदलत रहेला, आ इहे बदलत संतुलन नीचे बतावल गइल बेयरिंग के जटिल गतिशील बेहवार के जड़ ह।
ऑयल फिल्म के मोटाई
- आमतौर पर न्यूनतम फिल्म के मोटाई ह 10–100 माइक्रोमीटर (0.0004–0.004 इंच) — बहुते पातर, फिर भी सतह के अलग राखे खातिर काफी।
- फिल्म एकसार नइखे: ई परिधि के चारो ओर बदलत रहेला, आ जर्नल आ बोर के बीच सबसे नजदीकी बिंदु पर ई अपना न्यूनतम पर पहुँचेला।
- मोटाई गति, लोड, लुब्रिकेंट के विस्कोसिटी, आ बेयरिंग क्लियरेंस — पर निर्भर करेला — गति भा विस्कोसिटी बढ़ावल जाव त फिल्म मोट हो जाला; लोड बढ़ावल जाव त ऊ पातर हो जाला।
- काहेकि तेल गरम होखला पर विस्कोसिटी घट जाला, एहसे फिल्म के मोटाई भी संचालन तापमान के प्रति संवेदनशील रहेला, इहे कारण बा कि बड़हन मशीन में ऑयल सप्लाई तापमान के निगरानी कइल जाला।
3. जर्नल बेयरिंग के प्रकार
प्लेन सिलिंड्रिकल (फुल जर्नल)
- सबसे सरल डिजाइन: एगो प्लेन सिलिंड्रिकल बोर, ओकरा में ऑयल-सप्लाई ग्रूव आ पूरा 360° रैप एंगल।
- बढ़िया लोड क्षमता, बाकिर सममित फिल्म एकरा अस्थिरता के प्रति संवेदनशील बनावेला — ऑयल व्हर्ल — हाई स्पीड आ हल्का लोड पर।
- मोटर, पंप आ आम औद्योगिक उपकरण में आम, जहाँ गति मध्यम रहेला।
पार्शियल-आर्क बेयरिंग
- बेयरिंग के सतह परिधि के केवल हिस्सा ढकेला, आमतौर पर 120–180°।
- हल्का आ कम तेल प्रवाह के मांग करे वाला, बाकिर फुल जर्नल के तुलना में कम स्टिफनेस देवे वाला।
- हल्का लोड वाला अनुप्रयोग खातिर उपयुक्त, जहाँ लोड के दिशा साफ-साफ तय बा।
टिल्टिंग-पैड बेयरिंग
- सतह के कई अलग-अलग स्वतंत्र पैड सभ में बाँटल जाला, जेह में से हर पैड घूमे (पिवट होखे) खातिर स्वतंत्र होला।
- हर पैड आपन खुद के हाइड्रोडायनामिक वेज बनावेला, जे ऑयल व्हर्ल के बढ़ावे वाला क्रॉस-कपलिंग के दबा देला।
- व्हर्ल आ व्हिप के खिलाफ स्वाभाविक रूप से स्थिर, इहे हाई-स्पीड टर्बोमशीनरी खातिर उद्योग के मानक बा।
- अधिक महँगा आ जटिल, बाकिर काफी बेहतर डायनामिक विशेषता सभ के साथ।
प्रेशर-डैम आ ऑफसेट बेयरिंग
- संशोधित सिलिंड्रिकल बेयरिंग, जेह में स्थिरता बढ़ावे खातिर ज्यामितीय फीचर — जइसे ग्रूव, एगो स्टेप “डैम”, भा ऑफसेट (लेमन-बोर) स्प्लिट — जोड़ल जाला।
- ई फीचर सभ जान-बूझ के फिल्म पर लोड डालेला, ताकि असरदार डैम्पिंग बढ़े।
- ई सिंपल सिलिंड्रिकल बेयरिंग आ महँगा टिल्टिंग-पैड डिजाइन के बीच एगो व्यावहारिक समझौता ह।
जहाँ टिल्टिंग-पैड बेयरिंग भी लचीला रोटर खातिर पर्याप्त डैम्पिंग ना दे सके, ओहिजा डिजाइनर लोग जोड़ सके ला एगो स्क्वीज़-फिल्म डैम्पर बेयरिंग के साथ सीरीज में, ताकि अतिरिक्त ऊर्जा नष्ट हो सके।
4. डायनामिक विशेषता सभ
कठोरता
जर्नल-बेयरिंग के स्टिफनेस एगो अकेला संख्या ना ह; ई स्पीड आ लोड पर निर्भर गुणांक सभ के एगो सेट ह:
- कम स्पीड: कम कठोरता — लोड बदले पर जर्नल के स्थिति में बहुत बदलाव आवेला।
- अधिक स्पीड: जइसे-जइसे हाइड्रोडायनामिक प्रेशर फील्ड पूरा तरीका से विकसित होला, स्टिफनेस बढ़ जाला।
- दिशात्मक बदलाव: क्षैतिज आ ऊर्ध्वाधर दिशा में स्टिफनेस अलग-अलग होला, एह से बेयरिंग एनिसोट्रॉपिक तरीका से प्रतिक्रिया देला।
- क्रॉस-कपल्ड स्टिफनेस: एक दिशा में विक्षेपण दूसरी दिशा में समकोण पर बल पैदा करेला। ई क्रॉस-कपलिंग ठीक ओहि तंत्र ह जे घूमत कक्षा में ऊर्जा पंप क सके ला आ जगावे ला रोटर अस्थिरता.
डैम्पिंग
फिल्म के सबसे बड़ खूबी बा ओकर देल डैम्पिंग:
- जइसे-जइसे जर्नल क्लियरेंस के भीतर हिले ला, ऑयल के विस्कस शियरिंग से ऊर्जा नष्ट होला।
- स्पीड आ ऑयल के विस्कोसिटी के साथ डैम्पिंग बढ़ेला।
- रोटर जब कवनो क्रिटिकल स्पीड से गुजरेला, त इहे कंपन के आयाम के सीमित करेला क्रिटिकल स्पीड.
- स्व-उत्तेजित अस्थिरता सभ के बिना रोक-टोक बढ़े से रोके खातिर पर्याप्त डैम्पिंग जरूरी बा।
गति पर निर्भरता
चूँकि स्टिफनेस आ डैम्पिंग दुनो स्पीड के साथ बदलेला, एह से ओह पर निर्भर हर चीज भी बदलेला:
- स्पीड के साथ स्टिफनेस बढ़ेला।
- स्पीड के साथ डैम्पिंग बढ़ेला।
- सिस्टम के प्राकृतिक आवृत्ति सभ स्पीड के साथ बढ़ेला।
- एह से क्रिटिकल स्पीड मशीन के तेज होखला के साथ ऊपर खिसक जाला — ई असर एगो कैंपबेल डायग्राम.
5. फायदा आ सीमा
तेल के फिल्म जर्नल बेयरिंग के बेहतरीन खूबी आ ओकर खास माँग, दुनो खातिर जिम्मेदार बा।
- उच्च लोड क्षमता: बहुत भारी रोटर सभ के सहारा दे सके ला जे रोलिंग-एलिमेंट बेयरिंग के कुचल दिही।
- हाई-स्पीड क्षमता: 50,000 rpm आ ओकरा से अधिक स्पीड खातिर उपयुक्त।
- स्पीड पर कम घर्षण: एक बेर हाइड्रोडायनामिक फिल्म बन गइला के बाद, घर्षण गुणांक बहुत कम होला (लगभग 0.001–0.003)।
- बेहतरीन डैम्पिंग: क्रिटिकल स्पीड सभ से गुजरे के दौरान कंपन के नियंत्रित करेला आ रोटर के स्थिर करे में मदद करेला।
- शांत संचालन: कवनो रोलिंग-एलिमेंट के गुजरना ना होखे के मतलब बा कि रोलिंग-एलिमेंट के शोर भी ना होई।
- झटका प्रतिरोध: तेल के फिल्म क्षणिक आ प्रभाव लोड के सोख लेला।
- लंबा जीवनकाल: सेवा में कवनो धातु संपर्क ना होखे से, घिसाव न्यूनतम होला आ दशकन ले संचालन संभव होला।
- सरल बुनियादी डिजाइन: सिंपल सिलिंड्रिकल प्रकार यांत्रिक रूप से सरल आ किफायती होला।
एकरा सामने बा व्यावहारिक चुनौती सभ:
- शुरुआती उच्च घर्षण: आराम के अवस्था में कवनो फिल्म ना होखे, एह से मशीन के हर शुरुआत पर ब्रेक-अवे टॉर्क आ थोड़ी देर के बाउंड्री-लुब्रिकेशन घिसाव पर काबू पावे के पड़ेला।
- लुब्रिकेशन सिस्टम जरूरी: साफ, ठंडा, सही प्रेशर वाला तेल के लगातार सप्लाई अनिवार्य बा; बेयरिंग लुब्रिकेशन ई कवनो वैकल्पिक चीज़ ना ह बलुक डिज़ाइन के केंद्र में बा।
- व्हर्ल आ व्हिप के खतरा: प्लेन सिलिंड्रिकल बेयरिंग ऑयल व्हर्ल के प्रति संवेदनशील होला आ, क्रिटिकल स्पीड के लगभग दुगुना के आसपास, शाफ्ट व्हिप.
- कम स्पीड पर कमजोर स्टिफनेस: कॉम्प्लायंट फिल्म कम स्पीड पर बेयरिंग के रोलिंग-एलिमेंट बेयरिंग से मुलायम बना देला, जेकरा से रिस्पॉन्स धीमा हो जाला।
- तापमान संवेदनशीलता: परफॉर्मेंस, विस्कोसिटी पर एकर असर के जरिए तेल के तापमान के साथे-साथे बदलत रहेला।
- संदूषण के प्रति संवेदनशीलता: कठोर कण नरम बैबिट सतह के खरोंच सकेला या तेल के मार्ग बंद कर सकेला।
- कवनो एक्सियल रोक ना: जर्नल बेयरिंग शाफ्ट के सिर्फ रेडियल दिशा में स्थित करेला; एक्सियल लोड खातिर अलग से थ्रस्ट बियरिंग.
6. जर्नल बेयरिंग कहाँ इस्तेमाल होला
जर्नल बेयरिंग ओह हर जगह मानक ह जहाँ रोटर बड़, तेज़, या दुनो होला:
- स्टीम आ गैस टर्बाइन: मल्टी-मेगावाट पावर-जेनरेशन यूनिट।
- बड़ जेनरेटर: पावर प्लांट में सिंक्रोनस जेनरेटर।
- सेंट्रीफ्यूगल कंप्रेसर: हाई-स्पीड, हाई-लोड औद्योगिक मशीन।
- बड़ इलेक्ट्रिक मोटर: लगभग 500 hp से ऊपर के मोटर अक्सर इनके इस्तेमाल करेला।
- मरीन प्रोपल्शन: प्रोपेलर-शाफ्ट आ स्टर्न-ट्यूब बेयरिंग।
- पेपर मशीन: बड़ रोल जे वेब के ढोवेला।
- इंटरनल-कम्बशन इंजन: क्रैंकशाफ्ट मेन आ कनेक्टिंग-रॉड बेयरिंग।
7. रोटर डायनामिक्स आ फील्ड बैलेंसिंग से संबंध
चूँकि इनकर स्टिफनेस आ डैम्पिंग रोटर के व्यवहार के बहुत हद तक तय करेला, एह से जर्नल बेयरिंग रोटर डायनामिक्स :
- क्रिटिकल-स्पीड के स्थान: बेयरिंग के स्टिफनेस आ डैम्पिंग तय करेला कि क्रिटिकल स्पीड कहाँ पड़ी आ ओहिज़ा वाइब्रेशन के पीक कतना ऊँच होई।
- स्थिरता: बेयरिंग के प्रकार बड़ हद तक ऑयल व्हर्ल आ शाफ्ट व्हिप के प्रति संवेदनशीलता तय करेला; एहसे पैदा होखे वाला विशिष्ट सब-सिंक्रोनस फ्रीक्वेंसी के एगो समर्पित जर्नल-बेयरिंग डिफेक्ट-फ्रीक्वेंसी कैलकुलेटर.
- फ्रीक्वेंसी मैपिंग: एगो कैंपबेल डायग्राम देखावेला कि बेयरिंग के स्टिफनेस बदलला के साथे नेचुरल फ्रीक्वेंसी कईसे स्पीड के साथे खिसकेला।
- बैलेंसिंग रिस्पॉन्स: बेयरिंग के विशेषता प्रभाव गुणांक के आकार देला जे तय करेला कि रोटर करेक्शन वेट पर कईसे रिस्पॉन्स करेला।
ई आखिरी बिंदु ओह जगह ह जहाँ बेयरिंग रोज़ के मेंटेनेंस से मिलेला। जब जर्नल बेयरिंग में चलत टर्बाइन या कंप्रेसर में 1× के अनबैलेंस रिस्पॉन्स बढ़ल देखाई, त ओकरा अपने जगह पर, अपने बेयरिंग में, ऑपरेटिंग स्पीड पर बैलेंस कइल जाला। एगो पोर्टेबल टू-चैनल एनालाइज़र जईसे कि Balanset-1A हर बेयरिंग पर सिंक्रोनस एम्प्लीट्यूड आ फेज़ नापेला, एगो ट्रायल रन से रोटर के इन्फ्लुएंस कोइफिशिएंट के गणना करेला, आ जरूरी करेक्शन वेट के हिसाब लगावेला — जेकरा से असेंबल्ड रोटर-बेयरिंग सिस्टम के असली रिस्पॉन्स कैप्चर हो जाला, जेह में ओह फिल्म के स्टिफनेस आ डैम्पिंग भी शामिल बा जेकरा के बैलेंसिंग मशीन कबो दोहरा ना सके। उचित ISO 21940-11 बैलेंस ग्रेड के खिलाफ वेरिफाई कइल एह नतीज़ा से पता चलेला कि मशीन असल सेवा में कईसे व्यवहार करेला।
जर्नल बेयरिंग एगो परिपक्व, परिष्कृत तकनीक ह जे क्रिटिकल हाई-परफॉर्मेंस मशीनरी में आज भी अपरिहार्य बा। इनकर लोड कैपेसिटी, स्पीड कैपेबिलिटी आ डैम्पिंग के अनोखा मेल इनकर लुब्रिकेशन आ डायनामिक व्यवहार के जटिलता के जायज ठहरावेला, आ ओह व्यवहार के व्यावहारिक समझ बड़ रोटेटिंग इक्विपमेंट के डायग्नोज या बैलेंस करे वाला हर व्यक्ति खातिर जरूरी बा।
