Memahami Galas Jurnal
Definisi: Apakah itu Galas Jurnal?
A galas jurnal (juga dipanggil galas biasa, galas lengan, atau galas filem bendalir) ialah sejenis galas yang menyokong aci berputar melalui filem nipis pelincir bertekanan dan bukannya melalui elemen gelek. Aci berputar ("jurnal") dipisahkan daripada permukaan galas pegun oleh filem minyak hidrodinamik yang dihasilkan oleh putaran aci menyeret minyak ke dalam celah berbentuk baji yang menumpu. Baji minyak bertekanan ini menyokong beban aci tanpa sentuhan logam-ke-logam.
Galas jurnal adalah asas kepada jentera berputar berkelajuan tinggi, beban tinggi seperti turbin, penjana, dan pemampat besar kerana ia memberikan kapasiti beban yang sangat baik, geseran rendah pada kelajuan tinggi dan ketara. redaman yang membantu mengawal getaran dan menstabilkan pemutar sistem.
Prinsip Operasi: Pelinciran Hidrodinamik
Bagaimana Filem Minyak Terbentuk
Galas jurnal beroperasi pada prinsip pelinciran hidrodinamik:
- Kenalan Awal: Apabila pegun, aci terletak pada permukaan galas di bawah graviti
- Putaran Bermula: Apabila aci mula berputar, ia menyeret minyak ke dalam celah melalui lekatan
- Pembentukan Baji: Geometri penumpuan antara aci dan galas mewujudkan ruang berbentuk baji
- Penjanaan Tekanan: Minyak yang diseret ke dalam baji menumpu menghasilkan tekanan hidrodinamik
- Lift-Off: Daya tekanan melebihi berat aci, mengangkatnya ke atas filem minyak penuh
- Keadaan mantap: Aci terapung pada filem minyak bertekanan tanpa sentuhan logam
Ketebalan Filem Minyak
- Ketebalan biasa: 10-100 mikrometer (0.0004-0.004 inci)
- Sangat nipis tetapi mencukupi untuk mengelakkan sentuhan
- Ketebalan berbeza-beza di sekeliling lilitan (minimum pada titik pendekatan terdekat)
- Bergantung pada kelajuan, beban, kelikatan minyak, dan kelegaan galas
Jenis Galas Jurnal
1. Silinder Biasa (Jurnal Penuh)
- Reka bentuk paling ringkas: gerek silinder dengan alur bekalan minyak
- Sudut balut 360°
- Kapasiti beban yang baik tetapi boleh terdedah kepada ketidakstabilan pada kelajuan tinggi
- Biasa dalam motor, pam, peralatan industri am
2. Galas Arka Separa
- Permukaan galas hanya meliputi bahagian lilitan (120-180°)
- Berat lebih ringan, kurang aliran minyak diperlukan
- Kekakuan yang lebih rendah daripada jurnal penuh
- Digunakan dalam aplikasi yang dimuatkan dengan ringan
3. Galas Pad Condongkan
- Permukaan galas dibahagikan kepada beberapa pad bebas yang berputar
- Setiap pad membangunkan baji hidrodinamik sendiri
- Secara semula jadi stabil terhadap pusaran minyak/cambuk
- Standard industri untuk mesin turbo berkelajuan tinggi
- Ciri dinamik yang lebih mahal tetapi unggul
4. Empangan Tekanan dan Galas Offset
- Galas silinder yang diubah suai dengan ciri geometri untuk meningkatkan kestabilan
- Alur, empangan, atau gerek mengimbangi meningkatkan redaman berkesan
- Kompromi antara silinder ringkas dan pad senget
Ciri Dinamik
Kekakuan
Kekakuan galas jurnal adalah kompleks dan bergantung kepada kelajuan:
- Kelajuan Rendah: Kekakuan rendah, kedudukan aci berubah dengan ketara dengan beban
- Kelajuan Tinggi: Kekakuan yang lebih tinggi daripada tekanan hidrodinamik yang lebih maju
- Variasi arah: Kekakuan berbeza dalam arah mendatar vs menegak
- Kekakuan Silang Gandingan: Pesongan dalam satu arah menghasilkan daya dalam arah serenjang
redaman
Galas jurnal memberikan redaman yang ketara:
- Tenaga hilang melalui ricih likat filem minyak
- Redaman meningkat dengan kelajuan dan kelikatan minyak
- Kritikal untuk mengehadkan getaran di kelajuan kritikal
- Penting untuk mencegah ketidakstabilan rotor
Kebergantungan Kelajuan
Semua sifat galas jurnal berubah dengan kelajuan putaran:
- Kekakuan meningkat dengan kelajuan
- Redaman meningkat dengan kelajuan
- Frekuensi semula jadi naik dengan laju
- Kelajuan kritikal beralih ke atas apabila kelajuan meningkat
Kelebihan Galas Jurnal
- Kapasiti Beban Tinggi: Boleh menyokong rotor yang sangat berat
- Keupayaan Kelajuan Tinggi: Sesuai untuk kelajuan sehingga 50,000+ RPM
- Geseran Rendah pada Kelajuan: Setelah filem hidrodinamik ditubuhkan, pekali geseran sangat rendah (0.001-0.003)
- Redaman Cemerlang: Mengawal getaran pada kelajuan kritikal
- Operasi senyap: Tiada bunyi elemen bergolek
- Rintangan Kejutan: Filem minyak menyerap beban sementara
- Panjang Umur: Tiada sentuhan logam bermakna kehausan minimum (pengoperasian beberapa dekad mungkin)
- Reka Bentuk Mudah: Jenis asas adalah mudah dan menjimatkan
Kelemahan dan Cabaran
- Geseran Permulaan Tinggi: Tiada lapisan minyak dalam keadaan rehat, memerlukan tork pemisah
- Sistem Pelinciran Diperlukan: Mesti membekalkan minyak yang bersih dan sejuk secara berterusan
- Risiko Pusaran Minyak/Sebat: Galas silinder biasa terdedah kepada ketidakstabilan
- Respons yang lebih perlahan: Filem minyak menambah pematuhan, kurang kaku daripada galas elemen bergolek pada kelajuan rendah
- Kepekaan Suhu: Perubahan prestasi dengan suhu minyak (menjejaskan kelikatan)
- Sensitiviti Pencemaran: Zarah boleh merosakkan permukaan galas atau menyekat laluan minyak
- Kedudukan paksi: Tidak menyediakan sekatan paksi yang wujud (memerlukan galas tujahan berasingan)
Aplikasi
Galas jurnal adalah standard dalam:
- Turbin Stim dan Gas: Unit penjanaan kuasa berbilang megawatt
- Penjana Besar: Penjana segerak dalam loji kuasa
- Pemampat Empar: Pemampat industri berkelajuan tinggi, beban tinggi
- Motor Elektrik Besar: Motor > 500 HP sering menggunakan galas jurnal
- Tujahan Marin: Galas aci kipas kapal
- Mesin Kertas: Galas gulung besar
- Enjin Pembakaran Dalaman: Galas utama aci engkol dan rod
Hubungan dengan Rotor Dynamics
Galas jurnal secara kritikal mempengaruhi tingkah laku dinamik rotor:
- Penentuan Kelajuan Kritikal: Kekakuan dan redaman galas secara langsung mempengaruhi lokasi dan amplitud kelajuan kritikal
- Kestabilan: Jenis dan reka bentuk galas menentukan kerentanan terhadap pusaran minyak and cambuk aci
- Rajah Campbell: Tunjukkan bagaimana frekuensi semula jadi berubah mengikut kelajuan disebabkan oleh variasi kekakuan galas
- Balancing: Ciri-ciri galas mempengaruhi pekali pengaruh dan tindak balas keseimbangan
Galas jurnal mewakili teknologi canggih dan matang yang penting untuk jentera berputar berprestasi tinggi. Gabungan unik kapasiti beban, keupayaan kelajuan dan redamannya menjadikan mereka tidak boleh digantikan dalam aplikasi kritikal walaupun kerumitan keperluan pelinciran dan tingkah laku dinamik mereka.