Kaj je drsni ležaj? Hidrodinamična opora • Prenosni uravnotežnik, analizator vibracij "Balanset" za dinamično uravnoteženje drobilnikov, ventilatorjev, mulčerjev, polžev na kombajnih, gredi, centrifug, turbin in mnogih drugih rotorjev Kaj je drsni ležaj? Hidrodinamična opora • Prenosni uravnotežnik, analizator vibracij "Balanset" za dinamično uravnoteženje drobilnikov, ventilatorjev, mulčerjev, polžev na kombajnih, gredi, centrifug, turbin in mnogih drugih rotorjev

Kaj je drsni ležaj? Hidrodinamična podpora

Objavil admin na

Razumevanje drsnih ležajev

Definicija: Kaj je drsni ležaj?

A drsni ležaj (imenovan tudi drsni ležaj, pušni ležaj ali ležaj s fluidnim filmom) je vrsta ležaja, ki podpira vrtečo se gred s tanko plastjo tlačnega maziva in ne s kotalnimi elementi. Vrteča se gred ("tečaj") je od mirujoče ležajne površine ločena s hidrodinamičnim oljnim filmom, ki nastane z vrtenjem gredi, ki vleče olje v konvergentno klinasto režo. Ta tlačni oljni klin podpira obremenitev gredi brez stika kovine s kovino.

Krožni ležaji so bistveni za visokohitrostne vrtljive stroje z visokimi obremenitvami, kot so turbine, generatorji in veliki kompresorji, saj zagotavljajo odlično nosilnost, nizko trenje pri visokih hitrostih in znatno dušenje ki pomaga nadzorovati vibracije in stabilizirati rotor sistemi.

Načelo delovanja: Hidrodinamično mazanje

Kako nastane oljni film

Krožni ležaj deluje na principu hidrodinamičnega mazanja:

  1. Začetni stik: Ko je gred v mirovanju, leži na ležajni površini pod vplivom gravitacije.
  2. Začetek rotacije: Ko se gred začne vrteti, z oprijemom potegne olje v režo
  3. Klinasta tvorba: Konvergentna geometrija med gredjo in ležajem ustvarja klinasto oblikovan prostor
  4. Generiranje tlaka: Nafta, ki jo vleče v konvergentni klin, ustvarja hidrodinamični tlak
  5. Vzlet: Tlačna sila presega težo gredi in jo dvigne na poln oljni film
  6. Stacionarno stanje: Gred plava na oljnem filmu pod tlakom brez stika s kovino

Debelina oljnega filma

  • Tipična debelina: 10–100 mikrometrov (0,0004–0,004 palca)
  • Izjemno tanka, vendar zadostna za preprečevanje stika
  • Debelina se spreminja po obodu (najmanj na točki najbližjega pristopa)
  • Odvisno od hitrosti, obremenitve, viskoznosti olja in zračnosti ležaja

Vrste drsnih ležajev

1. Navaden cilindrični (celoten dnevnik)

  • Najenostavnejša zasnova: valjasta izvrtina z utorom za dovod olja
  • 360° kot ovijanja
  • Dobra nosilnost, vendar je lahko pri visokih hitrostih nagnjena k nestabilnosti
  • Pogosto v motorjih, črpalkah, splošni industrijski opremi

2. Delni ločni ležaji

  • Ležajna površina pokriva le del oboda (120–180°)
  • Lažja teža, manjši potreben pretok olja
  • Manjša togost kot pri polnem ležajnem ležaju
  • Uporablja se v rahlo obremenjenih aplikacijah

3. Nagibni ležaji

  • Ležajna površina je razdeljena na več neodvisnih blazinic, ki se vrtijo
  • Vsaka blazinica razvije svoj hidrodinamični klin
  • Inherentno stabilen proti vrtincu/biču olja
  • Industrijski standard za visokohitrostne turbostroje
  • Dražji, vendar z boljšimi dinamičnimi lastnostmi

4. Tlačni jez in odmaknjeni ležaji

  • Modificirani cilindrični ležaji z geometrijskimi značilnostmi za večjo stabilnost
  • Utori, pregrade ali odmaknjene izvrtine povečajo učinkovito dušenje
  • Kompromis med preprosto valjasto in nagibno blazinico

Dinamične značilnosti

Togost

Togost ležaja je kompleksna in odvisna od hitrosti:

  • Nizka hitrost: Nizka togost, položaj gredi se znatno spreminja z obremenitvijo
  • Visoka hitrost: Večja togost zaradi bolj razvitega hidrodinamičnega tlaka
  • Smerna variacija: Različna togost v horizontalni in vertikalni smeri
  • Križno sklopljena togost: Odklon v eno smer ustvari silo v pravokotni smeri

Dušenje

Krožni ležaji zagotavljajo znatno dušenje:

  • Energija, ki se razprši zaradi viskoznega striženja oljnega filma
  • Dušenje se povečuje s hitrostjo in viskoznostjo olja
  • Ključnega pomena za omejevanje vibracij pri kritične hitrosti
  • Bistveno za preprečevanje nestabilnost rotorja

Odvisnost od hitrosti

Vse lastnosti ležajev se spreminjajo z vrtilno hitrostjo:

Prednosti drsnih ležajev

  • Visoka nosilnost: Lahko podpira zelo težke rotorje
  • Zmogljivost visoke hitrosti: Primerno za hitrosti do 50.000+ vrt/min
  • Nizko trenje pri hitrosti: Ko se hidrodinamični film vzpostavi, je koeficient trenja zelo nizek (0,001–0,003)
  • Odlično dušenje: Nadzoruje vibracije pri kritičnih hitrostih
  • Tiho delovanje: Brez hrupa kotalnih elementov
  • Odpornost na udarce: Oljni film absorbira prehodne obremenitve
  • Dolga življenjska doba: Brez stika s kovino pomeni minimalno obrabo (možno desetletja delovanja)
  • Preprosta zasnova: Osnovne vrste so preproste in ekonomične

Slabosti in izzivi

  • Visoko zagonsko trenje: Brez oljnega filma v mirovanju, potreben je odtrgalni moment
  • Zahtevani sistem mazanja: Neprekinjeno mora dovajati čisto, ohlajeno olje
  • Tveganje vrtinčenja/biča olja: Navadni cilindrični ležaji, dovzetni za nestabilnost
  • Počasnejši odziv: Oljni film zagotavlja skladnost, je manj tog kot kotalni ležaji pri nizkih hitrostih
  • Temperaturna občutljivost: Spremembe zmogljivosti s temperaturo olja (vpliva na viskoznost)
  • Občutljivost na kontaminacijo: Delci lahko poškodujejo površino ležaja ali blokirajo oljne kanale
  • Aksialno pozicioniranje: Ne zagotavlja inherentne aksialne zadrževalnosti (zahteva ločen aksialni ležaj)

Aplikacije

Drsni ležaji so standardni v:

  • Parne in plinske turbine: Večmegavatne enote za proizvodnjo električne energije
  • Veliki generatorji: Sinhroni generatorji v elektrarnah
  • Centrifugalni kompresorji: Visokohitrostni industrijski kompresorji z visoko obremenitvijo
  • Veliki elektromotorji: Motorji > 500 KM pogosto uporabljajo drsne ležaje
  • Pogonski sistem za morje: Ležaji gredi propelerja ladje
  • Papirni stroji: Veliki valjčni ležaji
  • Motorji z notranjim zgorevanjem: Glavni in batčasti ležaji ročične gredi

Razmerje do dinamike rotorja

Nosilni ležaji kritično vplivajo na dinamično obnašanje rotorja:

  • Določanje kritične hitrosti: Togost in dušenje ležajev neposredno vplivata na kritične lokacije hitrosti in amplitude
  • Stabilnost: Vrsta in zasnova ležaja določata dovzetnost za oljni vrtinec in . bič gredi
  • Campbellovi diagrami: Prikažite, kako se naravne frekvence spreminjajo s hitrostjo zaradi sprememb togosti ležaja
  • Uravnoteženje: Vpliv na značilnosti ležajev vplivni koeficienti in odziv ravnotežja

Krožni ležaji predstavljajo sofisticirano, zrelo tehnologijo, ki je bistvenega pomena za visokozmogljive vrtljive stroje. Zaradi svoje edinstvene kombinacije nosilnosti, hitrosti in dušenja so nenadomestljivi v kritičnih aplikacijah kljub kompleksnosti njihovih zahtev glede mazanja in dinamičnega obnašanja.

← Nazaj na glavno kazalo

Kategorije:
WhatsApp