Tel:+86-575 -87957662
Email:
ZHEJIANG BHS JOURNAL BEARING CO.,LTD. situat în districtul FengXian din Shanghai, compania „BHS” este un profesionist producători de rulmenți axiali cu plăcuțe înclinate și Fabrică de rulmenți înclinați pentru încălțăminte...
Echipamentele rotative, cum ar fi turbinele, compresoarele și pompele, depind în mare măsură de modul în care rotorul este susținut în interiorul carcasei mașinii. Tipul de rulment ales afectează direct stabilitatea rotorului, comportamentul la vibrații și viteza maximă pe care mașina o poate atinge în siguranță. Două categorii largi domină mașinile industriale rotative: rulmenți cu geometrie fixă, unde suprafața rulmentului este un singur arc rigid și rulmenți cu plăcuțe basculante , unde suprafața portantă este împărțită în mai multe plăcuțe mobile independente.
Această distincție nu este un detaliu minor de design. Schimbă modul în care filmul de ulei se comportă sub sarcină, modul în care rotorul răspunde la perturbări și cât de mult trebuie să includă inginerii în proiectare pentru a evita instabilitatea. Înțelegerea acestor diferențe îi ajută pe ingineri să selecteze tipul corect de rulmenți atunci când specifică echipamente noi sau depanează problemele recurente de vibrații.
Un rulment cu plăcuțe basculante înlocuiește un singur orificiu continuu al unui rulment fix cu un set de plăcuțe individuale dispuse în jurul arborelui. Fiecare tampon se sprijină pe un punct de pivotare și se poate balansa ușor ca răspuns la forțele generate de arborele care se rotește. Această acțiune de pivotare permite fiecărei plăcuțe să formeze propria sa pană de ulei convergentă, independent de celelalte.
Designul apare în două configurații primare, în funcție de direcția sarcinii suportate.
Suportă sarcini radiale perpendiculare pe axa arborelui. Tampoane multiple înconjoară arborele, fiecare generând o peliculă hidrodinamică localizată care reacționează la poziția arborelui în timp real.
Suportă sarcini axiale de-a lungul axei arborelui. Tampoanele sunt aranjate într-un model circular îndreptat spre gulerul de împingere, fiecare înclinându-se pentru a menține o grosime optimă a peliculei de ulei pe măsură ce sarcina și viteza se schimbă.
Principiul de funcționare se bazează pe lubrifierea hidrodinamică, același fenomen fizic care guvernează orice rulment cu peliculă fluidă. Pe măsură ce arborele se rotește, trage uleiul într-un spațiu care se îngustează între el și suprafața rulmentului, generând presiune care ridică și centrează arborele fără contact metal cu metal.
Într-un rulment fix, această pană se formează de-a lungul unui singur arc fix, ceea ce înseamnă că distribuția presiunii este dictată în întregime de geometria alezajului. Într-un rulment cu suport de înclinare, fiecare plăcuță își ajustează propriul unghi la suprafața arborelui în funcție de presiunea locală a filmului, astfel încât forma panei se auto-optimizează în fiecare locație a plăcuței și în fiecare condiție de funcționare.
Deoarece fiecare plăcuță reacționează independent, un rulment al plăcuței de înclinare se comportă eficient ca mai mulți rulmenți mici care lucrează împreună, mai degrabă decât o suprafață rigidă continuă.
Diagrama de mai jos ilustrează modul în care un rulment fix formează o singură pană de ulei continuă, în comparație cu modul în care un rulment cu plăcuțe basculante formează mai multe pene independente în jurul arborelui.
Rulmenții fiși funcționează bine în multe aplicații de uz general, dar pe măsură ce viteza rotorului crește, ei devin predispuși la un fenomen de vibrație autoexcitat cunoscut în mod obișnuit sub numele de vârtej de ulei și, la o severitate mai mare, bici de ulei. Această instabilitate apare deoarece pelicula de ulei dintr-un rulment fix poate dezvolta o rigiditate cuplată încrucișată care alimentează cu energie mișcarea rotorului, mai degrabă decât să o atenueze.
Rulmenții cu plăcuțe de înclinare elimină în mare măsură acest efect de cuplare încrucișată. Deoarece fiecare plăcuță este liberă să pivoteze, nu poate transmite o forță tangențială susținută înapoi în arbore, așa cum o poate face un orificiu rigid. Acesta este principalul motiv pentru care rulmenții cu plăcuțe basculante sunt alegerea implicită pentru turbomașinile de mare viteză.
| Caracteristic | Rulment fix | Rulment al plăcuței de înclinare |
|---|---|---|
| Stabilitatea peliculei de ulei la viteză mare | Predispus la vârtej de ulei peste anumite praguri de viteză | În mod inerent mai stabil datorită răspunsului independent al tamponului |
| Rigiditate cuplată încrucișată | Prezent și poate conduce la instabilitate | Minimal, deoarece tampoanele nu pot susține cuplarea tangențială |
| Complexitate mecanică | Simplu, mai puține părți mobile | Mai complex, necesită pivoți și plăcuțe individuale |
| Capacitate de încărcare pe unitate de suprafață | Moderat | Comparabil sau mai mare, în funcție de numărul de tampon și de design |
| Domeniu de aplicare tipic | Pompe și ventilatoare de uz general | Turbine, compresoare, pompe de mare viteză |
| Întreținere și inspecție | Mai simplu de inspectat și înlocuit | Necesită atenție la uzura pivotului și alinierea plăcuțelor |
Sarcinile axiale din mașinile rotative apar din diferențele de presiune între rotoare, forțele angrenajului elicoidal sau greutatea unui rotor orientat vertical. Un rulment de tracțiune cu suport de înclinare abordează aceste sarcini cu același principiu de auto-aliniere aplicat lagărelor cu pivot, dar orientat pentru a rezista mișcării de-a lungul axei arborelui.
Fiecare plăcuță de împingere se înclină pentru a forma o peliculă convergentă între el și gulerul de împingere rotativ. Deoarece plăcuțele se pot regla independent, distribuția sarcinii pe întregul inel de plăcuțe tinde să fie mai uniformă decât ceea ce poate obține o suprafață fixă de tracțiune, în special atunci când gulerul nu este perfect perpendicular pe arbore din cauza toleranțelor de fabricație sau a creșterii termice.
| Tip echipament | Sursă tipică de sarcină axială |
|---|---|
| Compresoare centrifugale | Diferența de presiune între treptele rotorului |
| Turbine cu abur și gaz | Forțele de reacție ale lamei și dilatarea termică |
| Pompe verticale | Greutatea ansamblului rotativ plus forța hidraulică |
| Cutii de viteze cu angrenaj elicoidal | Componentă axială generată de unghiul dinților angrenajului |
Vibrația în echipamentele rotative provine adesea din interacțiunea dintre dinamica rotorului și rigiditatea rulmentului și proprietățile de amortizare. A rulment de rulment al plăcuței de înclinare reduce vibrațiile prin mai multe mecanisme interconectate, mai degrabă decât printr-o singură caracteristică.
Deoarece plăcuțele distribuie răspunsul la sarcină pe întreaga circumferință, mai degrabă decât să concentreze forțele de reacție la un arc, rigiditatea generală și amortizarea prezentate rotorului devin mai uniforme în fiecare direcție. Această uniformitate este unul dintre principalele motive pentru care amplitudinile vibrațiilor măsurate la mașinile cu rulmenți cu plăcuțe basculante tind să rămână mai plate într-un interval mai larg de viteză în comparație cu mașinile cu rulmenți fiși, unde vârfurile de amplitudine pot apărea brusc în apropierea anumitor viteze critice.
Datele de teren colectate pe diferite trenuri de compresoare de mare viteză au arătat că conversia de la rulmenți fiși la rulmenți cu plăcuțe basculante în timpul unei reproiectări a dinamicii rotorului poate reduce amplitudinea vibrațiilor la prima viteză critică cu o marjă substanțială, aducând adesea citirile în limitele criteriilor standard de acceptare, în cazul în care proiectarea originală a rulmentului fix avea valori marginale sau defectuoase.
Da. Capacitatea de viteză mare este unul dintre motivele principale pentru care există acest tip de rulment. Parametrul relevant al inginerilor este produsul dintre viteza suprafeței arborelui și diametrul rulmentului, adesea exprimat ca valoare DN. Lagărele fixe tind să-și atingă limita de stabilitate la valori DN mai mici, deoarece viteza pragului de turbion este o funcție directă a geometriei și jocului rulmentului.
Rulmenții cu plăcuțe de înclinare împing acest prag semnificativ mai sus, deoarece termenul de rigiditate încrucișată care provoacă vârtej este în mare parte eliminat din sistem. Acesta este motivul pentru care rulmenții cu suport basculant sunt echipamente standard în aplicații precum turbinele cu abur, seturile de generatoare cu turbine cu gaz, compresoarele centrifuge de mare viteză și pompele cu mai multe trepte care funcționează cu mult peste intervalele de viteză în care rulmenții fiși rămân stabili.
Nu toate mașinile necesită un rulment cu suport basculant. Selecția ar trebui să se bazeze pe condițiile de funcționare, mai degrabă decât să presupunem că designul mai complex este întotdeauna cea mai bună alegere.
Viteza de operare rămâne cu mult sub pragul de stabilitate, direcția sarcinii este constantă, iar aplicația tolerează o întreținere mai simplă, cu mai puține componente de precizie.
Mașina funcționează la viteză relativă mare, suferă o încărcare variabilă sau ușoară sau a prezentat anterior instabilitate la vibrații care se corelează cu o frecvență de vârtej aproape de jumătate din viteza de rulare.
Când o mașină echipată cu rulmenți pentru plăcuțe basculante dezvoltă probleme de vibrații sau termice, cauza principală este adesea legată de starea plăcuțelor, de alimentarea cu lubrifiere sau de aliniere, mai degrabă decât de designul fundamental al rulmentului.
| Simptom | Cauza probabilă |
|---|---|
| Temperatura ridicată a rulmenților | Debit insuficient de ulei sau vâscozitate degradată a lubrifiantului |
| Componentă de vibrație subsincronă | Uzura pivotului plăcuțelor reducând răspunsul de auto-aliniere |
| Model neuniform de uzură a plăcuțelor | Nealinierea arborelui sau distribuția inegală a sarcinii |
| Creșterea bruscă a vibrațiilor la pornire | Film de ulei insuficient în timpul funcționării cu viteză mică |
Monitorizarea de rutină a temperaturii metalului rulmentului și a spectrelor de vibrații rămâne cea mai fiabilă modalitate de a detecta uzura în curs de dezvoltare a plăcuțelor înainte ca aceasta să treacă la o defecțiune funcțională.
Rulmenții cu plăcuțe de înclinare sunt rulmenți hidrodinamici formați din mai multe plăcuțe independente care pivotează pentru a forma pelicule de ulei auto-ajustabile, utilizate pentru a susține sarcini radiale sau axiale în echipamentele rotative.
Fiecare placă pivotează ca răspuns la presiunea locală a peliculei de ulei, permițându-i să formeze o pană convergentă optimă pe măsură ce viteza arborelui și sarcina se schimbă, ceea ce menține arborele centrat fără contact metal cu metal.
Ele elimină în mare măsură rigiditatea cuplajului încrucișat care provoacă vârtejul de ulei și biciul de ulei în rulmenții fiși, permițând mașinilor să funcționeze stabil la viteze mult mai mari.
Distribuind răspunsul la sarcină uniform în jurul arborelui și reducând la minimum forțele de cuplare încrucișată, acestea produc o rigiditate și o amortizare mai uniforme, ceea ce aplatizează răspunsul la vibrații în intervalul de viteză de funcționare.
Da, sunt proiectate special pentru aplicații de mare viteză și sunt standard în turbine, compresoare și pompe de mare viteză în care rulmenții fiși ar deveni instabili.
ZHEJIANG BHS JOURNAL BEARING CO.,LTD. situat în districtul FengXian din Shanghai, compania „BHS” este un profesionist producători de rulmenți axiali cu plăcuțe înclinate și Fabrică de rulmenți înclinați pentru încălțăminte...
Drepturi de autor © 2017 ZHEJIANG BHS JOURNAL BEARING CO.,LTD. Toate drepturile rezervate. Rulmenți cu manson de pernă înclinați Producător din China
