Wat is een glijlager? Hydrodynamische ondersteuning • Draagbare balancer, trillingsanalysator "Balanset" voor het dynamisch balanceren van brekers, ventilatoren, mulchers, vijzels op maaidorsers, assen, centrifuges, turbines en vele andere rotoren. Wat is een glijlager? Hydrodynamische ondersteuning • Draagbare balancer, trillingsanalysator "Balanset" voor het dynamisch balanceren van brekers, ventilatoren, mulchers, vijzels op maaidorsers, assen, centrifuges, turbines en vele andere rotoren.

Wat is een glijlager? Hydrodynamische ondersteuning

Gepubliceerd door admin op

Inzicht in glijlagers

Definitie: Wat is een glijlager?

A glijlager (ook wel glijlager, glijlager of vloeistoffilmlager genoemd) is een type lager dat een roterende as ondersteunt via een dunne laag smeermiddel onder druk in plaats van via wentellichamen. De roterende as (de "tap") is van het stationaire lageroppervlak gescheiden door een hydrodynamische oliefilm die ontstaat door de rotatie van de as en die olie in een convergerende wigvormige spleet meesleurt. Deze wigvormige olie onder druk ondersteunt de asbelasting zonder metaal-op-metaalcontact.

Glijlagers zijn van fundamenteel belang voor roterende machines met hoge snelheid en hoge belasting, zoals turbines, generatoren en grote compressoren, omdat ze een uitstekende belastingscapaciteit, lage wrijving bij hoge snelheden en aanzienlijke demping dat helpt bij de controle trillingen en stabiliseren rotor systemen.

Werkingsprincipe: hydrodynamische smering

Hoe de oliefilm zich vormt

Het glijlager werkt volgens het principe van hydrodynamische smering:

  1. Eerste contact: Bij stilstand rust de as op het lageroppervlak onder invloed van de zwaartekracht
  2. Rotatie begint: Als de as begint te draaien, wordt er door adhesie olie in de opening getrokken
  3. Wigvorming: Convergerende geometrie tussen as en lager creëert een wigvormige ruimte
  4. Drukgeneratie: Olie die in de convergerende wig wordt gesleept, genereert hydrodynamische druk
  5. Lancering: De drukkracht overschrijdt het gewicht van de as, waardoor deze op de volledige oliefilm wordt getild
  6. Stabiele toestand: De as drijft op een onder druk staande oliefilm zonder contact met metaal

Oliefilmdikte

  • Typische dikte: 10-100 micrometer (0,0004-0,004 inch)
  • Extreem dun, maar voldoende om contact te voorkomen
  • De dikte varieert rond de omtrek (minimum op het punt van dichtstbijzijnde nadering)
  • Afhankelijk van snelheid, belasting, olieviscositeit en lagerspeling

Soorten glijlagers

1. Eenvoudig cilindrisch (volledig dagboek)

  • Eenvoudigste ontwerp: cilindrische boring met olietoevoergroef
  • 360° wikkelhoek
  • Goede draagkracht, maar kan bij hoge snelheden gevoelig zijn voor instabiliteit
  • Veel voorkomend in motoren, pompen en algemene industriële apparatuur

2. Gedeeltelijke booglagers

  • Het draagvlak bedekt slechts een deel van de omtrek (120-180°)
  • Lichter gewicht, minder oliestroom nodig
  • Lagere stijfheid dan volledig journaal
  • Gebruikt in licht belaste toepassingen

3. Kantelpadlagers

  • Draagvlak verdeeld in meerdere onafhankelijke pads die draaien
  • Elk pad ontwikkelt zijn eigen hydrodynamische wig
  • Inherent stabiel tegen oliewerveling/zweep
  • Industriestandaard voor hogesnelheidsturbomachines
  • Duurdere maar superieure dynamische eigenschappen

4. Drukdam en offsetlagers

  • Aangepaste cilindrische lagers met geometrische kenmerken voor verbeterde stabiliteit
  • Groeven, dammen of verspringende boringen verhogen de effectieve demping
  • Compromis tussen een eenvoudige cilindrische en kantelbare pad

Dynamische kenmerken

Stijfheid

De stijfheid van glijlagers is complex en afhankelijk van de snelheid:

  • Lage snelheid: Lage stijfheid, de positie van de schacht verandert aanzienlijk bij belasting
  • Hoge snelheid: Hogere stijfheid door een beter ontwikkelde hydrodynamische druk
  • Richtingsvariatie: Stijfheid verschilt in horizontale en verticale richting
  • Kruisgekoppelde stijfheid: Afbuiging in één richting creëert een kracht in loodrechte richting

Demping

Glijlagers zorgen voor aanzienlijke demping:

  • Energie die verloren gaat door viskeuze afschuiving van de oliefilm
  • De demping neemt toe met de snelheid en de viscositeit van de olie
  • Cruciaal voor het beperken van trillingen bij kritische snelheden
  • Essentieel voor het voorkomen rotorinstabiliteit

Snelheidsafhankelijkheid

Alle eigenschappen van glijlagers veranderen met de rotatiesnelheid:

Voordelen van glijlagers

  • Hoge laadcapaciteit: Kan zeer zware rotoren ondersteunen
  • Hoge snelheidscapaciteit: Geschikt voor snelheden tot 50.000+ RPM
  • Lage wrijving bij snelheid: Zodra er een hydrodynamische film is gevormd, is de wrijvingscoëfficiënt zeer laag (0,001-0,003)
  • Uitstekende demping: Beheerst trillingen bij kritische snelheden
  • Stille werking: Geen rolelementgeluid
  • Schokbestendigheid: Oliefilm absorbeert tijdelijke belastingen
  • Lang leven: Geen metaalcontact betekent minimale slijtage (tientallen jaren gebruik mogelijk)
  • Eenvoudig ontwerp: Basistypen zijn eenvoudig en economisch

Nadelen en uitdagingen

  • Hoge startwrijving: Geen oliefilm in rust, vereist losbreekmoment
  • Vereist smeersysteem: Moet continu schone, gekoelde olie leveren
  • Risico op oliewerveling/zweep: Glijlagers met cilindrische loop die gevoelig zijn voor instabiliteit
  • Langzamere reactie: Oliefilm zorgt voor meer flexibiliteit en is minder stijf dan wentellagers bij lage snelheden
  • Temperatuurgevoeligheid: Prestatieveranderingen met olietemperatuur (beïnvloedt viscositeit)
  • Verontreinigingsgevoeligheid: Deeltjes kunnen het lageroppervlak beschadigen of oliekanalen blokkeren
  • Axiale positionering: Biedt geen inherente axiale beperking (vereist een afzonderlijk axiaal lager)

Toepassingen

Glijlagers zijn standaard in:

  • Stoom- en gasturbines: Multi-megawatt-energieopwekkingseenheden
  • Grote generatoren: Synchrone generatoren in energiecentrales
  • Centrifugaalcompressoren: Hogesnelheids- en hoogbelastbare industriële compressoren
  • Grote elektromotoren: Motoren > 500 pk gebruiken vaak glijlagers
  • Scheepsvoortstuwing: Lagers van scheepsschroefassen
  • Papiermachines: Grote rollagers
  • Verbrandingsmotoren: Krukas hoofd- en drijfstanglagers

Relatie tot rotordynamiek

Glijlagers hebben een belangrijke invloed op het dynamische gedrag van de rotor:

  • Bepaling van de kritische snelheid: Lagerstijfheid en demping hebben direct invloed op kritische snelheidslocaties en amplitudes
  • Stabiliteit: Het type en ontwerp van het lager bepalen de gevoeligheid voor oliewerveling en schachtzweep
  • Campbell-diagrammen: Laat zien hoe de natuurlijke frequenties veranderen met de snelheid als gevolg van variaties in de lagerstijfheid.
  • Balanceren: De lagereigenschappen hebben invloed op invloedscoëfficiënten en evenwichtsreactie

Glijlagers vertegenwoordigen een geavanceerde, volwassen technologie die essentieel is voor roterende machines met hoge prestaties. Hun unieke combinatie van draagvermogen, snelheidsvermogen en demping maakt ze onvervangbaar in kritische toepassingen, ondanks de complexiteit van hun smeervereisten en dynamisch gedrag.

← Terug naar hoofdindex

Categorieën:
WhatsApp