به عنوان ساختار معمولی بلبرینگ کشویی، شرایط کار و تجهیزات را می توان به صورت زیر خلاصه کرد. تجزیه و تحلیل سیستماتیک بر اساس اصول کار و شیوه های مهندسی آنها انجام شد:
1. اصلی شرایط کاری قابل اجرا
اضافه بار-سرعت بالا
پشتیبانی اصلی: یاتاقان گردن محوری از طریق چرخش گردن شفت برای تشکیل یک فیلم روغنی خط میخی، با استفاده از اثر فشار هیدرودینامیکی برای رسیدن به روانکاری. سفتی فیلم روغن به طور مستقیم با ظرفیت باربری فیلم روغن مرتبط است.
تجهیزات معمولی: سیستمهای پشتیبانی روتور برای ماشینهای دوار، مانند توربینهای بخار، ژنراتورها و کمپرسورهای بزرگ.
دماهای شدید و محیط های خورنده
مزایای مواد: یاتاقانهای ژورنال از مواد مقاوم در برابر حرارت بالا، مانند آلیاژهای بابیت بر پایه سرب{{1} یا قلع ساخته شدهاند و میتوانند دماهای بالاتر از 150 درجه را تحمل کنند. پوسته های تحمل غیر فلزی (مانند PTFE و گرافیت) برای محیط های رسانه ای خورنده مناسب هستند.
کاربرد: یاتاقان های میل لنگ موتور احتراق داخلی، بلبرینگ پمپ فرآیند شیمیایی.
دقت بالا و نیاز به ثبات
ویژگی های دینامیکی: بلبرینگ کشویی پد شیب به طور خودکار از طریق لنت تنظیم می شود، فشار لبه را از بین می برد و به پایداری بالایی دست می یابد. به عنوان مثال، یک دوک ماشین ابزار CNC از یاتاقانهای متحرک چند{1}روغنی استفاده میکند، فاصله شعاعی را میتوان تا 5-15 میکرومتر تنظیم کرد، دقت چرخش به سطح میکرومتر میرسد.
پشتیبانی از داده ها: شبیه سازی COMSOL نشان می دهد که نسبت پوسته کرم (پایداری روتور منعکس کننده) یاتاقان های شیبدار بیش از 30٪ کمتر از یاتاقان های ثابت است.
سناریوهای بار سنگین-سرعت کم و بار ضربه ای
قابلیت کاربرد روانکاری مرزی: بلبرینگ ژورنال از طریق روانکاری مرزی در سرعت های پایین کمتر از 1.5 متر بر ثانیه (ضریب اصطکاک 0.05-0.1) کار می کند. به عنوان مثال، پین و بوش برای ماشین آلات ساختمانی و نقاط لولا برای تجهیزات معدن.
اقدامات تقویتی: استفاده از گریس فشار شدید EP یا افزودن روان کننده جامد دی سولفید مولیبدن می تواند ظرفیت باربری را 2-3 برابر افزایش دهد.
2. تجهیزات کاربردی معمولی
انرژی و برق
توربین/ژنراتور بخار: یاتاقانهای ژورنال استوانهای، بیضوی یا چند پرهای- که برای تحمل بار شعاعی روتور استفاده میشوند، در حالی که یاتاقانهای ترکیبی گردن رانش-محور- تحت فشار محوری قرار میگیرند (به عنوان مثال، نوع خاصی از بارگذاری محوری بخار محوری 5 دارای یک توربین محوری است).
مجموعه ژنراتور توربین بادی: یاتاقان شفت از یاتاقانهای غلتکی مخروطی دو ردیفه و ترکیبی از یاتاقانهای ژورنال استفاده میکند، مناسب برای تغییر گام و حرکت انحرافی.
بخش ماشین آلات صنعتی
دوک ماشین ابزار: دوک چرخ با دقت بالا از یاتاقانهای گوهای چند{0}روغنی ثابت استفاده میکند. روغن کم فشار- (فشار 0.5-2 mpa) توسط یک پمپ هیدرولیک تامین میشود و یک لایه روغن تشکیل میدهد که از اصطکاک خشک و خاموش شدن آن جلوگیری میکند. یاتاقان های گوه ای چند روغنی متحرک برای بارهای با سرعت بالا و سبک (سرعت چرخش بیشتر از 400r/min) مناسب هستند.
گیربکس: شافت ورودی گیربکس-سنگین دارای یک یاتاقان ژورنال است و با یک سیستم تامین روغن اجباری (سرعت جریان 50-100 لیتر در دقیقه) ترکیب میشود تا از تشکیل فیلم روغن مداوم اطمینان حاصل شود.
در حوزه حمل و نقل
سیستم محرکه کشتی: لوله عقب کشتی بزرگ از بلبرینگ های آلیاژ سفید، آب دریا به عنوان ماده روان کننده استفاده می کند. تئوری کاویتاسیون JFO برای اصلاح ناحیه شکست فیلم روغن برای انطباق با شرایط بار متغیر استفاده می شود.
حمل و نقل ریلی: یاتاقان موتورهای کششی راه آهن با سرعت بالا از ساختار کامپوزیت غلتکی شعاعی استفاده می کند که الزامات سرعت بالا و بار ضربه ای را در نظر می گیرد.
تجهیزات برای شرایط کاری خاص
پمپ اصلی انرژی هسته ای: یاتاقان های ژورنال فشار استاتیک، از طریق سیستم تامین روغن خارجی برای تشکیل یک فیلم روغن فشار بالا (فشار 10-15 mpa)، برای دستیابی به عملیات سایش و پارگی صفر، الزامات لرزه ای ایمنی هسته ای.
هوافضا: شافت توربو فشار بالا{0}موتور هوا از بلبرینگ کاه با ساختار پشتیبانی موجدار برای دمای بالا و سرعت بالا استفاده میکند (سرعت > 20000 دور در دقیقه، دما > 500 درجه).
3. انتخاب و طراحی برجسته
انتخاب روشهای روانکاری
شرایط کار با سرعت بالا (سرعت سطحی > 10 متر بر ثانیه): استفاده از حلقههای روغن یا پمپهای روغن تحت فشار برای تامین روغن برای جلوگیری از دمای بیش از حد به دلیل روانکاری گریس ترجیح داده میشود.
شرایط عملیاتی با سرعت کم و بار سنگین: از گریس فشار یا بلبرینگ های ژورنال نیمه روغن کاری شده (مانند آستین های برنزی متخلخل) برای روانکاری خود- توسط ذخیره روغن در منافذ استفاده کنید.
بهینه سازی پارامترهای هندسی
نسبت تصویر (L/D): معمولاً 0.5 -1.5. در سرعتهای بالا و بارهای سبک، برای بهبود پایداری میتوان آن را به بیش از ۲ افزایش داد.
ضخامت لایه روغن: مقادیر طراحی معمولاً 0.01-0.1 میلی متر است و باید بزرگتر از اندازه منافذ فیلتر (مثلاً{2}} میکرون) باشد تا از خراش ذرات جلوگیری شود.
تطبیق مواد
مواد مجله: فولاد آلیاژی با استحکام بالا (به عنوان مثال. 42CrMo)، سطح خاموش شده تا HRC55-60 برای مقاومت در برابر سایش.
مواد پوشش یاتاقان: آلیاژ بابیت بر پایه{0}قلع (ZCSnSb11-6) برای کاربردهای با سرعت بالا و بارگذاری سبک مناسب است، در حالی که آلیاژ بابیت مبتنی بر سرب (ZCPbSb16-2) برای کاربردهای با سرعت متوسط و بارگذاری سنگین مناسب است.