Cum să alegeți rulmenții de rulment al plăcuțelor de înclinare a compresorului pentru turbomașini

Principiul de proiectare și funcționare

A rulment de rulment al plăcuței de înclinare a compresorului constă din mai multe plăcuțe individuale aranjate în jurul suprafeței jurnalului (axului). Fiecare plăcuță este montată pe un pivot care îi permite să se încline liber, creând o geometrie de pană convergentă care generează presiune hidrodinamică pe măsură ce arborele se rotește. Această presiune susține arborele pe o peliculă subțire de ulei fără contact metal-metal. Acțiunea de înclinare este critică - permite fiecărei plăcuțe să se adapteze la schimbările de sarcină, viteză și temperatură, menținând o grosime optimă a peliculei de ulei într-o gamă largă de condiții de operare. Numărul de plăcuțe variază de obicei de la patru până la șase, modelele cu cinci plăcuțe oferind cea mai bună combinație de capacitate de încărcare și stabilitate pentru majoritatea aplicațiilor compresoarelor. Configurația pivotului - sarcina între plăcuțe (LBP) sau sarcina pe plăcuță (LOP) - determină răspunsul dinamic al rulmentului și este selectată pe baza analizei rotorului.

Configurații pad și tipuri de pivot

Configurația plăcuțelor și pivoților influențează semnificativ performanța rulmentului. Rulmenții Load Between Pads (LBP) poziționează vectorul de sarcină între două plăcuțe adiacente, oferind o amortizare și stabilitate mai mari - cea mai comună configurație pentru compresoare. Rulmenții Load On Pad (LOP) aliniază sarcina cu pivotul unei singure plăcuțe, oferind diferite caracteristici de rigiditate și amortizare care pot fi preferate pentru modele specifice de rotor. Numărul de plăcuțe afectează stabilitatea: rulmenții cu patru plăcuțe sunt potriviți pentru viteze moderate, rulmenții cu cinci plăcuțe oferă cea mai bună performanță generală, iar rulmenții cu șase plăcuțe oferă stabilitate maximă pentru aplicații cu viteză foarte mare sau cu încărcare mare. Preîncărcarea plăcuței - decalarea centrului plăcuței în raport cu centrul lagărului - este un alt parametru de proiectare care influențează grosimea filmului de ulei și rigiditatea rulmentului.

Materiale și precizie de fabricație

Performanța și fiabilitatea lagărelor de rulare a plăcuțelor de înclinare ale compresorului depind în mare măsură de selecția materialului și de precizia de fabricație. Carcasa rulmentului este de obicei prelucrată din oțel sau fontă, oferind rigiditate structurală și stabilitate dimensională. Tampoanele în sine constau dintr-un suport de oțel sau bronz cu o căptușeală de metal alb (Babbitt) - stratul Babbitt asigură suprafața reală de rulment, oferind o încorporare și o adaptabilitate excelente pentru a se adapta dezalinierii minore ale arborelui. Rulmenții avansati pot folosi materiale polimerice sau compozite pentru performanțe termice sau rezistență chimică îmbunătățite. Fabricarea necesită șlefuire și găurire de precizie pentru a atinge toleranțe măsurate în microni - rotunjimea alezajului plăcuței trebuie să fie de 0,005 mm pentru a asigura o grosime consistentă a peliculei de ulei. Finisajul suprafeței stratului Babbitt este de obicei Ra de 0,4 micrometri sau mai bine.

Avantaje pentru aplicațiile cu compresoare

Rulmenții cu suport de înclinare oferă avantaje distincte față de rulmenții cu geometrie fixă în aplicațiile cu compresoare. Tampoanele cu auto-aliniere elimină vârtejul de ulei și biciul de ulei - fenomene de destabilizare care pot provoca vibrații severe în rulmenții cu manșon fixe la viteze mari. Rulmenții asigură o amortizare ridicată, reducând amplitudinea vibrațiilor rotorului și îmbunătățind fiabilitatea generală a compresorului. Aceștia găzduiesc dezalinierea arborelui și creșterea termică mai bine decât rulmenții fiși, prelungind durata de viață a rulmentului. Filmul de ulei hidrodinamic oferă o capacitate de încărcare excelentă cu frecare scăzută - coeficientul de frecare variază de obicei între 0,001 și 0,005. Acești rulmenți suportă, de asemenea, viteze ale arborelui care depășesc viteza de suprafață de 100 m/s, făcându-i potriviți pentru compresoarele de cea mai mare viteză utilizate în aplicații de petrol și gaze, petrochimie și generare de energie.

Medii de aplicație

Lista de verificare a selecției

Considerații privind instalarea și funcționarea

Instalarea corectă a rulmenților suportului de înclinare a compresorului este esențială pentru obținerea performanței și fiabilității designului. Carcasa rulmentului trebuie să fie aliniată precis cu linia centrală a arborelui - nealinierea chiar și de 0,05 mm poate cauza încărcare neuniformă a plăcuțelor și uzură prematură. Jocul lagărului trebuie verificat folosind plastigauge sau măsurare directă, de obicei 0,001–0,002 mm per mm diametrul arborelui. Alimentarea cu lubrifiere este critică - temperatura și presiunea uleiului trebuie menținute în limitele specificate pentru a asigura o formare adecvată a peliculei de ulei. Pornirea necesită o monitorizare atentă: rulmentul trebuie să stabilească portanța hidrodinamică înainte de a atinge viteza maximă de funcționare. Monitorizarea vibrațiilor folosind sonde de proximitate oferă indicații în timp real despre starea rulmenților și stabilitatea rotorului. Analiza regulată a uleiului detectează uzura rulmentului prin numărarea particulelor și analiza spectrometrică.