Tel:+86-575 -87957662
Email:
ZHEJIANG BHS JOURNAL BEARING CO., LTD. beläget i FengXian District i Shanghai, företagets bry "BHS", är en professionell tillverkare av axiallager för lutningsdynor och Kullager fabrik...
Fråga vilken rotordynamikingenjör som helst vad som begränsar en snabb maskin, och svaret börjar ofta vid lagren. När en rotor väl klättrar förbi 20 000 rpm måste lagret bibehålla en tunn, stabil oljefilm medan ytan under det rör sig i tiotals meter per sekund. Att välja rätt höghastighets motorlager är därför mindre en katalogövning och mer en balans mellan styvhet, dämpning, värmeavlägsnande och tillverkningsbarhet.
Den här guiden går igenom de beslut som är viktigast. Den förklarar hur lagret fungerar, vilka specifikationer som hör till ett datablad, hur dynmaterial och pivotgeometri förändrar beteendet och hur isolering och temperaturövervakning skyddar maskinen under dess livslängd. Målet är praktiskt: efter att ha läst ska du kunna skriva en urvalsbrief som ett lagerteknikteam kan citera mot utan gissningar.
Vid låg hastighet stödjer ett lager huvudsakligen statisk vikt och en blygsam obalanskraft. När hastigheten ökar växer de dynamiska krafterna snabbt, så en liten massobalans som var ofarlig vid 3 000 rpm kan bli en allvarlig vibrationskälla vid 25 000 rpm. Lagret måste absorbera denna energi utan att låta axeln glida bort från dess centrum.
Obalans, snedställning och växelingrepp genererar alla krafter som roterar med axeln. Lagret ser dessa som alternerande laster vars riktning ändras tusentals gånger per minut. En design som ser adekvat ut vid en statisk belastningskontroll kan fortfarande misslyckas i drift, eftersom dess styvhet och dämpning är för låga för att undertrycka resonansen som korsas under uppstart och utrullning.
Ythastigheten beror på både axeltappens diameter och rotationshastigheten. En 150 mm tappsvarvning vid 20 000 rpm ger en ythastighet långt över 100 m/s. Vid dessa hastigheter blir viskös skjuvvärme i oljefilmen den dominerande värmekällan, och lagret måste föra bort värmen tillräckligt snabbt för att förhindra oljenedbrytning och överhettning av dynan. Värmeavlägsnande, inte bara lastkapacitet, avgör ofta om en design lyckas.
Ett tipplager är byggt runt en uppsättning oberoende kuddar arrangerade runt axeln. Varje dyna är fri att luta på sin pivot, så en konvergerande oljekil bildas under varje dyna när axeln roterar. Eftersom varje dyna hittar sin egen vinkel, klarar lagret förändringar i belastning och hastighet mycket bättre än en hylsa med fast geometri.
Olja dras in i det avsmalnande gapet mellan axeln och varje dyna, vilket skapar tryck som lyfter axeln från ytan. Varje dyna lägger sig i en jämviktsvinkel, och filmens styvhet och dämpning beror direkt på den vinkeln. Detta självjusterande beteende är den främsta anledningen till att vippplattor är att föredra för rotorer som måste förbli stabila över ett brett hastighetsområde.
Ett komplett datablad bör ange det fysiska kuvertet, hastighetsfönstret och de mekaniska gränserna innan någon diskussion om pris. Figurerna nedan representerar ett typiskt område för denna klass av lager.
| Parameter | Typiskt utbud |
|---|---|
| Lagerhålets diameter | 45 till 250 mm |
| Drifthastighet | 5 000 till 32 000 rpm |
| Maximal ythastighet | 120 m/s |
| Genomsnittligt lagertryck | 2,6 MPa |
| Antal kuddar | 4 eller 5 kuddar |
| Pivotförskjutningsförhållande | 0,50, 0,55 eller 0,60 |
Fälterfarenhet visar hur samma lagerfamilj skalar över väldigt olika maskiner. Representativa installationer inkluderar följande.
De flesta projekt slutar med att kombinera några standardalternativ. Vanliga val inkluderar:
Fasta tryckdynor Vippdynas dragkraft RTD-sensor PTFE isolering Linjepivot Sfärisk pivot
När ett projekt kräver en icke-standardiserad borrning eller pivotarrangemang, är samma databladsfält som anges ovan vad ett designteam behöver för att föreslå en lämplig lösning för kullager för höghastighetsmotor .
Materialparningen bestämmer den övre temperaturen en dyna kan tolerera, hur lagret beter sig under inkörning och hur det överlever ett stopp när restvärme tränger in i huset. Det finns inget enskilt bästa val, bara ett val som passar arbetscykeln.
Pivotläget bestämmer hur varje dyna rör sig under belastning, vilket i sin tur styr filmtjocklek, temperaturfördelning och hela lagrets dynamiska styvhet. Pivotval är därför ett av de mest följdriktiga designbesluten.
Kuddar som är vridna i mitten beter sig symmetriskt, vilket gör dem lämpliga för maskiner som måste svänga åt båda hållen. Monteringen är enkel och reservdelslager är enklare att hantera, vilket är anledningen till att centrumpivotkuddar ofta är standardkonfigurationen när ythastigheten förblir måttlig.
När ythastigheten överstiger ungefär 60 m/s hjälper en förskjuten pivot placerad mot framkanten till att bygga en starkare konvergerande film. Resultatet är lägre dyntemperatur och en mer gynnsam balans mellan styvhet och dämpning, vilket hjälper till att undertrycka virvel. Förskjutna svängtappar är i allmänhet enkelriktade, så rotationsriktningen måste vara fast och tydligt anges i korten.
Motorer som drivs av frekvensomriktare eller byggda med ojämna magnetiska banor kan utveckla axelspänningar. Om den resulterande strömmen urladdas genom lagret, bryter den ut löpytan och förkortar livslängden snabbt. Att skydda lagret mot detta är ett designkrav, inte ett tillval, närhelst drivarkitekturen gör axelströmmar sannolika.
En dielektrisk beläggning på ena sidan av lagret avbryter strömbanan samtidigt som den lämnar glidytan opåverkad. Beläggningen måste motstå oljetemperaturen, monteringsprocessen och de mekaniska belastningarna utan att spricka eller delaminera. Genom att specificera isoleringskravet tidigt undviks kostsamma omarbeten när drivsystemet tas i drift.
Motståndstemperaturdetektorer placerade nära den laddade dynan ger en direkt bild av det termiska tillståndet inuti lagret. Att trenda avläsningen över tid avslöjar ett utvecklande problem långt innan en tripptröskel nås. Övervakning är också värdefull vid stillastående, eftersom restvärme i huset kan höja temperaturen på oljefilmen medan maskinen är stoppad, och en tidig varning hjälper förare att avgöra när en omstart är säker.
De flesta lagerfel i höghastighetsmaskiner spårar tillbaka till en oöverensstämmelse mellan hastighet, belastning och dynans geometri snarare än till en enda defekt komponent. Tabellen nedan sammanfattar de symtom som förekommer oftast och de designsvar som brukar hjälpa.
| Symptom | Trolig orsak | Praktiskt svar |
|---|---|---|
| Överdriven temperaturökning | Låg filmtjocklek eller dålig värmeavledning | Granska pivotoffset, dynmaterial och oljeflöde |
| Subsynkron vibration | Oljan virvlar av otillräcklig dämpning | Justera pivotförskjutning och lagerspel |
| Temperaturhöjning efter stopp | Värmeblöts från kvarvarande värme i huset | Välj material som lämpar sig för stillastående värme och monitorns omstart |
| Pitting på löpyta | Axelströmsurladdning | Lägg till en dielektrisk beläggning och verifiera jordningen |
Att ta itu med ett symptom isolerat flyttar ofta problemet någon annanstans. En förändring i svängningsförskjutning, till exempel, ändrar styvheten och kan flytta ett vibrationsproblem till ett annat hastighetsområde, så varje ändring bör kontrolleras mot hela driftsenveloppen.
Design med lutande dynor förekommer i ett brett utbud av roterande utrustning där stabilitet vid hastighet är det centrala problemet. Ingenjörer som arbetar med kompressor- och expanderrotorer kommer att känna igen samma frågor, och många läsare forskar tipplagerlager för dessa maskiner följ valvägen som anges i den här guiden.
En väl förberedd brief förkortar designcykeln och minskar antalet förtydligande omgångar. Följande lista täcker informationen som ett lagerteknikteam vanligtvis behöver.
En brief som innehåller dessa artiklar ger i allmänhet ett snabbare och mer exakt tekniskt förslag än en begäran som endast listar hålet och hastigheten.
Standardkonstruktioner fungerar vanligtvis från cirka 5 000 rpm upp till cirka 32 000 rpm. Den exakta gränsen beror på hålstorlek, ythastighet, smörjning och kuddsgeometri, så den slutliga siffran bör bekräftas mot hela driftsomslaget.
Ja. Center pivot och offset pivot arrangemang är båda tillgängliga, och offsetförhållandet kan justeras inom ett praktiskt område för att passa ythastigheten och önskad styvhet och dämpningsegenskaper.
En isolerande beläggning avbryter axelströmbanor som kan laddas ur genom lagret och skada löpytan. Det är särskilt viktigt i motorer som drivs av frekvensomvandlare eller byggda med asymmetriska magnetkretsar.
Koppar-kromunderlag med babbitt-överdrag, stålunderlag med kopparblyfoder och babbitt-alternativ som uppfyller europeiska kemikalierestriktioner är vanliga val. Var och en passar olika temperatur, belastning och dokumentationskrav.
Inbyggda RTD-sensorer kan levereras så att operatörer kan utveckla dynans temperatur över tiden. Övervakning hjälper till att upptäcka problem under utveckling och stöder säkra omstartsbeslut efter ett stopp.
Center pivot kuddar 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.
Höghastighetslager för motorlager är framgångsrika när hastighet, belastning, värmeavlägsnande och rotordnamik betraktas tillsammans snarare än en i taget. Borrningsstorlek, hastighetsfönster, lastriktning, padmaterial, pivotgeometri, isolering och temperaturövervakning utgör kärnan i alla ljudval.
Ingenjörer som dokumenterar dessa parametrar tydligt från början får mest ut av designprocessen, eftersom det resulterande lagret matchar maskinen som det måste stödja. Att förbereda en komplett brief är det mest effektiva första steget mot en pålitlig installation.
ZHEJIANG BHS JOURNAL BEARING CO., LTD. beläget i FengXian District i Shanghai, företagets bry "BHS", är en professionell tillverkare av axiallager för lutningsdynor och Kullager fabrik...
upphovsrätt © 2017 ZHEJIANG BHS JOURNAL BEARING CO., LTD. Okej Reserverad. Kina Tilting Pad Journal Bearings Tillverkare
