شركة ZHEJIANG BHS JOURNAL BEARING CO. ، LTD. يقع في منطقة FengXian في شنغهاي ، شركة بريت "BHS" ، هي شركة محترفةl إمالة مصنعي محامل الدفع وسادة و مصنع محامل الوسادة المائلة...
تعتمد المعدات الدوارة مثل التوربينات والضواغط والمضخات بشكل كبير على كيفية دعم الدوار داخل غلاف الآلة. يؤثر نوع المحمل المختار بشكل مباشر على استقرار الدوار، وسلوك الاهتزاز، والحد الأقصى للسرعة التي يمكن للآلة الوصول إليها بأمان. تهيمن فئتان عريضتان على الآلات الدوارة الصناعية: المحامل الهندسية الثابتة، حيث يكون سطح المحمل عبارة عن قوس صلب واحد، و محامل وسادة إمالة ، حيث يتم تقسيم السطح الحامل إلى عدة منصات متحركة بشكل مستقل.
هذا التمييز ليس تفاصيل تصميم بسيطة. فهو يغير كيفية تصرف طبقة الزيت تحت الحمل، وكيف يستجيب الدوار للاضطرابات، ومقدار التخليص الذي يجب على مهندسي الإزالة تضمينه في التصميم لتجنب عدم الاستقرار. يساعد فهم هذه الاختلافات المهندسين على تحديد نوع المحمل الصحيح عند تحديد معدات جديدة أو استكشاف مشكلات الاهتزاز المتكررة وإصلاحها.
يستبدل محمل الوسادة المائلة التجويف المستمر الفردي للمحمل الثابت بمجموعة من الوسادات الفردية مرتبة حول العمود. ترتكز كل وسادة على نقطة محورية ويمكن أن تهتز قليلاً استجابةً للقوى الناتجة عن العمود الدوار. يتيح هذا الإجراء المحوري لكل وسادة تشكيل إسفين الزيت المتقارب الخاص بها، بشكل مستقل عن الآخرين.
يظهر التصميم في تكوينين أساسيين اعتمادًا على اتجاه الحمل الذي يتم دعمه.
يدعم الأحمال الشعاعية المتعامدة مع محور العمود. تحيط منصات متعددة بالعمود، كل منها تولد طبقة هيدروديناميكية موضعية تتفاعل مع موضع العمود في الوقت الفعلي.
يدعم الأحمال المحورية على طول محور العمود. يتم ترتيب الوسادات بنمط دائري في مواجهة طوق الدفع، وتميل كل منها للحفاظ على سمك طبقة الزيت الأمثل مع تغير الحمل والسرعة.
يعتمد مبدأ التشغيل على التشحيم الهيدروديناميكي، وهي نفس الظاهرة الفيزيائية التي تحكم أي طبقة مائعة تحمل. عندما يدور العمود، فإنه يسحب الزيت إلى فجوة ضيقة بينه وبين سطح المحمل، مما يولد ضغطًا يرفع العمود ويمركزه دون تلامس المعدن مع المعدن.
في المحمل الثابت، يتشكل هذا الإسفين على طول قوس ثابت واحد، مما يعني أن توزيع الضغط يتم تحديده بالكامل بواسطة هندسة التجويف. في محمل لوحة الإمالة، تقوم كل لوحة بضبط زاويتها الخاصة على سطح العمود استنادًا إلى ضغط الفيلم المحلي، وبالتالي فإن شكل الإسفين يتم تحسينه ذاتيًا في كل موقع لوحة وفي كل حالة تشغيل.
نظرًا لأن كل وسادة تتفاعل بشكل مستقل، فإن محمل الوسادة المائلة يتصرف بشكل فعال مثل عدة محامل صغيرة تعمل معًا، بدلاً من سطح صلب واحد مستمر.
يوضح الرسم البياني أدناه كيف يشكل المحمل الثابت إسفينًا زيتيًا واحدًا مستمرًا مقارنة بكيفية تشكيل محمل الوسادة المائلة لأسافين مستقلة متعددة حول العمود.
تعمل المحامل الثابتة بشكل جيد في العديد من تطبيقات الأغراض العامة، ولكن مع زيادة سرعة الدوار، فإنها تصبح عرضة لظاهرة الاهتزاز ذاتية الإثارة المعروفة باسم دوامة الزيت، وفي حالة شدة أعلى، سوط الزيت. يحدث عدم الاستقرار هذا لأن طبقة الزيت الموجودة في المحمل الثابت يمكن أن تتطور إلى صلابة متقاطعة تغذي الطاقة في حركة الدوار بدلاً من تخميدها.
تعمل محامل الوسادة المائلة على التخلص إلى حد كبير من تأثير الاقتران المتقاطع. نظرًا لأن كل وسادة لها حرية الدوران، فإنها لا تستطيع نقل قوة عرضية مستدامة إلى العمود بنفس الطريقة التي يمكن بها التجويف الصلب. هذا هو السبب الرئيسي وراء كون محامل لوحة الإمالة هي الاختيار الافتراضي للآلات التوربينية عالية السرعة.
| مميزة | تحمل ثابت | إمالة وسادة تحمل |
|---|---|---|
| استقرار فيلم الزيت بسرعة عالية | عرضة لدوامة الزيت فوق عتبات سرعة معينة | أكثر استقرارًا بطبيعتها بسبب استجابة الوسادة المستقلة |
| صلابة متقاطعة | حاضر ويمكن أن يؤدي إلى عدم الاستقرار | الحد الأدنى، نظرًا لأن الوسادات لا يمكنها الحفاظ على الاقتران العرضي |
| التعقيد الميكانيكي | أجزاء متحركة بسيطة وأقل | أكثر تعقيدًا، وتتطلب محاور ومنصات فردية |
| الحمولة لكل وحدة مساحة | معتدل | قابلة للمقارنة أو أعلى، اعتمادًا على عدد الفوط والتصميم |
| نطاق التطبيق النموذجي | مضخات ومراوح للأغراض العامة | التوربينات والضواغط والمضخات عالية السرعة |
| الصيانة والتفتيش | أسهل للفحص والاستبدال | يتطلب الانتباه إلى التآكل المحوري ومحاذاة الوسادة |
تنشأ الأحمال المحورية في الآلات الدوارة من فروق الضغط عبر الدفاعات، أو قوى التروس الحلزونية، أو وزن الدوار الموجه عموديًا. يعالج محمل دفع الوسادة المائلة هذه الأحمال بنفس مبدأ المحاذاة الذاتية المطبق على محامل المجلة، ولكنه موجه لمقاومة الحركة على طول محور العمود.
تميل كل وسادة دفع لتشكل طبقة متقاربة بينها وبين طوق الدفع الدوار. نظرًا لأن الوسادات يمكن ضبطها بشكل مستقل، فإن توزيع الحمل عبر الحلقة الكاملة للوسادات يميل إلى أن يكون أكثر تساويًا مما يمكن أن يحققه سطح الدفع الثابت، خاصة عندما لا تكون الطوق متعامدًا تمامًا مع العمود بسبب تفاوتات التصنيع أو النمو الحراري.
| نوع المعدات | مصدر الحمل المحوري النموذجي |
|---|---|
| ضواغط الطرد المركزي | فرق الضغط عبر مراحل المكره |
| توربينات البخار والغاز | قوى رد فعل الشفرة والتمدد الحراري |
| مضخات عمودية | وزن المجموعة الدوارة بالإضافة إلى الدفع الهيدروليكي |
| علب التروس ذات التروس الحلزونية | المكون المحوري الناتج عن زاوية أسنان التروس |
غالبًا ما ينشأ الاهتزاز في المعدات الدوارة من التفاعل بين ديناميكيات الدوار وصلابة المحمل وخصائص التخميد. أ إمالة مجلة تحمل الوسادة يقلل من الاهتزاز من خلال عدة آليات مترابطة بدلاً من ميزة واحدة.
نظرًا لأن الوسادات توزع استجابة الحمل حول المحيط بالكامل بدلاً من تركيز قوى التفاعل عند قوس واحد، فإن الصلابة والتخميد الإجمالي المقدم للدوار يصبح أكثر تجانسًا في كل اتجاه. يعد هذا التوحيد أحد الأسباب الرئيسية التي تجعل سعات الاهتزاز المقاسة على الآلات ذات المحامل المائلة تميل إلى البقاء مسطحة عبر نطاق سرعة أوسع مقارنة بالآلات ذات المحامل الثابتة، حيث يمكن أن تظهر قمم السعة بشكل حاد بالقرب من سرعات حرجة معينة.
أظهرت البيانات الميدانية التي تم جمعها عبر العديد من قطارات الضاغط عالية السرعة أن التحويل من المحامل الثابتة إلى محامل الوسادة المائلة أثناء إعادة تصميم ديناميكيات الدوار يمكن أن يقلل من سعة الاهتزاز عند السرعة الحرجة الأولى بهامش كبير، مما يجعل القراءات في كثير من الأحيان ضمن معايير القبول القياسية حيث كان لتصميم المحمل الثابت الأصلي قيم هامشية أو فاشلة.
نعم. تعد القدرة على السرعة العالية أحد الأسباب الرئيسية لوجود هذا النوع من المحامل. إن المعلمات التي يتتبعها مهندسو المعلمات ذات الصلة هي نتاج سرعة سطح العمود وقطر المحمل، وغالبًا ما يتم التعبير عنها كقيمة DN. تميل المحامل الثابتة إلى الوصول إلى حد ثباتها عند قيم DN أقل لأن سرعة عتبة الدوامة هي وظيفة مباشرة لهندسة المحمل والخلوص.
تدفع محامل الوسادة المائلة هذه العتبة إلى أعلى بشكل ملحوظ نظرًا لإزالة مصطلح الصلابة المتقاطعة المحفز للدوامة إلى حد كبير من النظام. هذا هو السبب في أن محامل لوحة الإمالة هي معدات قياسية في تطبيقات مثل التوربينات البخارية، ومجموعات مولدات توربينات الغاز، وضواغط الطرد المركزي عالية السرعة، والمضخات متعددة المراحل التي تعمل أعلى بكثير من نطاقات السرعة حيث تظل المحامل الثابتة مستقرة.
لا تتطلب كل آلة محمل وسادة مائلة. يجب أن يعتمد الاختيار على ظروف التشغيل بدلاً من افتراض أن التصميم الأكثر تعقيدًا هو الخيار الأفضل دائمًا.
تظل سرعة التشغيل أقل بكثير من عتبة الاستقرار، ويكون اتجاه الحمل ثابتًا، ويتحمل التطبيق صيانة أبسط مع مكونات أقل دقة.
تعمل الآلة بسرعة نسبية عالية، أو تواجه تحميلًا متغيرًا أو خفيفًا، أو أظهرت سابقًا عدم استقرار الاهتزاز الذي يرتبط بتردد دوامي يقترب من نصف سرعة التشغيل.
عندما تتعرض آلة مجهزة بمحامل وسادة مائلة لمشاكل اهتزاز أو حرارة، غالبًا ما يرتبط السبب الجذري بحالة الوسادة أو مصدر التشحيم أو المحاذاة بدلاً من تصميم المحمل الأساسي.
| أعراض | السبب المحتمل |
|---|---|
| ارتفاع درجة حرارة تحمل | عدم كفاية تدفق الزيت أو انخفاض لزوجة مواد التشحيم |
| مكون الاهتزاز غير المتزامن | يؤدي تآكل الوسادة المحورية إلى تقليل استجابة المحاذاة الذاتية |
| نمط تآكل الوسادة غير المستوي | اختلال العمود أو توزيع الحمل غير المتكافئ |
| زيادة الاهتزاز المفاجئ عند بدء التشغيل | طبقة زيت غير كافية أثناء التشغيل بسرعة منخفضة |
تظل المراقبة الروتينية لدرجة حرارة المعدن وأطياف الاهتزاز هي الطريقة الأكثر موثوقية لاكتشاف تآكل الوسادة المتطور قبل أن يتطور إلى فشل وظيفي.
محامل الوسادة المائلة هي محامل هيدروديناميكية مصنوعة من عدة وسادات مستقلة تدور لتشكل أغشية زيتية ذاتية الضبط، تستخدم لدعم الأحمال الشعاعية أو المحورية في المعدات الدوارة.
تدور كل وسادة استجابةً لضغط طبقة الزيت المحلية، مما يسمح لها بتشكيل إسفين متقارب مثالي مع تغير سرعة العمود والحمل، مما يحافظ على العمود في المنتصف دون تلامس المعدن مع المعدن.
إنها تزيل إلى حد كبير الصلابة المتقاطعة التي تسبب دوامة الزيت وسوط الزيت في المحامل الثابتة، مما يسمح للآلات بالعمل بثبات بسرعات أعلى بكثير.
ومن خلال توزيع استجابة الحمل بالتساوي حول العمود وتقليل قوى الاقتران المتقاطع، فإنها تنتج صلابة وتخميدًا أكثر انتظامًا، مما يؤدي إلى تسطيح استجابة الاهتزاز عبر نطاق سرعة التشغيل.
نعم، إنها مصممة خصيصًا للتطبيقات عالية السرعة وهي قياسية في التوربينات والضواغط والمضخات عالية السرعة حيث تصبح المحامل الثابتة غير مستقرة.