Tel:+86-575-87957662
Email:
ZHEJIANG BHS JOURNAL BEARING CO., LTD. Расположенный в районе Фэнсянь в Шанхае, компания "BHS" является профессиональным производители упорных подшипников с наклонными подушками и Завод подшипников наклонных колодок...
Спросите любого инженера по динамике роторов, что ограничивает быструю машину, и ответ часто начинается с подшипников. Когда скорость ротора превышает 20 000 об/мин, подшипник должен поддерживать тонкую, стабильную масляную пленку, в то время как поверхность под ним движется со скоростью десятки метров в секунду. Выбор правильного подшипники скольжения высокоскоростного двигателя Таким образом, это не столько каталожный вариант, сколько баланс между жесткостью, демпфированием, отводом тепла и технологичностью.
В этом руководстве рассматриваются наиболее важные решения. В нем объясняется, как работает подшипник, какие характеристики указаны в технических характеристиках, как изменяются материалы колодок и геометрия шарнира, а также как изоляция и контроль температуры защищают машину на протяжении всего срока службы. Цель практическая: после прочтения вы сможете написать краткое описание выбора, которое команда разработчиков подшипников сможет использовать без догадок.
На низкой скорости подшипник в основном выдерживает статический вес и умеренную силу дисбаланса. С ростом скорости динамические силы быстро растут, поэтому небольшой дисбаланс масс, который был безвреден при 3000 об/мин, может стать серьезным источником вибрации при 25 000 об/мин. Подшипник должен поглощать эту энергию, не позволяя валу отклоняться от его центра.
Дисбаланс, несоосность и зацепление шестерен создают силы, которые вращаются вместе с валом. Подшипник воспринимает их как знакопеременные нагрузки, направление которых меняется тысячи раз в минуту. Конструкция, которая выглядит адекватной при проверке статической нагрузки, все равно может выйти из строя в эксплуатации, поскольку ее жесткость и демпфирование слишком малы, чтобы подавить резонанс, возникающий во время запуска и выбега.
Скорость резания зависит как от диаметра шейки, так и от скорости вращения. Шейка диаметром 150 мм, вращающаяся со скоростью 20 000 об/мин, обеспечивает скорость поверхности значительно выше 100 м/с. На этих скоростях основным источником тепла становится вязкий сдвиговый нагрев масляной пленки, и подшипник должен отводить это тепло достаточно быстро, чтобы предотвратить разрушение масла и перегрев колодок. Отвод тепла, а не только допустимая нагрузка, часто решает, будет ли проект успешным.
Подшипник с наклонными опорными подушечками построен на основе набора независимых колодок, расположенных вокруг вала. Каждая колодка может свободно наклоняться на своем шарнире, поэтому при вращении вала под каждой колодкой образуется сужающийся масляный клин. Поскольку каждая колодка находит свой собственный угол, подшипник справляется с изменениями нагрузки и скорости гораздо лучше, чем втулка с фиксированной геометрией.
Масло попадает в сужающийся зазор между валом и каждой колодкой, создавая давление, которое поднимает шейку над поверхностью. Каждая колодка устанавливается под равновесным углом, а жесткость и демпфирование пленки напрямую зависят от этого угла. Такое саморегулирующееся поведение является основной причиной, по которой конструкции с наклоняемыми опорами предпочтительны для роторов, которые должны оставаться стабильными в широком диапазоне скоростей.
Прежде чем обсуждать цену, в полной спецификации должны быть указаны физические параметры, диапазон скоростей и механические ограничения. На рисунках ниже представлен типичный диапазон подшипников этого класса.
| Параметр | Типичный диапазон |
|---|---|
| Диаметр отверстия подшипника | от 45 до 250 мм |
| Рабочая скорость | от 5000 до 32000 об/мин |
| Максимальная скорость поверхности | 120 м/с |
| Среднее давление подшипника | 2,6 МПа |
| Количество площадок | 4 или 5 колодок |
| Коэффициент смещения поворота | 0,50, 0,55 или 0,60 |
Опыт эксплуатации показывает, как одно и то же семейство подшипников можно использовать на самых разных машинах. Типичные установки включают следующее.
Большинство проектов в конечном итоге объединяют несколько стандартных вариантов. Общие варианты включают в себя:
Фиксированные упорные подушки Упор наклонной площадки Датчик РДТ Изоляция из ПТФЭ Поворот линии Сферический шарнир
Когда проект требует нестандартного расположения отверстий или шарниров, те же поля таблицы данных, перечисленные выше, необходимы проектной группе, чтобы предложить подходящее решение. подшипники наклонной площадки высокоскоростного двигателя .
Сочетание материалов определяет максимальную температуру, которую может выдержать колодка, как подшипник будет вести себя во время приработки и как он выдержит остановку, когда остаточное тепло проникнет в корпус. Не существует единственного лучшего выбора, есть только выбор, соответствующий рабочему циклу.
Положение поворота определяет, как каждая колодка движется под нагрузкой, что, в свою очередь, контролирует толщину пленки, распределение температуры и динамическую жесткость всего подшипника. Таким образом, выбор оси является одним из наиболее важных проектных решений.
Колодки, повернутые в центре, ведут себя симметрично, что делает их подходящими для машин, которые должны поворачиваться в любом направлении. Сборка проста, а запасы запасных частей легче контролировать, поэтому центральные поворотные опоры часто являются стандартной конфигурацией, когда скорость движения остается умеренной.
Когда скорость поверхности превышает примерно 60 м/с, смещенный шарнир, расположенный по направлению к передней кромке, помогает создать более прочную сходящуюся пленку. Результатом является более низкая температура колодок и более благоприятный баланс жесткости и демпфирования, что помогает подавить вихрь. Смещенные шарниры, как правило, однонаправленные, поэтому направление вращения должно быть зафиксировано и четко указано в описании.
Двигатели, приводимые в движение преобразователями частоты или имеющие неровную магнитную дорожку, могут создавать напряжения на валу. Если возникающий ток протекает через подшипник, он вызывает коррозию рабочей поверхности и быстро сокращает срок службы. Защита подшипника от этого является требованием конструкции, а не дополнительной опцией, если архитектура привода делает вероятными токи на валу.
Диэлектрическое покрытие на одной стороне подшипника прерывает путь тока, не затрагивая поверхность скольжения. Покрытие должно выдерживать температуру масла, процесс сборки и механические нагрузки, не растрескиваясь и не отслаиваясь. Заблаговременное определение требований к изоляции позволяет избежать дорогостоящих доработок при вводе системы привода в эксплуатацию.
Датчики температуры сопротивления, расположенные рядом с нагруженной колодкой, позволяют напрямую наблюдать за тепловым состоянием внутри подшипника. Динамика показаний с течением времени выявляет развивающуюся проблему задолго до того, как будет достигнут порог срабатывания. Мониторинг также важен во время простоя, поскольку остаточное тепло в корпусе может повысить температуру масляной пленки во время остановки машины, а раннее предупреждение помогает операторам решить, когда перезапуск безопасен.
Большинство отказов подшипников в высокоскоростных машинах связано с несоответствием скорости, нагрузки и геометрии колодок, а не с одним дефектным компонентом. В таблице ниже приведены симптомы, которые появляются чаще всего, и меры реагирования, которые обычно помогают.
| Симптом | Вероятная причина | Практический ответ |
|---|---|---|
| Чрезмерное повышение температуры | Низкая толщина пленки или плохой отвод тепла. | Проверьте смещение шарнира, материал колодок и расход масла. |
| Субсинхронная вибрация | Завихрение масла из-за недостаточного демпфирования | Отрегулируйте смещение шарнира и зазор подшипника. |
| Повышение температуры после остановки | Пропитка от остаточного тепла корпуса | Выбирайте материалы, подходящие для остановки нагрева и контролируйте повторный запуск. |
| Питтинг на беговой поверхности | Разряд тока на валу | Добавьте диэлектрическое покрытие и проверьте заземление. |
Устранение симптома в отдельности часто переносит проблему в другое место. Например, изменение смещения шарнира изменяет жесткость и может перенести проблему вибрации в другой диапазон скоростей, поэтому каждое изменение следует проверять на соответствие полному рабочему диапазону.
Конструкции наклонных подушек встречаются в широком спектре вращающегося оборудования, где стабильность на скорости является главной проблемой. Инженерам, работающим с роторами компрессоров и детандеров, знакомы те же вопросы, и многим читателям, исследующим подшипники скольжения с наклонными подушечками для этих машин следуйте пути выбора, указанному в этом руководстве.
Хорошо подготовленное техническое задание сокращает цикл проектирования и уменьшает количество раундов уточнений. В следующем списке представлена информация, которая обычно необходима команде разработчиков подшипников.
Краткое описание, содержащее эти элементы, обычно дает более быстрое и точное техническое предложение, чем запрос, в котором указаны только диаметр ствола и скорость.
Стандартные конструкции обычно работают со скоростью от 5000 до 32 000 об/мин. Точный предел зависит от размера отверстия, скорости резания, смазки и геометрии колодок, поэтому окончательную цифру необходимо сверить с полным рабочим диапазоном.
Да. Доступны как центральный шарнир, так и смещенный шарнир, а коэффициент смещения можно регулировать в практических пределах в соответствии со скоростью поверхности и желаемыми характеристиками жесткости и демпфирования.
Изолирующее покрытие прерывает путь тока вала, который может пройти через подшипник и повредить рабочую поверхность. Это особенно важно в двигателях с приводом от преобразователей частоты или с асимметричными магнитными цепями.
Обычно выбирают медно-хромовую основу с баббитовым покрытием, стальную основу с медно-свинцовой футеровкой и варианты баббита, соответствующие европейским правилам ограничения химических веществ. Каждый из них соответствует разным температурам, нагрузкам и требованиям к документации.
Могут поставляться встроенные датчики RTD, чтобы операторы могли отслеживать изменение температуры площадки с течением времени. Мониторинг помогает обнаруживать возникающие проблемы и поддерживает принятие решений о безопасном перезапуске после остановки.
Центральные поворотные колодки support rotation in either direction and are simpler to maintain. Offset pivot pads are generally used above about 60 m/s and unidirectional rotation, where they can lower pad temperature and improve damping.
Подшипники скольжения высокоскоростных двигателей эффективны, когда скорость, нагрузка, теплоотвод и динамика ротора рассматриваются вместе, а не по отдельности. Размер отверстия, диапазон скоростей, направление нагрузки, материал колодок, геометрия шарнира, изоляция и контроль температуры составляют основу любого выбора звука.
Инженеры, которые с самого начала четко документируют эти параметры, получают максимальную выгоду от процесса проектирования, поскольку конечный подшипник соответствует машине, которую он должен поддерживать. Подготовка полного технического задания — наиболее эффективный первый шаг к надежной установке.
ZHEJIANG BHS JOURNAL BEARING CO., LTD. Расположенный в районе Фэнсянь в Шанхае, компания "BHS" является профессиональным производители упорных подшипников с наклонными подушками и Завод подшипников наклонных колодок...
Авторские права © 2017 ZHEJIANG BHS JOURNAL BEARING CO., LTD. Все права защищены. Китай Подшипники скольжения с наклонными подушками Производители
