Разумевање аксијалних лежајева
Дефиниција: Шта је аксијални лежај?
A аксијални лежај (такође се назива аксијални лежај) је специјализовани лежај дизајниран да подржи оптерећења оријентисана паралелно са осом вратила (аксијална оптерећења или потисна оптерећења) и да контролише аксијални положај ротор. За разлику од радијалних лежајева који подупиру оптерећења нормална на осовину, аксијални лежајеви имају контактне површине нормалне на осовину осовине, што им омогућава да се одупру силама које покушавају да погурају осовину у било ком аксијалном правцу.
Аксијални лежајеви су неопходни у машинама где су присутне аксијалне силе, као што су пумпе, компресори, турбине, вратила пропелера и вертикално оријентисана опрема. Квар или неадекватан капацитет аксијалних лежајева доводи до прекомерног аксијалне вибрације, зазор на крају вратила и потенцијална катастрофална оштећења од контакта ротора са непокретним компонентама.
Врсте аксијалних лежајева
Аксијални лежајеви са котрљајућим елементима
1. Куглични аксијални лежајеви
- Дизајн: Куглични елементи који се крећу између равних или жлебљених потисних подлошки
- Носивост: Умерено
- Speed: Средње до велике брзине
- Прецизност: Добра тачност аксијалног позиционирања
- Applications: Машински алати, аутомобилски мењачи, умерена потисна оптерећења
2. Цилиндрични ваљкасти аксијални лежајеви
- Дизајн: Цилиндрични ваљци између потисних подлошки
- Носивост: Веома висок (линијски контакт у односу на тачкасти контакт)
- Speed: Само ниске до средње брзине
- Прецизност: Умерено
- Applications: Тешка механизација, вертикалне пумпе, куке за дизалице
3. Конусни ваљкасти лежајеви
- Дизајн: Један лежај подржава и радијална и аксијална оптерећења
- Носивост: Високо за комбинована оптерећења
- Adjustability: Преднапрезање се може подесити кроз размак
- Applications: Аутомобилски точкови, мењачи, комбинована оптерећења
4. Куглични лежајеви са угаоним контактом
- Дизајн: Куглични контакт под углом, подржава и радијална и аксијална оптерећења
- Конфигурација: Често се користи у паровима (леђа уз леђа или лицем у лице)
- Speed: Могућност велике брзине
- Applications: Вретена машинских алата, брзе пумпе
Аксијални лежајеви са флуидним филмом
1. Аксијални лежајеви са нагибним јастучићима
- Дизајн: Вишеструки окретни јастучићи стварају уљне клинове
- Носивост: Веома високо (мегавати у великим турбинама)
- Speed: Неограничено (користи се за преко 30.000 обртаја у минути)
- Пригушење: Одлично
- Applications: Парне турбине, гасне турбине, велики компресори, генератори
2. Аксијални лежајеви са фиксним јастучићима (конусног облика)
- Дизајн: Стационарне подлоге са конусним површинама
- Носивост: Високо
- Једноставност: Без покретних делова
- Applications: Вертикалне пумпе, хидротурбине
Извори аксијалних оптерећења
У пумпама и компресорима
- Хидраулични потисак импелера: Разлика у притиску на импелеру ствара нето аксијалну силу
- Величина: Може бити тешка хиљаде фунти чак и у пумпама средње величине
- Смер: Типично према усисној страни
- Balancing: Рупе за балансирање, задње лопатице или супротстављена импелера смањују нето потисак
У турбинама
- Проток паре или гаса ствара аксијални притисак на лопатице
- Величина потиска се повећава са излазном снагом
- Може променити смер током покретања или промене оптерећења
- Лажни клипови или балансни клипови супротстављају се потиску
У мењачима
- Спирални зупчаници генеришу аксијални потисак (величина пропорционална пренетом обртном моменту)
- Конусни зупчаници стварају аксијалне компоненте
- Правац потиска зависи од руке зупчаника (правац угла спирале)
Други извори
- Магнетно повлачење: Код електромотора, магнетни дисбаланс ствара аксијалне силе
- Пропелери и вентилатори: Аеродинамички потисак од убрзања флуида
- Ременски погони: Угаони каишеви стварају аксијалне компоненте силе
- Неусклађеност: Угаоно неусклађеност у спојницама генерише осцилирајуће аксијалне силе
Проблеми са аксијалним лежајевима и дијагноза
Уобичајени кварови
- Преоптерећење: Потисак превазилази носивост
- Недовољно подмазивање: Недовољан проток уља или масти
- Контаминација: Честице оштећују потисне површине
- Носити: Површинско погоршање услед абразије или замора
- Прегревање: Прекомерно трење или недовољно хлађење
Симптоми вибрација
- Високо Аксијалне вибрације: Примарни индикатор проблема са аксијалним лежајевима
- Нискофреквентна осцилација: Осовина плута аксијално
- Утицај: Ако су зазори превелики, ударци вратила се заустављају
- Мерење: Аксијалне сонде за мерење близине или акцелерометри откривају симптоме
Остали индикатори
- Пораст температуре: Аксијални лежај се прегрева
- Бука: Необични звуци са места аксијалног лежаја
- Аксијални зазор: Мерљиво кретање вратила у аксијалном правцу
- Квалитет уља: Металне честице у мазиву
Праћење и одржавање
Критични параметри праћења
- Аксијалне вибрације: Континуирано или периодично мерење
- Аксијални положај: Сонде за праћење положаја вратила
- Температура аксијалног лежаја: RTD или праћење термопара
- Проток и притисак уља: За аксијалне лежајеве са флуидним филмом
Праксе одржавања
- Проверите адекватно подмазивање аксијалних лежајева
- Проверите аксијалне зазоре током ремонта
- Проверите површине аксијалних лежајева да ли има хабања или оштећења
- Измерите стварна потисна оптерећења ако је могуће (мерни мерила за напрезање, мерне ћелије)
- Подаци о тренду температуре и вибрација
Аксијални лежајеви, иако им се често поклања мање пажње од радијалних лежајева, кључни су за контролу аксијалног положаја и преношење аксијалних оптерећења у ротирајућим машинама. Разумевање врста аксијалних лежајева, извора оптерећења и начина отказа омогућава правилан избор лежајева, ефикасно праћење и благовремено одржавање како би се спречили кварови који би могли довести до катастрофалног контакта ротора и статора и уништења опреме.