Zrozumienie łożysk oporowych
Definicja: Czym jest łożysko oporowe?
A łożysko oporowe (nazywane również łożyskiem osiowym) to specjalistyczne łożysko przeznaczone do przenoszenia obciążeń zorientowanych równolegle do osi wału (obciążenia osiowe lub obciążenia wzdłużne) i kontrolowania położenia osiowego wirnik. W przeciwieństwie do łożysk promieniowych, które przenoszą obciążenia prostopadłe do wału, łożyska oporowe mają powierzchnie styku prostopadłe do osi wału, co pozwala im przeciwstawiać się siłom próbującym popchnąć wał w dowolnym kierunku osiowym.
Łożyska oporowe są niezbędne w maszynach, w których występują siły osiowe, takich jak pompy, sprężarki, turbiny, wały napędowe i urządzenia o orientacji pionowej. Awaria lub niewystarczająca nośność łożysk oporowych prowadzi do nadmiernego drgania osiowe, luz na końcach wału i potencjalnie katastrofalne uszkodzenia spowodowane kontaktem wirnika z elementami nieruchomymi.
Rodzaje łożysk oporowych
Łożyska oporowe toczne
1. Łożyska kulkowe oporowe
- Projekt: Elementy kulowe umieszczone pomiędzy płaskimi lub rowkowanymi podkładkami oporowymi
- Nośność: Umiarkowany
- Prędkość: Prędkości średnie i wysokie
- Precyzja: Dobra dokładność pozycjonowania osiowego
- Zastosowania: Obrabiarki, przekładnie samochodowe, umiarkowane obciążenia wzdłużne
2. Łożyska walcowe oporowe
- Projekt: Rolki cylindryczne między podkładkami oporowymi
- Nośność: Bardzo wysoki (kontakt liniowy vs. kontakt punktowy)
- Prędkość: Tylko niskie i średnie prędkości
- Precyzja: Umiarkowany
- Zastosowania: Ciężki sprzęt, pompy pionowe, haki dźwigowe
3. Łożyska stożkowe
- Projekt: Pojedyncze łożysko przenosi obciążenia promieniowe i osiowe
- Nośność: Wysoka dla ładunków łączonych
- Możliwość regulacji: Regulowane napięcie wstępne poprzez rozstaw
- Zastosowania: Koła samochodowe, skrzynie biegów, sytuacje wymagające łącznego obciążenia
4. Łożyska kulkowe skośne
- Projekt: Kontakt kulowy pod kątem, obsługuje obciążenia promieniowe i osiowe
- Konfiguracja: Często stosowane w parach (plecami do siebie lub twarzą w twarz)
- Prędkość: Możliwość dużej prędkości
- Zastosowania: Wrzeciona obrabiarek, pompy szybkoobrotowe
Łożyska oporowe z filmem płynnym
1. Łożyska oporowe z płytką wahliwą
- Projekt: Wiele obrotowych podkładek tworzących kliny olejowe
- Nośność: Bardzo wysokie (megawaty w dużych turbinach)
- Prędkość: Nieograniczony (używany do 30 000+ obr./min)
- Tłumienie: Doskonały
- Zastosowania: Turbiny parowe, turbiny gazowe, duże sprężarki, generatory
2. Łożyska oporowe z płytką stałą (stożkowe)
- Projekt: Podkładki stacjonarne o powierzchniach stożkowych
- Nośność: Wysoki
- Prostota: Brak ruchomych części
- Zastosowania: Pompy pionowe, turbiny wodne
Źródła obciążeń osiowych
W pompach i sprężarkach
- Siła hydrauliczna wirnika: Różnica ciśnień na wirniku tworzy siłę osiową netto
- Ogrom: Może to być tysiące funtów nawet w pompach średniej wielkości
- Kierunek: Zwykle w kierunku strony ssącej
- Równoważenie: Otwory wyrównoważające, tylne łopatki lub przeciwległe wirniki zmniejszają ciąg netto
W turbinach
- Przepływ pary lub gazu wytwarza nacisk osiowy na łopatki
- Wielkość ciągu wzrasta wraz z mocą wyjściową
- Może zmienić kierunek podczas rozruchu lub zmian obciążenia
- Tłoki pozorne lub tłoki równoważące przeciwdziałają ciągowi
W skrzyniach biegów
- Przekładnie śrubowe generują siłę osiową (proporcjonalną do przenoszonego momentu obrotowego)
- Przekładnie stożkowe tworzą elementy osiowe
- Kierunek ciągu zależy od strony przekładni (kierunek kąta pochylenia śruby)
Inne źródła
- Przyciąganie magnetyczne: W silnikach elektrycznych niewyważenie magnetyczne powoduje powstawanie sił osiowych
- Śmigła i wentylatory: Ciąg aerodynamiczny z przyspieszenia płynu
- Napędy pasowe: Pasy kątowe tworzą składowe siły osiowej
- Niewspółosiowość: Niewspółosiowość kątowa w sprzęgłach generuje oscylujące siły osiowe
Problemy z łożyskami oporowymi i ich diagnostyka
Typowe awarie
- Przeciążać: Napór przekracza nośność
- Niedostateczne smarowanie: Niewystarczający przepływ oleju lub smaru
- Zanieczyszczenie: Cząsteczki uszkadzające powierzchnie oporowe
- Nosić: Pogorszenie się powierzchni w wyniku ścierania lub zmęczenia
- Przegrzanie: Nadmierne tarcie lub niewystarczające chłodzenie
Objawy wibracji
- Wysoki Wibracje osiowe: Podstawowy wskaźnik problemów z łożyskiem oporowym
- Drgania o niskiej częstotliwości: Wał ruchomy osiowo
- Wpływ na: Jeśli luzy są zbyt duże, uderzenia wału ustają
- Pomiar: Sondy zbliżeniowe osiowe lub akcelerometry ujawniają objawy
Inne wskaźniki
- Wzrost temperatury: Łożysko oporowe się nagrzewa
- Hałas: Nietypowe dźwięki dochodzące z łożyska oporowego
- Luz osiowy: Mierzalny ruch wału w kierunku osiowym
- Jakość oleju: Cząsteczki metalu w smarze
Monitorowanie i konserwacja
Krytyczne parametry monitorowania
- Drgania osiowe: Pomiar ciągły lub okresowy
- Pozycja osiowa: Sondy zbliżeniowe śledzące położenie wału
- Temperatura łożyska oporowego: Monitorowanie RTD lub termopar
- Przepływ i ciśnienie oleju: Do łożysk oporowych z warstwą płynu
Praktyki konserwacyjne
- Sprawdź odpowiednie smarowanie łożyska oporowego
- Podczas remontów należy sprawdzić luzy osiowe
- Sprawdź powierzchnie łożysk oporowych pod kątem zużycia lub uszkodzeń
- Jeśli to możliwe, zmierz rzeczywiste obciążenia wzdłużne (czujniki tensometryczne, ogniwa obciążnikowe)
- Dane dotyczące trendów temperatury i wibracji
Łożyska oporowe, choć często poświęca się im mniej uwagi niż łożyskom promieniowym, mają kluczowe znaczenie dla kontroli położenia osiowego i przenoszenia obciążeń osiowych w maszynach obrotowych. Zrozumienie typów łożysk oporowych, źródeł obciążeń i trybów awarii umożliwia właściwy dobór łożysk, skuteczne monitorowanie i terminową konserwację, aby zapobiec awariom, które mogłyby doprowadzić do katastrofalnego kontaktu wirnika ze stojanem i zniszczenia urządzenia.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 