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...
Vid kryogen bearbetning, återvinning av naturgasvätskor och tåg för energiåtervinning är turboexpandern ofta den mest krävande roterande maskinen i anläggningen. Den arbetar med hög hastighet, bär en relativt lätt rotormassa och måste förbli stabil genom stora förändringar i flöde, tryckförhållande och temperatur. Dessa tre egenskaper, hög hastighet, lätt belastning och varierande driftsförhållanden, bildar en kombination som vanliga hydrodynamiska lager hanterar dåligt. Ett axellager med fast profil kan utveckla oljevirvel och sedan oljepisk, vilket ger subsynkrona vibrationer som kan växa tills rotorns omloppsbana blir instabil. Det är därför expander tippdyna radiallager är allmänt specificerade för denna klass av maskiner.
Tipplagertapplager för expanderservice är inte bara ett lager som råkar användas på expanderare. Det är en lagerarkitektur vald för att dess kuddar kan röra sig. Varje dyna svänger på en pivotpunkt, vilket gör att dynan kan följa rotorn när hastighet och belastning ändras. Resultatet är en hydrodynamisk film som förblir centrerad och en rotor som motstår de destabiliserande krafterna som byggs upp vid höga ythastigheter. I en turboexpander måste lagret också tolerera snabba transienter under uppstart, avstängning och processstörning. En kudde som kan lutas är mycket bättre utrustad för att överleva dessa händelser än ett styvt hållager.
En annan anledning till att expandern är sträng är förhållandet mellan rotordiameter och hastighet. För att hålla ythastigheten inom rimliga gränser är expanderrotorer ofta små i diameter. En liten tapp som körs i hög hastighet skapar en tunn oljefilm med höga skjuvhastigheter. Om lagerspelet inte kontrolleras noggrant kan filmen bli för varm eller för tunn och lagret kan förlora sin lastkapacitet. Tilting pad radiallager tar itu med detta genom att fördela belastningen över flera pads och genom att låta varje pad skapa sin egen oljekil. Följande avsnitt förklarar de designvariabler som är viktigast när du väljer dessa lager för expanderservice.
Det avgörande kännetecknet för ett tipplager är att varje dyna är fri att rotera runt en svängtapp. När rotorn vrids, lutar dynan tills det konvergerande gapet mellan dynan och axeltappen genererar ett hydrodynamiskt tryckfält. Det tryckfältet stödjer lasten. Eftersom dynan kan luta förblir oljekilen stabil även när lastriktningen ändras. I ett fast lager ställs kilen in av hålets geometri, och varje förändring i drifttillståndet kan flytta den minsta filmtjockleken till en ogynnsam plats.
Stabiliteten i höghastighetsexpanderar beror på att subsynkrona vibrationer dämpas. Subsynkrona vibrationer uppstår när rotorn virvlar med en frekvens under körhastigheten. Ett tipplager minskar denna risk eftersom dynorna inte skapar de starka korskopplingskrafter som ett glidlager gör. Korskoppling är ett lagers tendens att trycka rotorn i sidled när den förskjuts i en riktning. Genom att avbryta den kontinuerliga oljefilmen runt axeltappen försvagar kuddarrangemanget den korskopplingen och höjer tröskeln vid vilken instabilitet börjar.
Spelrum och förspänning är de två mest känsliga geometriska variablerna i ett axellager för en expanderkula. Spelet är det diametrala gapet mellan axeltappen och dynans yta. Förspänning är den mängd med vilken dynans hål är mindre än den sammansatta frigångscirkeln. En högre förspänning gör lagret styvare och kan förbättra stabiliteten, men det höjer också oljefilmstemperaturen och ökar effektförlusten. En lägre förspänning minskar temperaturen men kan göra att rotorns omloppsbana blir större.
Vid expanderservice är frigångsfönstret smalt. För mycket spelrum och lagret kan löpa med en tjock men dåligt centrerad film, inbjudande virvel. För lite spelrum och filmen svälter av oljeflöde, vilket orsakar snabb temperaturhöjning. En vanlig branschriktlinje är att ställa in förspänning mellan 0,3 och 0,5 för höghastighetsexpanderlager, men det slutliga värdet måste kontrolleras mot rotordynamik, oljetillförseltemperatur och belastningsriktning. Tabellen nedan sammanfattar de praktiska effekterna.
| Parameter | Lägre värde effekt | Effekt med högre värde | Expander hänsyn |
|---|---|---|---|
| Preload | Lägre styvhet, lägre temperatur | Högre styvhet, högre temperatur | Använd tillräckligt med förspänning för att dämpa subsynkrona vibrationer |
| Clearance | Högre oljeflöde, svalare film | Lägre oljeflöde, varmare film | Håll dig inom smala fönster för att undvika virvling eller överhettning |
| Dyntjocklek | Mer flexibel dyna | Styvare kudde | Balansplattans överensstämmelse med pivotstyvhet |
Smörjmetoden har en direkt effekt på effektförlust och dyntemperatur i höghastighetsexpanderar. Vid översvämmad smörjning fylls lagerhuset med olja och kuddarna körs nedsänkta. Detta tillvägagångssätt ger rikligt med olja och bra kylning, men det skapar också kärnförluster eftersom rotorn och dynorna måste trycka igenom en stor volym olja. Vid riktad smörjning sprutas eller injiceras olja direkt i dynans inlopp. Oljetillförseln mäts, så kärnförlusterna minskar avsevärt och mindre värme genereras. Riktad smörjning är ofta att föredra för expanderlager där ythastigheten är hög och varje kilowatt av parasitförlust har betydelse.
Valet är inte alltid enkelt. Riktad smörjning kräver noggrann munstycksdesign och oljefiltrering, eftersom en igensatt öppning kan svälta en dyna. Översvämmad smörjning är mer förlåtande men mindre effektiv. Många expanderinstallationer använder ett hybridtillvägagångssätt: riktad smörjning till de laddade dynorna och en kontrollerad översvämmad tillförsel till den olastade sidan för kylning. Tabellen nedan jämför de två metoderna.
| Attribut | Översvämmad smörjning | Riktad smörjning |
|---|---|---|
| Oljevolym i hölje | Hög | Låg till måttlig |
| Rörande kraftbortfall | Höger | Lägre |
| Pad temperaturkontroll | Bra men ojämnt | Riktad och effektiv |
| Risk för oljesvält | Låg | Höger if nozzles clog |
| Typisk expanderanvändning | Äldre eller lägre hastigheter | Hög-speed, efficiency-focused units |
Hög rotationshastighet sätter en gräns för axelns ythastighet. Om ythastigheten är för hög skärs oljefilmen våldsamt, temperaturen stiger och lagermaterialet kan försämras. Ett sätt att kontrollera ythastigheten är att minska axeltappens diameter. En mindre axeltapp minskar dock lagrets belastningskapacitet, och det gör också spelregleringen svårare i ett konventionellt kullager med flera delar. Variationen mellan kuddar och mellanlägg kan bli en betydande del av det totala spelet, vilket skadar stabiliteten.
Ett wire EDM-integrerat lager med lutande kuddar löser detta problem. Istället för att montera separata dynor i ett hus, skärs dynorna från ett enda stycke lagermaterial med hjälp av elektrisk urladdningsbearbetning. Resultatet är en struktur i ett stycke med exakt mellanrum mellan dynorna och konsekvent spel. Kuddarna förblir anslutna till den yttre ringen med tunna banor som fungerar som svängtappar. Denna design är särskilt användbar för höghastighetsexpanderrotorer med liten diameter eftersom den upprätthåller en snäv spelreglering utan toleranserna för stapling av en enhet i flera delar.
Urvalsanmärkning: När produkten av axeltappens diameter och körhastighet överskrider en praktisk gräns för ythastighet, utvärdera en integrerad wire EDM-lutningsplatta innan du ökar spelet.
Expanderlastriktningen är inte alltid fixerad. Under normal drift kan den dominerande belastningen komma från rotorvikt eller från processkrafter. Under transienter kan lastvektorn rotera. Ett fyrkuddslager med kuddar vid 0, 90, 180 och 270 grader har olika styvhet i olika riktningar. Ett femplattslager med en last-mellan-dyna-konfiguration ger ofta jämnare styvhet och bättre stabilitet när lastriktningen är osäker.
Valet mellan fyra och fem dynor påverkar också oljeflödet och temperaturen. Fler kuddar betyder fler oljeinlopp och fler kuddsytor, vilket kan öka motståndet men också förbättra kylfördelningen. För expanderare som ser frekventa lastomkastningar eller breda flödesnedsättningar är ett arrangemang med fem kuddar ofta det säkrare valet. För en väldefinierad lastriktning och ett behov av att minimera effektförluster kan det räcka med ett lager med fyra plattor.
Babbitt-legering förblir standardbeklädnadsmaterialet för radiallager för expandertiltplattor. Det erbjuder utmärkt inbäddningsförmåga och formbarhet, vilket hjälper lagret att tolerera små snedställningar och skräp. Babbitt har dock ett begränsat temperaturtak. Över ungefär 120 grader Celsius vid dynans yta minskar dess styrka och risken för avtorkning ökar. I höghastighetsexpanderar kan dyntemperaturen närma sig den gränsen om smörjningen är dålig eller spelet är för snävt.
Design av kylflödesväg är därför kritisk. Riktad smörjning kan leverera kall olja direkt till dynans inlopp. Vissa lager inkluderar även kylkanaler bakom dynan för att ta bort värme från stålunderlaget. Målet är att hålla Babbitt-ytan under dess säkra gräns samtidigt som den bibehåller en stabil oljefilm. Om applikationen kräver högre temperaturer kan alternativa fodermaterial övervägas, men de byter ofta bort viss formbarhet.
Expanderlagerproblem uppstår sällan utan förvarning. Tillståndsövervakning kan upptäcka de tidiga tecknen, men att tolka dem kräver en förståelse för hur kullager för lutningsplattor beter sig. De vanligaste signalerna listas nedan.
Dessa signaler identifierar inte en enda grundorsak. En temperaturhöjning kan orsakas av ett igensatt oljemunstycke, ändrade processförhållanden eller en sliten pivot. En vibrationstopp kan komma från lagret, rotorn eller en koppling. Det korrekta svaret är att samla in trenddata, jämföra dem med baslinjen och involvera en lagerspecialist som kan tolka hela bilden. Att försöka reparera utan den analysen kan göra problemet värre.
Att välja leverantör för radiallager för expandertiltplattor är inte bara en fråga om pris. Leverantören måste förstå rotordynamik, oljefilmsbeteende och de specifika kraven på höghastighetsexpanderservice. En leverantör som endast katalogiserar standardlager kanske inte kan matcha spel-, förspännings- och smörjdetaljerna som din rotor kräver.
När du begär en offert, ange följande driftsparametrar. Ju mer fullständiga uppgifterna är, desto mer exakt är valet.
Anpassningsförmågan är viktig eftersom expanderlager sällan är standardartiklar. Leverantören bör kunna justera dynans geometri, pivotdesign och oljeleverans för att matcha din rotordnamik. Leveranstid och teknisk återkopplingshastighet är också viktigt. En leverantör som reagerar långsamt under urvalsfasen kommer sannolikt att reagera långsamt under ett fabriksavbrott.
Begär offert för radiallager för expandertiltplatta. Skicka in dina driftsparametrar och få en urvalsrekommendation med ledtid och prissättning. Ju mer detaljer du anger, desto snabbare kan den tekniska granskningen påbörjas.
Ett glidlager använder ett fast hål för att generera oljefilmen. Ett tipplager använder separata dynor som svänger för att följa rotorn. Detta minskar korskopplingskrafterna och förbättrar stabiliteten vid hög hastighet, varför det är att föredra för expanderare.
Riktad smörjning levererar olja endast där den behövs, vilket minskar kärnförlusterna och dynans temperatur. Översvämmad smörjning ger mer olja men skapar högre motstånd och kraftförlust, vilket är oönskat vid höghastighetsexpanderdrift.
Högre förspänning ökar lagrets styvhet och kan undertrycka subsynkrona vibrationer, men det höjer också oljefilmstemperaturen. Lägre förspänning går svalare men kan tillåta större rotorbanor. Rätt värde beror på rotordnamik och lastriktning.
Tänk på det när tappdiametern är liten och hastigheten är hög, eftersom spelrumskontroll blir svårt i flerdelade sammansättningar. En inbyggd design bibehåller exakt mellanrum mellan dynorna och konsekvent spel utan toleranser för stapling.
Inkludera axeltappens diameter, varvtalsområde, lastens storlek och riktning, smörjmetod, oljetillförselförhållanden, mål för spelrum och förspänning, utrymmesbegränsningar och övervakningskrav. Detta gör att leverantören kan göra ett korrekt urval.
Håll utkik efter temperaturökning av dynan, subsynkrona vibrationstoppar, fluktuationer i oljefilmstrycket och förändringar i rotorns omloppsbana. Dessa signaler kräver trendanalys och specialistgranskning innan någon reparation görs.
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
