Laagrite mõistmine
Definitsioon: Mis on laagrirull?
A liuglaagri (nimetatakse ka liuglaagriks, hülslaagriks või kilelaagriks) on laagritüüp, mis toetab pöörlevat võlli õhukese surve all oleva määrdeaine kihi kaudu, mitte veeremielementide kaudu. Pöörlev võll (“kael”) on statsionaarsest laagripinnast eraldatud hüdrodünaamilise õlikilega, mis tekib võlli pöörlemisel, lohistades õli koonduvasse kiilukujulisse pilusse. See surve all olev õlikiil toetab võlli koormust ilma metallidevahelise kokkupuuteta.
Liuglaagrid on üliolulised kiiretel ja suure koormusega pöörlevatel masinatel, nagu turbiinid, generaatorid ja suured kompressorid, kuna need pakuvad suurepärast kandevõimet, väikest hõõrdumist suurtel kiirustel ja märkimisväärset... summutamine mis aitab kontrollida vibratsioon ja stabiliseerida rootor süsteemid.
Tööpõhimõte: hüdrodünaamiline määrimine
Kuidas õlifilm moodustub
Liuglaagri konstruktsioon töötab hüdrodünaamilise määrimise põhimõttel:
- Esialgne kontakt: Paigalseisus toetub võll raskusjõu mõjul kandepinnale
- Pöörlemine algab: Kui võll hakkab pöörlema, tõmbab see adhesiooni abil õli pilusse.
- Kiilude moodustumine: Võlli ja laagri vaheline koonduv geomeetria loob kiilukujulise ruumi
- Rõhu tekitamine: Koonduvasse kiilu lohistatud õli tekitab hüdrodünaamilist rõhku
- Õhkutõus: Survejõud ületab võlli kaalu, tõstes selle täielikule õlifilmile
- Püsiseisund: Võll hõljub rõhu all oleval õlikilel ilma metalliga kokkupuuteta
Õlifilmi paksus
- Tüüpiline paksus: 10–100 mikromeetrit (0,0004–0,004 tolli)
- Äärmiselt õhuke, kuid piisav kokkupuute vältimiseks
- Paksus varieerub ümbermõõdu ulatuses (miinimum lähima lähenemise punktis)
- Sõltub kiirusest, koormusest, õli viskoossusest ja laagrite kliirensist
Laagrite tüübid
1. Lihtne silindriline (täispäevik)
- Lihtsaim konstruktsioon: silindriline ava õli etteande soonega
- 360° ümberpööramisnurk
- Hea kandevõime, kuid suurel kiirusel ebastabiilsus
- Levinud mootorites, pumpades, üldistes tööstusseadmetes
2. Osalised kaarlaagrid
- Kandepind katab ainult osa ümbermõõdust (120–180°)
- Kergem kaal, väiksem õlivajadus
- Väiksem jäikus kui täiskaarel
- Kasutatakse kergelt koormatud rakendustes
3. Kallutuspadja laagrid
- Kandepind on jagatud mitmeks pöörlevaks sõltumatuks padjaks
- Iga padi arendab oma hüdrodünaamilist kiilu
- Loomupäraselt stabiilne õli keerlemise/piiskamise suhtes
- Kiirete turbomootorite tööstusstandard
- Kallim, aga paremad dünaamilised omadused
4. Survepais ja nihkelaagrid
- Geomeetriliste omadustega modifitseeritud silindrilised laagrid stabiilsuse suurendamiseks
- Sooned, tammid või nihutatud avad suurendavad efektiivset summutust
- Kompromiss lihtsa silindrilise ja kallutatava padja vahel
Dünaamilised omadused
Jäikus
Laagri laagri jäikus on keeruline ja kiirusest sõltuv:
- Madal kiirus: Madal jäikus, võlli asend muutub koormusega märkimisväärselt
- Suur kiirus: Suurem jäikus tänu arenenumale hüdrodünaamilisele rõhule
- Suuna variatsioon: Jäikuse erinevus horisontaal- ja vertikaalsuunas
- Ristsidestatud jäikus: Ühesuunaline läbipaine tekitab ristisuunalise jõu
Summutus
Liuglaagrid pakuvad märkimisväärset summutust:
- Energia hajub õlifilmi viskoosse nihke tõttu
- Summutus suureneb koos kiiruse ja õli viskoossusega
- Kriitiline vibratsiooni piiramiseks kriitilised kiirused
- Oluline ennetamiseks rootori ebastabiilsus
Kiiruse sõltuvus
Kõik laagriliuguri omadused muutuvad pöörlemiskiirusega:
- Jäikus suureneb kiirusega
- Summutus suureneb kiirusega
- Looduslikud sagedused tõuse kiirusega
- Kriitilised kiirused kiiruse suurenedes nihuta ülespoole
Ajakirjalaagrite eelised
- Suur kandevõime: Suudab toetada väga raskeid rootoriid
- Suure kiiruse võimekus: Sobib kiirustele kuni 50 000+ p/min
- Madal hõõrdumine kiirusel: Kui hüdrodünaamiline kile on tekkinud, on hõõrdetegur väga madal (0,001–0,003).
- Suurepärane summutus: Kontrollib vibratsiooni kriitilistel kiirustel
- Vaikne töö: Veeremielemendi müra puudub
- Löögikindlus: Õlifilm neelab mööduvaid koormusi
- Pikk eluiga: Metalliga kokkupuute puudumine tähendab minimaalset kulumist (võimalik aastakümneid töötada)
- Lihtne disain: Põhitüübid on lihtsad ja ökonoomsed
Puudused ja väljakutsed
- Suur käivitushõõrdumine: Puhkeolekus õlifilm puudub, vajab lahtikeeramismomenti
- Nõutav määrimissüsteem: Peab pidevalt varustama puhast, jahutatud õli
- Õli keerlemise/piiskamise oht: Ebastabiilsusele vastuvõtlikud silindrilised laagrid
- Aeglasem reageering: Õlikile suurendab elastsust, on madalatel kiirustel vähem jäik kui veerelaagrid
- Temperatuuritundlikkus: Jõudlus muutub õli temperatuuriga (mõjutab viskoossust)
- Saastetundlikkus: Osakesed võivad kahjustada laagripinda või blokeerida õlikanaleid
- Aksiaalne positsioneerimine: Ei paku loomupärast aksiaalset piirangut (nõuab eraldi tõukelaagrit)
Rakendused
Laagrid on standardvarustuses järgmistes mudelites:
- Auru- ja gaasiturbiinid: Mitme megavatise võimsusega elektrijaamad
- Suured generaatorid: Sünkroongeneraatorid elektrijaamades
- Tsentrifugaalkompressorid: Kiired ja suure koormusega tööstuskompressorid
- Suured elektrimootorid: Mootorid > 500 hj kasutavad sageli liuglaagrid
- Mereväe jõuallikad: Laeva propelleri võlli laagrid
- Paberimasinad: Suured rull-laagrid
- Sisepõlemismootorid: Väntvõlli pea- ja varraslaagrid
Seos rootori dünaamikaga
Laagrid mõjutavad oluliselt rootori dünaamilist käitumist:
- Kriitilise kiiruse määramine: Laagri jäikus ja summutus mõjutavad otseselt kriitilisi kiiruskohti ja amplituude
- Stabiilsus: Laagri tüüp ja konstruktsioon määravad vastuvõtlikkuse õli keeris ja võlli piits
- Campbelli diagrammid: Näidake, kuidas loomulikud sagedused muutuvad kiirusega laagri jäikuse muutuste tõttu.
- Tasakaalustamine: Laagri omadused mõjutavad mõjukoefitsiendid ja tasakaalureaktsioon
Laagrid esindavad keerukat ja küpset tehnoloogiat, mis on oluline suure jõudlusega pöörlevate masinate jaoks. Nende ainulaadne kandevõime, kiirusvõime ja summutuse kombinatsioon muudab need kriitilistes rakendustes asendamatuks, hoolimata nende määrimisnõuete ja dünaamilise käitumise keerukusest.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 