Žurnalinių guolių supratimas
Apibrėžimas: Kas yra žurnalinis guolis?
A slankiojantis guolis (dar vadinamas slydimo guoliu, įvorės guoliu arba skysčio plėvelės guoliu) yra guolio tipas, kuris laiko besisukantį veleną per ploną suslėgto tepalo plėvelę, o ne per riedėjimo elementus. Besisukantį veleną (“kaktuką”) nuo nejudančio guolio paviršiaus skiria hidrodinaminė alyvos plėvelė, kuri susidaro velenui sukantis ir įtempia alyvą į konverguojantį pleišto formos tarpą. Šis suslėgtas alyvos pleištas laiko veleno apkrovą be metalo sąlyčio.
Slankiojantys guoliai yra labai svarbūs greitaeigiams, didelės apkrovos besisukantiems mechanizmams, tokiems kaip turbinos, generatoriai ir dideli kompresoriai, nes jie užtikrina puikią apkrovą, mažą trintį dideliu greičiu ir didelę... slopinimas kuris padeda kontroliuoti vibracija ir stabilizuoti rotorius sistemos.
Veikimo principas: hidrodinaminis tepimas
Kaip susidaro alyvos plėvelė
Atraminis guolis veikia hidrodinaminio tepimo principu:
- Pradinis kontaktas: Nejudėdamas velenas veikiamas sunkio jėgos remiasi į guolio paviršių
- Rotacijos pradžia: Kai velenas pradeda suktis, jis sukibdamas į tarpą įtraukia alyvą.
- Pleišto formavimas: Konverguojanti veleno ir guolio geometrija sukuria pleišto formos erdvę
- Slėgio generavimas: Į konverguojantį pleištą tempiama alyva sukuria hidrodinaminį slėgį
- Pakilimas: Slėgio jėga viršija veleno svorį, pakeldama jį ant pilnos alyvos plėvelės
- Pastovi būsena: Velenas plūduriuoja ant suslėgtos alyvos plėvelės be jokio metalo kontakto
Alyvos plėvelės storis
- Tipinis storis: 10–100 mikrometrų (0,0004–0,004 colio)
- Labai plonas, bet pakankamai plonas, kad būtų išvengta kontakto
- Storis kinta aplink perimetrą (mažiausias artimiausio priartėjimo taške)
- Priklauso nuo greičio, apkrovos, alyvos klampumo ir guolio laisvumo
Žurnalinių guolių tipai
1. Paprastas cilindrinis (pilnas žurnalas)
- Paprasčiausia konstrukcija: cilindrinė kiaurymė su alyvos tiekimo grioveliu
- 360° apvyniojimo kampas
- Gera keliamoji galia, tačiau dideliu greičiu gali būti nestabili
- Dažnas varikliuose, siurbliuose, bendroje pramoninėje įrangoje
2. Dalinio lanko guoliai
- Guolio paviršius dengia tik dalį perimetro (120–180°)
- Lengvesnis svoris, reikalingas mažesnis alyvos srautas
- Mažesnis standumas nei pilnas kaklelis
- Naudojamas mažai apkrautose vietose
3. Pakreipiami guoliai
- Guolio paviršius padalintas į kelias nepriklausomas, besisukančias atramas
- Kiekvienas padas sukuria savo hidrodinaminį pleištą
- Iš prigimties atsparus alyvos sūkuriavimui / plakimui
- Didelės spartos turbinų mašinų pramonės standartas
- Brangesnis, bet geresnės dinaminės savybės
4. Slėginė užtvanka ir poslinkio guoliai
- Modifikuoti cilindriniai guoliai su geometrinėmis savybėmis, siekiant padidinti stabilumą
- Grioveliai, užtvankos arba išlenktos kiaurymės padidina efektyvų slopinimą
- Kompromisas tarp paprasto cilindrinio ir pakreipiamo padėklo
Dinaminės charakteristikos
Standumas
Atraminio guolio standumas yra sudėtingas ir priklausomas nuo greičio:
- Mažas greitis: Mažas standumas, veleno padėtis labai keičiasi priklausomai nuo apkrovos
- Didelis greitis: Didesnis standumas dėl labiau išvystyto hidrodinaminio slėgio
- Krypties variacija: Standumas skiriasi horizontalia ir vertikalia kryptimis
- Kryžminis standumas: Nukrypimas viena kryptimi sukuria jėgą statmena kryptimi
Slopinimas
Atraminiai guoliai užtikrina didelį slopinimą:
- Energija išsisklaido dėl klampaus alyvos plėvelės kirpimo
- Slopinimas didėja didėjant greičiui ir alyvos klampumui
- Svarbus vibracijos ribojimui kritiniai greičiai
- Būtina užkirsti kelią rotoriaus nestabilumas
Greičio priklausomybė
Visos kakliukų guolių savybės keičiasi priklausomai nuo sukimosi greičio:
- Standumas didėja didėjant greičiui
- Slopinimas didėja didėjant greičiui
- Natūralūs dažniai kilti greičiu
- Kritiniai greičiai judinkite aukštyn didėjant greičiui
Žurnalinių guolių privalumai
- Didelė keliamoji galia: Gali atlaikyti labai sunkius rotorius
- Didelio greičio galimybės: Tinka iki 50 000+ aps./min. greičiui
- Maža trintis važiuojant greičiu: Susidarius hidrodinaminei plėvelei, trinties koeficientas labai mažas (0,001–0,003).
- Puikus slopinimas: Valdo vibraciją esant kritiniams greičiams
- Tylus veikimas: Nėra riedėjimo elemento triukšmo
- Atsparumas smūgiams: Alyvos plėvelė sugeria trumpalaikes apkrovas
- Ilgas gyvenimas: Nėra metalo sąlyčio, todėl susidėvėjimas yra minimalus (galima naudoti dešimtmečius)
- Paprastas dizainas: Pagrindiniai tipai yra paprasti ir ekonomiški
Trūkumai ir iššūkiai
- Didelė pradinė trintis: Ramybės būsenoje nėra alyvos plėvelės, reikalingas išjungimo sukimo momentas
- Reikalinga tepimo sistema: Turi nuolat tiekti švarią, atvėsintą alyvą
- Alyvos sūkurio / plakimo rizika: Paprasti cilindriniai guoliai, jautrūs nestabilumui
- Lėtesnis atsakas: Alyvos plėvelė padidina lankstumą, yra mažiau standi nei riedėjimo guoliai esant mažam greičiui
- Temperatūros jautrumas: Našumas keičiasi priklausomai nuo alyvos temperatūros (įtakoja klampumą)
- Užterštumo jautrumas: Dalelės gali pažeisti guolio paviršių arba užblokuoti alyvos kanalus
- Ašinis padėties nustatymas: Nesuteikia jokio savaiminio ašinio suvaržymo (reikalingas atskiras atraminis guolis)
Paraiškos
Atraminiai guoliai yra standartiniai:
- Garo ir dujų turbinos: Daugiamo megavatų galios elektros energijos gamybos blokai
- Dideli generatoriai: Sinchroniniai generatoriai elektrinėse
- Išcentriniai kompresoriai: Didelės spartos, didelės apkrovos pramoniniai kompresoriai
- Dideli elektros varikliai: Varikliuose, kurių galia didesnė nei 500 AG, dažnai naudojami slankiojantys guoliai.
- Jūrų varikliai: Laivo sraigto veleno guoliai
- Popieriaus mašinos: Dideli ritininiai guoliai
- Vidaus degimo varikliai: Alkūninio veleno pagrindiniai ir švaistiklio guoliai
Ryšys su rotoriaus dinamika
Atraminiai guoliai daro didelę įtaką rotoriaus dinaminiam elgesiui:
- Kritinio greičio nustatymas: Guolio standumas ir slopinimas tiesiogiai veikia kritines greičio vietas ir amplitudes
- Stabilumas: Guolio tipas ir konstrukcija lemia jautrumą naftos sūkurys ir veleno plaktukas
- Campbello diagramos: Parodykite, kaip natūralieji dažniai kinta priklausomai nuo greičio dėl guolio standumo pokyčių.
- Balansavimas: Guolių charakteristikos turi įtakos įtakos koeficientai ir pusiausvyros atsakas
Slankiojantys guoliai yra sudėtinga, brandi technologija, būtina didelio našumo rotacinėms mašinoms. Dėl unikalaus apkrovos, greičio ir slopinimo derinio jie yra nepakeičiami kritinėse srityse, nepaisant sudėtingų tepimo reikalavimų ir dinaminio elgesio.