Atramos guolių supratimas
A atraminis guolis (dar vadinamas ašiniu guoliu) - tai specializuotas guolis, skirtas pernešti apkrovas, veikiančias lygiagrečiai veleno ašiai, t. y. ašines arba pastūmos apkrovas, ir valdyti ašinę guolio padėtį. rotorius. Kitaip nei radialinis slankiojantis guolis, kuris atlaiko statmenas velenui apkrovas, atraminio guolio kontaktiniai paviršiai yra statmeni veleno ašiai, todėl jis gali atlaikyti jėgas, bandančias stumti veleną bet kuria ašine kryptimi. Radialinis ir atraminis guoliai kartu apibrėžia visą rotoriaus guolių sistema.
Atraminiai guoliai būtini visur, kur veikia ašinės jėgos - siurbliuose, kompresoriuose, turbinose, sraigtų velenuose ir vertikaliai orientuotoje įrangoje. Sugedus ar nepakankamai talpiam atraminiam guoliui, atsiranda per didelis ašinė vibracija, veleno galinė eiga ir galimi katastrofiški pažeidimai, kai rotorius liečiasi su stacionariomis sudedamosiomis dalimis.
1. Atraminis guolis ir radialinis guolis: Koks skirtumas?
Aiškiausias būdas suprasti atraminį guolį yra palyginti jį su radialiniu guoliu, su kuriuo jis dirba kartu. Juos abu apibrėžia kryptis apkrovos, kurią jie gali pakelti, o ne pagal jų dydį ar konstrukciją.
- Radialinis guolis (pvz. slankiojantis guolis) perneša apkrovą statmenas prie veleno - rotoriaus svoris ir bet kokios radialinės jėgos, atsirandančios dėl disbalansas. Jo apkrovą laikantys paviršiai yra cilindriniai ir apjuosia veleną.
- Atraminis guolis neša krovinį lygiagrečiai į veleną - ašinis stūmimas išilgai ašinės linijos. Jo apkrovą laikantys paviršiai yra plokšti (arba profiliuoti) paviršiai, išdėstyti stačiu kampu su velenu ir besiremiantys į rotoriaus apykaklę arba petį.
Tipinei mašinai reikia abiejų: du radialiniai guoliai laiko veleną šone ir išlaiko jo svorį, o vienas atraminis guolis fiksuoja rotoriaus ašinę padėtį ir sugeria grynąją ašinę jėgą. Kai kurios konstrukcijos sujungia šias dvi funkcijas - tai kampinis kontaktas arba lipnia juosta apvyniotas ritinėlis guolis vienu metu perneša radialinę ir ašinę apkrovą, tačiau didelėse turbininėse mašinose ašinis guolis beveik visada yra atskiras komponentas, atskiras nuo radialinių guolių, nes ašinės jėgos yra per didelės, kad būtų galima jomis dalytis.
2. Atraminių guolių tipai
Atraminiai guoliai skirstomi į dvi dideles grupes: riedėjimo elementų tipai, kurie perneša apkrovą per rutuliukus arba ritinėlius, ir skysčio plėvelės tipai, kuriuose rotorius plūduriuoja ant suslėgtos alyvos plėvelės. Jų pasirinkimą daugiausia lemia apkrova, greitis ir mašinos dydis.
Riedėjimo elementų atraminiai guoliai
Jie perduoda trauką per rutuliukus arba ritinėlius ir yra paplitę vidutinės apkrovos bendrosiose mašinose. Jų būklę galima stebėti pagal tą patį riedėjimo elemento defektas parašai, naudojami radialiniams guoliams.
- Rutuliniai atraminiai guoliai: rutuliniai elementai yra tarp plokščių arba griovelių atraminių poveržlių. Vidutinė apkrova, vidutinis ir didelis greitis, geras ašinio padėties nustatymo tikslumas. Naudojami staklėse, automobilių transmisijose ir kituose vidutinės traukos objektuose.
- Cilindriniai ritininiai atraminiai guoliai: ritinėliai tarp atraminių poveržlių užtikrina labai didelį našumą dėl linijinio, o ne taškinio kontakto, tačiau tik esant mažam ar vidutiniam greičiui. Naudojami sunkiosiose mašinose, vertikaliuose siurbliuose ir kranų kabliuose.
- Kūginių ritinėlių atraminiai guoliai: kūginiai ritinėliai užtikrina tikrąjį riedėjimą, kuris tinka kombinuotoms ir didelėms ašinėms apkrovoms. Vienam guoliui tenka ir radialinės, ir ašinės apkrovos, o išankstinę apkrovą galima reguliuoti per atstumą. Dažnai naudojami automobilių ratų stebulėse, pavarų dėžėse ir esant kombinuotoms apkrovoms.
- Sferiniai ritininiai atraminiai guoliai: statinės formos ritinėliai ir išlenktas bėginis takelis išlaiko labai didelę ašinę apkrovą ir toleruoja veleno poslinkius - tai naudinga ilgiems, šiek tiek pasvirusiems velenams sunkiojoje pramonėje.
- Kampinio kontakto rutuliniai guoliai: rutulinis kontaktas nustatytas kampu, todėl guolis perima ir radialinę, ir ašinę apkrovą, dažnai montuojamas poromis (nugara į nugarą arba veidu į veidą). Gali veikti dideliu greičiu; naudojami staklių sukiniuose ir greitaeigiuose siurbliuose.
Skysčio plėvelės atraminiai guoliai
Šie rotorius plūduriuoja ant hidrodinaminės alyvos plėvelės ir dominuoja didelėse, didelės galios mašinose. Įprastai dirbant jie nesiliečia su metalu, todėl jų tarnavimo laikas beveik neribotas, o slopinimas puikus, tačiau reikia nuolat tiekti suslėgtą alyvą.
- Atraminiai atraminiai guoliai (dažnai vadinami "Kingsbury" arba "Michell" guoliais pagal jų išradėjų pavardes): kelios pasukamos pagalvėlės, kurių kiekviena pakreipiama taip, kad sudarytų susiliejantį alyvos pleištą, kuris pakelia atraminį kakliuką nuo pagalvėlių. Didelių turbinų galia siekia megavatus, greitis iš esmės neribojamas (naudojamas iki 30 000 ir daugiau apsukų per minutę), o slopinimas yra puikus. Naudojami garo turbinose, dujų turbinose, dideliuose kompresoriuose ir generatoriuose.
- Fiksuotieji (juostiniai-landiniai) atraminiai guoliai: stacionarios pagalvėlės su kūgine rampa sukuria alyvos pleištą be jokių judančių šarnyrų. Didelio našumo, paprasti ir tvirti, be judančių dalių, tačiau mažiau tolerantiški apkrovos pasikeitimui nei pakreipiamosios trinkelės. Naudojamos vertikaliuose siurbliuose ir hidroturbinose.
3. Kur naudojami atraminiai guoliai: .
Bet kuriai mašinai, kurios rotorius patiria grynąjį stūmimą išilgai savo ašies, reikalingas atraminis guolis, kuris absorbuoja šią jėgą ir išlaiko rotorių vietoje. Labiausiai paplitusios šios paskirties sritys:
- Išcentriniai siurbliai ir kompresoriai: slėgio padidėjimas per kiekvieną sparnuotę sukuria didelę ašinę jėgą įsiurbimo pusėje, kurią turi pernešti atraminis guolis.
- Garo, dujų ir vandens turbinos: darbinis skystis ašine kryptimi stumia menčių eiles; atraminis guolis - paprastai pakreipiamasis guolis - išlaiko rotorių veikiant šiai jėgai ir atsižvelgiant į glaudžiai nustatytus sandariklių ir menčių galų tarpus.
- Jūrų varomoji jėga (laivų ir katerių traukos guoliai): sraigto traukos jėga varo visą laivą į priekį per sraigto veleną, o stiprus jūrinis traukos guolis perduoda šią trauką iš veleno į korpusą. Tai viena iš sudėtingiausių traukos guolių užduočių inžinerijoje.
- Generatoriai ir elektros varikliai: vertikaliose mašinose atraminis guolis papildomai išlaiko rotoriaus svorį, o visose mašinose jis atlaiko ašinę apkrovą. magnetinė trauka.
- Pavarų dėžės: sraigtiniai ir kūginiai krumpliaračiai sukelia ašines reakcijas, kurias turi absorbuoti veleno atraminiai guoliai.
- Staklių velenai, automobilių pavaros ir kranai: mažesni riedėjimo elementų atraminiai guoliai nustato veleno padėtį ir perima vidutines ašines apkrovas.
4. Vertikalių velenų atraminiai guoliai
Vertikalios mašinos - vertikalūs siurbliai, hidrogeneratoriai, dideli vertikalūs varikliai - kelia ypatingus reikalavimus atraminiam guoliui, nes jis turi pernešti ne tik proceso ašinę jėgą, bet ir visas besisukančio mazgo statinis svoris., kuri dideliame hidroagregate gali siekti šimtus tonų. Horizontalioje mašinoje šį svorį išlaiko radialiniai guoliai, o vertikalioje mašinoje svoris veikia tiesiai į veleno ašį ir atsiremia tiesiai į atraminį guolį.
Dėl šios priežasties vertikaliose mašinose beveik visada naudojamas didelis skysčio plėvelės atraminis guolis - paprastai pakreipiamosios plokštelės konstrukcijos - pritaikytas bendrai svorio ir proceso apkrovai ir sumontuotas veleno viršuje arba apačioje. Guolio alyvos plėvelė ir aušinimas turi būti suprojektuoti taip, kad jis galėtų nuolat veikti visa apkrova, o jo temperatūra ir ašinė padėtis yra vienas iš labiausiai stebimų visos mašinos parametrų, nes sugedus vertikaliajam velenui, rotorius krenta ant statoriaus, o atsigauti nebelieka jokios galimybės.
5. Ašinės apkrovos šaltiniai
Siurbliai ir kompresoriai
- Darbaračio hidraulinė trauka: slėgių skirtumas per sparnuotę sukuria grynąją ašinę jėgą, vieną iš pagrindinių hidraulinės jėgos siurblyje.
- Dydis: tai gali siekti tūkstančius svarų net ir vidutinio dydžio siurbliui.
- Kryptis: paprastai į įsiurbimo pusę.
- Balansavimas: Balansavimo angos, užpakalinės mentės arba priešingi sparnuotės sumažina grynąją trauką
Turbinose
- Garo arba dujų srautas sukuria ašinį slėgį ant menčių - dalis aerodinaminės jėgos veikia rotorių.
- Traukos dydis didėja didėjant galiai.
- Paleidimo metu arba keičiant apkrovą, gali pasikeisti kryptis
- Jam neutralizuoti naudojami netikri stūmokliai arba balansiniai stūmokliai.
Pavarų dėžėse
- Sraigtiniai krumpliaračiai sukuria ašinę trauką, proporcingą perduodamam sukimo momentui.
- Kūginiai krumpliaračiai sukuria ašinės jėgos komponentus.
- Traukos kryptis priklauso nuo krumpliaračio rankenos (nuo spiralės kampo krypties).
Kiti šaltiniai
- Magnetinė trauka: elektros varikliuose, magnetinis disbalansas sukuria ašines jėgas.
- Propeleriai ir ventiliatoriai: aerodinaminė trauka, atsirandanti greitinant darbinį skystį.
- Diržinės pavaros: kampiniai diržai sukuria ašinės jėgos komponentus.
- Nesuderinimas: kampinis nesutapimas jungtyse atsiranda svyruojančios ašinės jėgos.
6. Stūmoklinių guolių problemos ir diagnostika
Įprasti gedimo būdai
- Perkrova: traukos jėga viršija vardinį guolio pajėgumą - dažnai dėl proceso sutrikimo arba susidėvėjusio balansavimo įtaiso, dėl kurio grynoji ašinė jėga viršija projektinę.
- Nepakankamas tepimas: dėl nepakankamo alyvos srauto arba tepalo kontakto trūkumo alyvos plėvelė suyra ir paviršiai liečiasi.
- Užterštumas: alyvos dalelės patenka į alyvą ir pažeidžia traukos paviršius.
- Nusidėvėjimas ir nuovargis: paviršiaus būklė dėl dilimo ar ciklinės apkrovos blogėja nuo įdubimas iki pleiskanojimas babbitto arba bėgių takelio.
- Nesuderinimas: kai atraminė apykaklė yra nelygiareikšmė su velenu, trinkelės apkraunamos netolygiai ir viena pusė perkaista.
- Elektros erozija: veleno srovės, tekančios per alyvos plėvelę guolio paviršiuje, - tai vis didesnė kintamojo dažnio pavarų mašinų problema.
- Perkaitimas: galutinis rezultatas - per didelė trintis arba nepakankamas aušinimas, dėl kurio suminkštėja babbitas ir išbyra trinkelės.
Kiekybiškai galima patikrinti dydžio atsargą, atsižvelgiant į šiuos režimus. Kai guolis patiria ir radialinę, ir ašinę apkrovą. guolio ekvivalentinės dinaminės apkrovos skaičiuoklė sujungia jas į vieną reikšmę. statinio saugos koeficiento skaičiuoklė apsaugo nuo brinelingo, kai stovi traukos jėga, ir L10 guolių tarnavimo laiko skaičiuoklė prognozuoja numatomą tarnavimo laiką.
Vibracijos ir ašinių matavimų simptomai
- Didelis ašinės vibracijos lygis: pagrindinis traukos guolio problemos rodiklis, paprastai geriausiai matomas ašinė kryptis o ne radialinė.
- Kylanti ašinė padėtis: mašinose su skysčio plėvele veleno dreifavimas link ribos, kai trinkelės dėvisi, yra tiesioginis guolio nuostolių matas.
- Žemo dažnio virpesiai: velenas ašiniu būdu plūduriuoja tarpinėje.
- Poveikis: jei ašinis tarpas per didelis, velenas atsitrenkia į stabdiklius, todėl atsiranda aštrios viršūnės. vibracija signalas.
- Matavimas: ašinis artumo zondai arba akcelerometrai atskleisti šiuos simptomus.
Kiti rodikliai
- Temperatūros kilimas: įkaitęs atraminis guolis - dažnai tai būna pirmasis skysčio plėvelės guolio simptomas.
- Triukšmas: neįprasti garsai, sklindantys iš traukos vietos.
- Ašinis laisvumas: išmatuojamas veleno judėjimas ašine kryptimi.
- Alyvos kokybė: tepale atsiranda metalo dalelių.
7. Traukos atramos būklės matavimas lauke
Surinktų mašinų ašinių guolių būklė vertinama pagal ašinius matavimus, atliktus vietoje, o ne bandymų stende. Nešiojamasis dviejų kanalų analizatorius, pvz. Balanset-1A leidžia inžinieriui fiksuoti ašinės vibracijos amplitudę ir fazė atraminiame gale, palyginkite jį su radialiniais rodmenimis ir atskirkite tikrąjį atraminio guolio sutrikimą nuo ašinės vibracijos, kuri nesutapimas arba sulenktas velenas taip pat gali būti pagamintas - ir visa tai nesustabdžius gamybos dėl išardymo. Kadangi tas pats prietaisas fiksuoja platesnį vibracija paveikslėlį ir gali subalansuoti rotorių savo guoliuose, kai disbalansas patvirtinus, traukos rodmenys susiejami su bendra mašinos būkle.
8. Stebėsena ir priežiūra
Svarbiausi stebėjimo parametrai
- Ašinė vibracija: matuojamas nuolat arba periodiškai, kaip dalis vibracijos stebėjimas programa.
- Ašinė padėtis: artumo zondai, kuriais stebima ašinė veleno padėtis atraminio guolio atžvilgiu.
- Atraminio guolio temperatūra: RTD arba termoporos stebėjimas, dažnai anksčiausiai įspėjantis apie nelaimę (žr. temperatūros jutikliai).
- Alyvos srautas ir slėgis: skysčio plėvelės atraminių guolių atveju, jei nutrūksta tiekimas, iš karto kyla pavojaus signalas.
Priežiūros praktika
- Patikrinkite, ar tinkamai sutepti atraminiai guoliai ir ar tinkamai tiekiama alyva.
- Atlikdami kapitalinį remontą patikrinkite ašinius laisvumus.
- Patikrinkite, ar traukos paviršiai dėvėti arba sugadinti.
- Jei įmanoma, išmatuokite faktines traukos apkrovas, naudodami tenzometrus arba apkrovos jutiklius.
- Temperatūros ir vibracijos duomenų tendencija ir patvirtinkite išvadas išsamiais vibracijos analizė, kaip dalis būklės stebėjimas programa.
Atraminiams guoliams dažnai skiriama mažiau dėmesio nei radialiniams guoliams, tačiau jie yra labai svarbūs ašinei padėčiai valdyti ir ašinei apkrovai perduoti besisukančiose mašinose. Supratus galimus tipus, traukos šaltinius ir gedimo būdus, galima tinkamai parinkti guolius, vykdyti veiksmingą stebėseną ir laiku atlikti techninę priežiūrą, kad būtų išvengta gedimų, kurie baigiasi rotoriaus ir statoriaus kontaktu ir mašinos sunaikinimu.
9. Dažniausiai užduodami klausimai
Ką veikia atraminis guolis?
Atraminis guolis perneša ašinę apkrovą - jėgą, veikiančią lygiagrečiai velenui, ir fiksuoja rotoriaus ašinę padėtį. Jis sugeria grynąją proceso sukuriamą stūmos jėgą (rotoriaus traukos jėgą, menčių traukos jėgą, sraigto traukos jėgą) ir neleidžia velenui įsmigti į nejudančias dalis.
Kuo skiriasi atraminis ir radialinis guolis?
Apkrovos kryptis. Radialinis guolis perneša apkrovą statmenai velenui (rotoriaus svorį ir šonines jėgas); atraminis guolis perneša apkrovą lygiagrečiai velenui (ašinį stūmimą). Daugumoje mašinų naudojami abu šie tipai, o keli kombinuotosios apkrovos tipai, pavyzdžiui, kampinio kontakto arba juostiniai ritininiai guoliai, atlieka abu darbus vienu metu.
Kokie yra pagrindiniai atraminių guolių tipai?
Dvi šeimos. Rutuliniai, cilindriniai, juostiniai, sferiniai ir kampinio kontakto riedėjimo elementai - rutuliniai, cilindriniai, juostiniai, sferiniai ir kampinio kontakto - tinka vidutinėms apkrovoms ir bendrosioms mašinoms. Skysčio plėvelės tipai - su pakreipiamu padu (Kingsbury) ir su fiksuotu padu su juostiniu paviršiumi - plukdo rotorių ant alyvos plėvelės ir yra tinkami labai didelėms didelių turbinų, kompresorių ir vertikalių mašinų apkrovoms.
Kodėl vertikalioms mašinoms reikia specialaus atraminio guolio?
Vertikalaus veleno atraminiam guoliui tenka ne tik proceso ašinė jėga, bet ir visas statinis rotoriaus svoris, kuris veikia tiesiai į veleno ašį. Todėl vertikaliuose siurbliuose ir hidrogeneratoriuose naudojami dideli skysčio plėvelės atraminiai guoliai, kurių dydis pritaikytas bendrai apkrovai.
Kaip nustatoma, kad atraminis guolis sugedo?
Aiškiausi požymiai yra didėjanti ašinė vibracija, išmatuotos ašinės veleno padėties poslinkis ir padidėjusi guolio temperatūra. Ašinių artumo zondų, akselerometrų ir temperatūros jutiklių tendencijos nustatomos laikui bėgant, o nešiojamasis analizatorius gali patvirtinti diagnozę veikiančioje mašinoje.
Kas lemia atraminių guolių gedimą?
Perkrova, viršijanti vardinį pajėgumą, tepimo gedimas, alyvos užterštumas, paviršiaus nuovargis (įskilimai ir atplaišos), atraminio kakliuko nesuderinamumas ir elektros erozija dėl veleno srovės. Perkaitimas paprastai yra dažnas galutinis taškas, dėl kurio guolis išyra.
