Co je to radiální ložisko? Hydrodynamická opora • Přenosný vyvažovač, analyzátor vibrací "Balanset" pro dynamické vyvažování drtičů, ventilátorů, mulčovačů, šneků na kombajnech, hřídelí, odstředivek, turbín a mnoha dalších rotorů Co je to radiální ložisko? Hydrodynamická opora • Přenosný vyvažovač, analyzátor vibrací "Balanset" pro dynamické vyvažování drtičů, ventilátorů, mulčovačů, šneků na kombajnech, hřídelí, odstředivek, turbín a mnoha dalších rotorů

Co je to radiální ložisko? Hydrodynamická opora

Publikováno uživatelem admin dne

Pochopení ložisek kluzných ložisek

Definice: Co je to radiální ložisko?

A radiální ložisko (také nazývané kluzné ložisko, kluzné ložisko nebo ložisko s fluidním filmem) je typ ložiska, které podpírá rotující hřídel prostřednictvím tenké vrstvy tlakového maziva, nikoli prostřednictvím valivých těles. Rotující hřídel (“čep”) je od pevného ložiskového povrchu oddělen hydrodynamickým olejovým filmem, který vzniká rotací hřídele a vtahuje olej do sbíhající se klínovité mezery. Tento tlakový olejový klín podpírá zatížení hřídele bez kontaktu kovu s kovem.

Radiální ložiska jsou základem vysokorychlostních, vysoce zatěžovaných rotačních strojů, jako jsou turbíny, generátory a velké kompresory, protože poskytují vynikající nosnost, nízké tření při vysokých rychlostech a značné tlumení což pomáhá kontrolovat vibrace a stabilizovat rotor systémy.

Princip fungování: Hydrodynamické mazání

Jak se tvoří olejový film

Klouzavé ložisko pracuje na principu hydrodynamického mazání:

  1. První kontakt: V klidovém stavu hřídel spočívá na dosedací ploše pod vlivem gravitace
  2. Začátek rotace: Jakmile se hřídel začne otáčet, adhezí vtáhne olej do mezery.
  3. Klínová formace: Konvergentní geometrie mezi hřídelí a ložiskem vytváří klínovitý prostor
  4. Generování tlaku: Ropa vtahovaná do sbíhajícího se klínu vytváří hydrodynamický tlak
  5. Vzlet: Tlaková síla převyšuje hmotnost hřídele a zvedá ji na plný olejový film
  6. Ustálený stav: Hřídel plave na tlakovém olejovém filmu bez kontaktu s kovem

Tloušťka olejového filmu

  • Typická tloušťka: 10–100 mikrometrů (0,0004–0,004 palce)
  • Extrémně tenký, ale dostatečný k zabránění kontaktu
  • Tloušťka se mění po obvodu (minimum v bodě největšího přiblížení)
  • Závisí na rychlosti, zatížení, viskozitě oleje a vůli ložiska

Typy radiálních ložisek

1. Obyčejný válcový (plný čep)

  • Nejjednodušší konstrukce: válcový otvor s drážkou pro přívod oleje
  • Úhel opásání 360°
  • Dobrá nosnost, ale může být náchylná k nestabilitě při vysokých rychlostech
  • Běžné v motorech, čerpadlech, obecných průmyslových zařízeních

2. Ložiska s částečným obloukem

  • Dosedací plocha pokrývá pouze část obvodu (120-180°)
  • Lehčí hmotnost, menší potřeba průtoku oleje
  • Nižší tuhost než u plného čepu
  • Používá se v lehce zatížených aplikacích

3. Ložiska s naklápěcími destičkami

  • Ložisková plocha rozdělena na několik nezávislých otočných plošek
  • Každá podložka si vytvoří vlastní hydrodynamický klín
  • Inherentně stabilní proti olejovému víru/šlehání
  • Průmyslový standard pro vysokorychlostní turbínové stroje
  • Dražší, ale s lepšími dynamickými vlastnostmi

4. Tlaková hráz a odsazená ložiska

  • Modifikovaná válcová ložiska s geometrickými prvky pro zvýšení stability
  • Drážky, přepážky nebo odsazené otvory zvyšují účinné tlumení
  • Kompromis mezi jednoduchou válcovou a naklápěcí podložkou

Dynamické charakteristiky

Ztuhlost

Tuhost radiálního ložiska je složitá a závislá na rychlosti:

  • Nízká rychlost: Nízká tuhost, poloha hřídele se výrazně mění se zatížením
  • Vysoká rychlost: Vyšší tuhost díky vyvinutějšímu hydrodynamickému tlaku
  • Směrová variace: Různá tuhost v horizontálním a vertikálním směru
  • Křížově spřažená tuhost: Průhyb v jednom směru vytváří sílu v kolmém směru

Tlumení

Klouzavá ložiska poskytují značné tlumení:

  • Energie rozptýlená viskózním smykem olejového filmu
  • Tlumení se zvyšuje s rychlostí a viskozitou oleje
  • Rozhodující pro omezení vibrací při kritické rychlosti
  • Nezbytné pro prevenci nestabilita rotoru

Závislost na rychlosti

Všechny vlastnosti ložisek ložisek se mění s rychlostí otáčení:

Výhody radiálních ložisek

  • Vysoká nosnost: Může unést velmi těžké rotory
  • Vysokorychlostní schopnosti: Vhodné pro otáčky až 50 000+ ot./min.
  • Nízké tření při rychlosti: Jakmile se vytvoří hydrodynamický film, koeficient tření je velmi nízký (0,001–0,003)
  • Vynikající tlumení: Řídí vibrace při kritických rychlostech
  • Tichý provoz: Žádný hluk od valivých těles
  • Odolnost proti nárazům: Olejový film absorbuje přechodné zatížení
  • Dlouhá životnost: Žádný kontakt s kovem znamená minimální opotřebení (možnost provozu po celá desetiletí)
  • Jednoduchý design: Základní typy jsou jednoduché a ekonomické

Nevýhody a výzvy

  • Vysoké rozběhové tření: Žádný olejový film v klidu, vyžaduje se utahovací moment
  • Požadovaný mazací systém: Musí nepřetržitě dodávat čistý, ochlazený olej
  • Riziko víru/víření oleje: Kluzná válcová ložiska náchylná k nestabilitě
  • Pomalejší odezva: Olejový film zvyšuje poddajnost, je méně tuhý než valivá ložiska při nízkých rychlostech
  • Teplotní citlivost: Změny výkonu s teplotou oleje (ovlivňuje viskozitu)
  • Citlivost na kontaminaci: Částice mohou poškodit povrch ložiska nebo ucpat olejové kanály
  • Axiální polohování: Neposkytuje žádné inherentní axiální omezení (vyžaduje samostatné axiální ložisko)

Aplikace

Klouzavá ložiska jsou standardní v:

  • Parní a plynové turbíny: Jednotky pro výrobu energie o výkonu několika megawattů
  • Velké generátory: Synchronní generátory v elektrárnách
  • Odstředivé kompresory: Vysokorychlostní průmyslové kompresory s vysokým zatížením
  • Velké elektromotory: Motory > 500 HP často používají radiální ložiska
  • Pohon lodi: Ložiska lodního vrtule
  • Papírenské stroje: Velká valivá ložiska
  • Spalovací motory: Hlavní a ojniční ložiska klikové hřídele

Vztah k dynamice rotoru

Kluzná ložiska kriticky ovlivňují dynamické chování rotoru:

  • Stanovení kritické rychlosti: Tuhost a tlumení ložiska přímo ovlivňují kritická místa a amplitudy otáček
  • Stabilita: Typ a konstrukce ložiska určují náchylnost k olejový vír a hřídelový bič
  • Campbellovy diagramy: Ukažte, jak se vlastní frekvence mění s rychlostí v důsledku změn tuhosti ložiska
  • Vyvažování: Vliv charakteristik ložiska koeficienty vlivu a vyvážená odezva

Kluzná ložiska představují sofistikovanou a vyspělou technologii, která je nezbytná pro vysoce výkonné rotační stroje. Jejich jedinečná kombinace únosnosti, rychlosti a tlumení je činí nenahraditelnými v kritických aplikacích, a to i přes složitost jejich požadavků na mazání a dynamické chování.

← Zpět na hlavní index

Kategorie:
WhatsApp