जर्नल बियरिंग्स को समझना
परिभाषा: जर्नल बेयरिंग क्या है?
ए पत्रिका असर (जिसे प्लेन बेयरिंग, स्लीव बेयरिंग या फ्लूइड-फिल्म बेयरिंग भी कहा जाता है) एक प्रकार का बेयरिंग है जो घूमते हुए शाफ्ट को रोलिंग एलिमेंट्स के बजाय दबावयुक्त स्नेहक की एक पतली फिल्म के माध्यम से सहारा देता है। घूर्णन शाफ्ट ("जर्नल") स्थिर बेयरिंग सतह से एक हाइड्रोडायनामिक तेल फिल्म द्वारा अलग होता है जो शाफ्ट के घूमने से उत्पन्न होता है और तेल को एक अभिसारी पच्चर के आकार के अंतराल में खींचता है। यह दबावयुक्त तेल पच्चर धातु-से-धातु संपर्क के बिना शाफ्ट लोड को सहारा देता है।.
जर्नल बियरिंग उच्च गति, उच्च भार वाली घूर्णन मशीनरी जैसे टर्बाइन, जनरेटर और बड़े कंप्रेसर के लिए मौलिक हैं क्योंकि वे उत्कृष्ट भार क्षमता, उच्च गति पर कम घर्षण और महत्वपूर्ण प्रदर्शन प्रदान करते हैं। भिगोना जो नियंत्रण में मदद करता है कंपन और स्थिर करें रोटर प्रणालियाँ.
संचालन सिद्धांत: हाइड्रोडायनामिक स्नेहन
तेल की फिल्म कैसे बनती है
जर्नल बेयरिंग हाइड्रोडायनामिक स्नेहन के सिद्धांत पर काम करता है:
- आरंभिक संपर्क: स्थिर होने पर, शाफ्ट गुरुत्वाकर्षण के अधीन असर सतह पर रहता है
- रोटेशन शुरू होता है: जैसे ही शाफ्ट घूमना शुरू करता है, यह आसंजन द्वारा तेल को अंतराल में खींचता है
- वेज गठन: शाफ्ट और बेयरिंग के बीच अभिसारी ज्यामिति एक पच्चर के आकार का स्थान बनाती है
- दबाव सृजन: अभिसारी वेज में खींचा गया तेल हाइड्रोडायनामिक दबाव उत्पन्न करता है
- लिफ्ट बंद: दबाव बल शाफ्ट के भार से अधिक हो जाता है, जिससे यह पूरी तेल फिल्म पर चढ़ जाता है
- स्थिर अवस्था: शाफ्ट दबावयुक्त तेल फिल्म पर तैरता है और धातु से उसका कोई संपर्क नहीं होता
तेल फिल्म की मोटाई
- विशिष्ट मोटाई: 10-100 माइक्रोमीटर (0.0004-0.004 इंच)
- अत्यंत पतला लेकिन संपर्क को रोकने के लिए पर्याप्त
- मोटाई परिधि के चारों ओर भिन्न होती है (निकटतम पहुंच बिंदु पर न्यूनतम)
- गति, भार, तेल चिपचिपापन और बियरिंग क्लीयरेंस पर निर्भर
जर्नल बियरिंग्स के प्रकार
1. सादा बेलनाकार (पूर्ण जर्नल)
- सरलतम डिज़ाइन: तेल आपूर्ति नाली के साथ बेलनाकार बोर
- 360° लपेट कोण
- अच्छी भार क्षमता, लेकिन उच्च गति पर अस्थिरता की संभावना हो सकती है
- मोटरों, पंपों, सामान्य औद्योगिक उपकरणों में आम
2. आंशिक आर्क बियरिंग्स
- बेयरिंग सतह परिधि के केवल भाग को कवर करती है (120-180°)
- हल्का वजन, कम तेल प्रवाह की आवश्यकता
- पूर्ण जर्नल की तुलना में कम कठोरता
- हल्के भार वाले अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है
3. टिल्टिंग पैड बियरिंग्स
- बेयरिंग सतह को कई स्वतंत्र पैडों में विभाजित किया गया है जो घूमते हैं
- प्रत्येक पैड अपना स्वयं का हाइड्रोडायनामिक वेज विकसित करता है
- तेल के भंवर/कोड़े के प्रति स्वाभाविक रूप से स्थिर
- उच्च गति टर्बोमशीनरी के लिए उद्योग मानक
- अधिक महंगा लेकिन बेहतर गतिशील विशेषताएँ
4. प्रेशर डैम और ऑफसेट बियरिंग्स
- स्थिरता बढ़ाने के लिए ज्यामितीय विशेषताओं के साथ संशोधित बेलनाकार बीयरिंग
- खांचे, बांध या ऑफसेट बोर प्रभावी अवमंदन को बढ़ाते हैं
- सरल बेलनाकार और झुकाव पैड के बीच समझौता
गतिशील विशेषताएँ
कठोरता
जर्नल बेयरिंग कठोरता जटिल और गति पर निर्भर है:
- धीमी गति: कम कठोरता, शाफ्ट की स्थिति भार के साथ महत्वपूर्ण रूप से बदलती है
- उच्च गति: अधिक विकसित हाइड्रोडायनामिक दबाव से उच्च कठोरता
- दिशात्मक भिन्नता: क्षैतिज बनाम ऊर्ध्वाधर दिशाओं में कठोरता भिन्न होती है
- क्रॉस-युग्मित कठोरता: एक दिशा में विक्षेपण लंबवत दिशा में बल उत्पन्न करता है
भिगोना
जर्नल बियरिंग्स महत्वपूर्ण अवमंदन प्रदान करते हैं:
- तेल फिल्म के चिपचिपे कतरने के माध्यम से ऊर्जा का क्षय
- गति और तेल की श्यानता के साथ अवमंदन बढ़ता है
- कंपन को सीमित करने के लिए महत्वपूर्ण महत्वपूर्ण गति
- रोकथाम के लिए आवश्यक रोटर अस्थिरता
गति निर्भरता
सभी जर्नल बेयरिंग गुण घूर्णन गति के साथ बदलते हैं:
- गति के साथ कठोरता बढ़ती है
- गति के साथ अवमंदन बढ़ता है
- प्राकृतिक आवृत्तियों गति के साथ बढ़ना
- महत्वपूर्ण गति गति बढ़ने पर ऊपर की ओर शिफ्ट होना
जर्नल बियरिंग्स के लाभ
- उच्च भार क्षमता: बहुत भारी रोटर्स का समर्थन कर सकता है
- उच्च गति क्षमता: 50,000+ RPM तक की गति के लिए उपयुक्त
- गति पर कम घर्षण: एक बार हाइड्रोडायनामिक फिल्म स्थापित हो जाने पर, घर्षण गुणांक बहुत कम (0.001-0.003)
- उत्कृष्ट अवमंदन: महत्वपूर्ण गति पर कंपन को नियंत्रित करता है
- शांत संचालन: कोई रोलिंग तत्व शोर नहीं
- आघात प्रतिरोध: तेल फिल्म क्षणिक भार को अवशोषित करती है
- लंबा जीवन: धातु संपर्क न होने का अर्थ है न्यूनतम घिसाव (दशकों तक संचालन संभव)
- सरल डिजाइन: बुनियादी प्रकार सरल और किफायती हैं
नुकसान और चुनौतियाँ
- उच्च प्रारंभिक घर्षण: स्थिर अवस्था में कोई तेल फिल्म नहीं होती, ब्रेक-अवे टॉर्क की आवश्यकता होती है
- स्नेहन प्रणाली आवश्यक: स्वच्छ, ठंडा तेल लगातार आपूर्ति करना चाहिए
- तेल भँवर/व्हिप जोखिम: सादे बेलनाकार बीयरिंग अस्थिरता के प्रति संवेदनशील होते हैं
- धीमी प्रतिक्रिया: तेल फिल्म कम गति पर रोलिंग तत्व बीयरिंग की तुलना में कम कठोरता के साथ अनुपालन बढ़ाती है
- तापमान संवेदनशीलता: तेल के तापमान के साथ प्रदर्शन में परिवर्तन (चिपचिपापन को प्रभावित करता है)
- संदूषण संवेदनशीलता: कण बियरिंग सतह को नुकसान पहुंचा सकते हैं या तेल मार्ग को अवरुद्ध कर सकते हैं
- अक्षीय स्थिति: कोई अंतर्निहित अक्षीय अवरोध प्रदान नहीं करता (अलग थ्रस्ट बेयरिंग की आवश्यकता होती है)
अनुप्रयोग
जर्नल बियरिंग निम्न में मानक हैं:
- भाप और गैस टर्बाइन: बहु-मेगावाट बिजली उत्पादन इकाइयाँ
- बड़े जनरेटर: बिजली संयंत्रों में तुल्यकालिक जनरेटर
- केन्द्रापसारी कम्प्रेसर: उच्च गति, उच्च भार वाले औद्योगिक कम्प्रेसर
- बड़ी इलेक्ट्रिक मोटरें: 500 HP से अधिक की मोटरों में अक्सर जर्नल बियरिंग का उपयोग होता है
- समुद्री प्रणोदन: जहाज प्रोपेलर शाफ्ट बीयरिंग
- कागज़ मशीनें: बड़े रोल बेयरिंग
- आंतरिक जलन ऊजाएं: क्रैंकशाफ्ट मुख्य और रॉड बेयरिंग
रोटर गतिकी से संबंध
जर्नल बियरिंग्स रोटर के गतिशील व्यवहार को गंभीर रूप से प्रभावित करते हैं:
- महत्वपूर्ण गति निर्धारण: बेयरिंग की कठोरता और अवमंदन महत्वपूर्ण गति स्थानों और आयामों को सीधे प्रभावित करते हैं
- स्थिरता: बेयरिंग का प्रकार और डिज़ाइन संवेदनशीलता निर्धारित करते हैं तेल भंवर and शाफ्ट व्हिप
- कैंपबेल आरेख: दिखाएँ कि कैसे प्राकृतिक आवृत्तियाँ असर कठोरता परिवर्तनों के कारण गति के साथ बदलती हैं
- Balancing: असर विशेषताएँ प्रभावित करती हैं प्रभाव गुणांक और संतुलन प्रतिक्रिया
जर्नल बेयरिंग उच्च-प्रदर्शन घूर्णन मशीनरी के लिए आवश्यक एक परिष्कृत, परिपक्व तकनीक का प्रतिनिधित्व करते हैं। भार क्षमता, गति क्षमता और अवमंदन का उनका अनूठा संयोजन, उनकी स्नेहन आवश्यकताओं और गतिशील व्यवहार की जटिलता के बावजूद, उन्हें महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों में अपूरणीय बनाता है।.
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