Čo je to radiálne ložisko? Hydrodynamická podpora • Prenosný vyvažovač, analyzátor vibrácií "Balanset" na dynamické vyvažovanie drvičov, ventilátorov, mulčovačov, závitoviek na kombajnoch, hriadeľov, odstrediviek, turbín a mnohých ďalších rotorov Čo je to radiálne ložisko? Hydrodynamická podpora • Prenosný vyvažovač, analyzátor vibrácií "Balanset" na dynamické vyvažovanie drvičov, ventilátorov, mulčovačov, závitoviek na kombajnoch, hriadeľov, odstrediviek, turbín a mnohých ďalších rotorov

Čo je to radiálne ložisko? Hydrodynamická podpora

Publikované používateľom admin dňa

Pochopenie ložísk radiálnych ložísk

Definícia: Čo je to radiálne ložisko?

A klzné ložisko (tiež nazývané klzné ložisko, puzdrové ložisko alebo ložisko s fluidným filmom) je typ ložiska, ktoré podopiera rotujúci hriadeľ prostredníctvom tenkej vrstvy tlakového maziva, a nie prostredníctvom valivých telies. Rotujúci hriadeľ (“čap”) je oddelený od stacionárneho povrchu ložiska hydrodynamickým olejovým filmom, ktorý vzniká rotáciou hriadeľa a vťahuje olej do zbiehajúcej sa klinovitej medzery. Tento tlakový olejový klin podopiera zaťaženie hriadeľa bez kontaktu kovu s kovom.

Radiálne ložiská sú základom pre vysokorýchlostné, vysoko zaťažené rotačné stroje, ako sú turbíny, generátory a veľké kompresory, pretože poskytujú vynikajúcu nosnosť, nízke trenie pri vysokých rýchlostiach a značné tlmenie čo pomáha kontrolovať vibrácie a stabilizovať rotor systémy.

Princíp fungovania: Hydrodynamické mazanie

Ako sa tvorí olejový film

Kĺbové ložisko funguje na princípe hydrodynamického mazania:

  1. Prvý kontakt: V pokojovom stave hriadeľ spočíva na ložiskovej ploche pod vplyvom gravitácie
  2. Začiatok rotácie: Keď sa hriadeľ začne otáčať, priľnavosťou vtiahne olej do medzery
  3. Klinová formácia: Konvergentná geometria medzi hriadeľom a ložiskom vytvára klinovitý priestor
  4. Generovanie tlaku: Ropa vtiahnutá do zbiehavého klinu vytvára hydrodynamický tlak
  5. Vzlet: Tlaková sila prevyšuje hmotnosť hriadeľa a zdvíha ho na plný olejový film
  6. Ustálený stav: Hriadeľ pláva na olejovom filme pod tlakom bez kontaktu s kovom

Hrúbka olejového filmu

  • Typická hrúbka: 10 – 100 mikrometrov (0,0004 – 0,004 palca)
  • Extrémne tenký, ale dostatočne tenký na zabránenie kontaktu
  • Hrúbka sa mení po obvode (minimálna v bode najbližšieho priblíženia)
  • V závislosti od rýchlosti, zaťaženia, viskozity oleja a vôle ložiska

Typy ložísk

1. Obyčajný valcový (celý čap)

  • Najjednoduchšia konštrukcia: valcový otvor s drážkou na prívod oleja
  • 360° uhol opásania
  • Dobrá nosnosť, ale pri vysokých rýchlostiach môže byť náchylná na nestabilitu
  • Bežné v motoroch, čerpadlách, všeobecných priemyselných zariadeniach

2. Ložiská s čiastočným oblúkom

  • Ložisková plocha pokrýva iba časť obvodu (120 – 180°)
  • Ľahšia hmotnosť, menší potrebný prietok oleja
  • Nižšia tuhosť ako u plného čapu
  • Používa sa v ľahko zaťažených aplikáciách

3. Ložiská s naklápacími doskami

  • Ložisková plocha rozdelená na niekoľko nezávislých otočných podložiek
  • Každá podložka si vytvorí vlastný hydrodynamický klin
  • Inherentne stabilný voči víreniu/šľahaniu oleja
  • Priemyselný štandard pre vysokorýchlostné turbínové stroje
  • Drahšie, ale s lepšími dynamickými vlastnosťami

4. Tlaková priehrada a odsadené ložiská

  • Modifikované valcové ložiská s geometrickými prvkami pre zvýšenie stability
  • Drážky, priehradky alebo odsadené otvory zvyšujú účinné tlmenie
  • Kompromis medzi jednoduchou valcovou a naklápacou podložkou

Dynamické charakteristiky

Tuhosť

Tuhosť ložiska lodného ložiska je zložitá a závislá od rýchlosti:

  • Nízka rýchlosť: Nízka tuhosť, poloha hriadeľa sa výrazne mení so zaťažením
  • Vysoká rýchlosť: Vyššia tuhosť vďaka vyvinutejšiemu hydrodynamickému tlaku
  • Smerová variácia: Rôzna tuhosť v horizontálnom a vertikálnom smere
  • Krížovo prepojená tuhosť: Priehyb v jednom smere vytvára silu v kolmom smere

Tlmenie

Kĺbové ložiská poskytujú významné tlmenie:

  • Energia rozptýlená viskóznym strihom olejového filmu
  • Tlmenie sa zvyšuje s rýchlosťou a viskozitou oleja
  • Rozhodujúce pre obmedzenie vibrácií pri kritické rýchlosti
  • Nevyhnutné pre prevenciu nestabilita rotora

Závislosť od rýchlosti

Všetky vlastnosti ložísk sa menia s rýchlosťou otáčania:

Výhody radiálnych ložísk

  • Vysoká nosnosť: Môže uniesť veľmi ťažké rotory
  • Vysokorýchlostná schopnosť: Vhodné pre otáčky do 50 000+ ot./min.
  • Nízke trenie pri rýchlosti: Po vytvorení hydrodynamického filmu je koeficient trenia veľmi nízky (0,001 – 0,003)
  • Vynikajúce tlmenie: Kontroluje vibrácie pri kritických rýchlostiach
  • Tichá prevádzka: Žiadny hluk z valivých telies
  • Odolnosť voči nárazom: Olejový film absorbuje prechodné zaťaženie
  • Dlhá životnosť: Žiadny kontakt s kovom znamená minimálne opotrebenie (možnosť prevádzky po celé desaťročia)
  • Jednoduchý dizajn: Základné typy sú jednoduché a ekonomické

Nevýhody a výzvy

  • Vysoké štartovacie trenie: Žiadny olejový film v pokoji, vyžaduje sa odtrhávací moment
  • Požadovaný mazací systém: Musí nepretržite dodávať čistý, vychladený olej
  • Riziko vírenia/šľahania oleja: Klzné valcové ložiská náchylné na nestabilitu
  • Pomalšia reakcia: Olejový film zvyšuje poddajnosť, je menej tuhý ako valivé ložiská pri nízkych rýchlostiach
  • Teplotná citlivosť: Zmeny výkonu s teplotou oleja (ovplyvňuje viskozitu)
  • Citlivosť na kontamináciu: Častice môžu poškodiť povrch ložiska alebo upchať olejové kanály
  • Axiálne polohovanie: Neposkytuje žiadne inherentné axiálne obmedzenie (vyžaduje samostatné axiálne ložisko)

Aplikácie

Kĺbové ložiská sú štandardom v:

  • Parné a plynové turbíny: Jednotky na výrobu energie s výkonom viacerých megawattov
  • Veľké generátory: Synchrónne generátory v elektrárňach
  • Odstredivé kompresory: Vysokorýchlostné priemyselné kompresory s vysokým zaťažením
  • Veľké elektromotory: Motory s výkonom > 500 HP často používajú radiálne ložiská
  • Pohon námornej dopravy: Ložiská vrtuľového hriadeľa lode
  • Papierenské stroje: Veľké valivé ložiská
  • Spaľovacie motory: Hlavné a ojničné ložiská kľukového hriadeľa

Vzťah k dynamike rotora

Kľukové ložiská kriticky ovplyvňujú dynamické správanie rotora:

  • Stanovenie kritickej rýchlosti: Tuhosť a tlmenie ložiska priamo ovplyvňujú kritické miesta a amplitúdy rýchlosti
  • Stabilita: Typ a konštrukcia ložiska určujú náchylnosť na olejový vír a hriadeľový bič
  • Campbellove diagramy: Ukážte, ako sa vlastné frekvencie menia s rýchlosťou v dôsledku zmien tuhosti ložiska
  • Vyvažovanie: Vplyv na charakteristiky ložiska koeficienty vplyvu a vyvážená odozva

Kĺbové ložiská predstavujú sofistikovanú a vyspelu technológiu, ktorá je nevyhnutná pre vysokovýkonné rotačné stroje. Ich jedinečná kombinácia nosnosti, rýchlostných schopností a tlmenia ich robí nenahraditeľnými v kritických aplikáciách napriek zložitosti ich požiadaviek na mazanie a dynamického správania.

← Späť na hlavný index

Kategórie:
WhatsApp