ZHEJIANG BHS JOURNAL BEARING CO.,LTD. ตั้งอยู่ใน FengXian District ของ Shanghai บริษัท "BHS" ของ บริษัท เป็นมืออาชีพ ผู้ผลิตตลับลูกปืนกันรุนแผ่นเอียง และ โรงงานผลิตตลับลูกปืนตลับลูกปืน...
ลองถามวิศวกรด้านไดนามิกของโรเตอร์ว่าอะไรคือข้อจำกัดของเครื่องจักรที่เร็ว และคำตอบมักจะเริ่มต้นที่ตลับลูกปืน เมื่อโรเตอร์ไต่ระดับเกิน 20,000 รอบต่อนาที แบริ่งจะต้องคงชั้นฟิล์มน้ำมันที่บางและมั่นคงเอาไว้ ในขณะที่พื้นผิวด้านล่างเคลื่อนที่ด้วยความเร็วหลายสิบเมตรต่อวินาที การเลือกสิ่งที่ถูกต้อง แบริ่งเจอร์นัลมอเตอร์ความเร็วสูง ดังนั้นจึงใช้แบบฝึกหัดแค็ตตาล็อกน้อยลงและมีความสมดุลระหว่างความแข็ง การหน่วง การขจัดความร้อน และความสามารถในการผลิตมากขึ้น
คู่มือนี้จะอธิบายการตัดสินใจที่สำคัญที่สุด โดยจะอธิบายวิธีการทำงานของตลับลูกปืน ข้อกำหนดเฉพาะที่อยู่ในเอกสารข้อมูล พฤติกรรมของวัสดุแผ่นและรูปทรงของเดือยที่เปลี่ยนแปลงไปอย่างไร และการตรวจสอบฉนวนและอุณหภูมิช่วยปกป้องเครื่องจักรตลอดอายุการใช้งานอย่างไร เป้าหมายนั้นใช้ได้จริง: หลังจากอ่านแล้ว คุณควรจะสามารถเขียนบทสรุปการคัดเลือกที่ทีมวิศวกรรมตลับลูกปืนสามารถเสนอราคาโต้แย้งได้โดยไม่ต้องคาดเดา
ที่ความเร็วต่ำ ตลับลูกปืนจะรองรับน้ำหนักคงที่เป็นหลักและมีแรงไม่สมดุลเล็กน้อย เมื่อความเร็วเพิ่มขึ้น แรงแบบไดนามิกจะเติบโตอย่างรวดเร็ว ดังนั้น ความไม่สมดุลของมวลเล็กน้อยซึ่งไม่เป็นอันตรายที่ 3,000 รอบต่อนาที อาจกลายเป็นแหล่งกำเนิดการสั่นสะเทือนที่รุนแรงที่ 25,000 รอบต่อนาที ตลับลูกปืนจะต้องดูดซับพลังงานนี้โดยไม่ปล่อยให้เพลาหลุดออกจากศูนย์กลาง
ความไม่สมดุล การเยื้องศูนย์ และตาข่ายเกียร์ล้วนสร้างแรงที่หมุนไปพร้อมกับเพลา ตลับลูกปืนมองว่าสิ่งเหล่านี้เป็นโหลดสลับกันซึ่งมีการเปลี่ยนทิศทางหลายพันครั้งต่อนาที การออกแบบที่ดูเพียงพอในการตรวจสอบโหลดคงที่อาจยังคงใช้งานไม่ได้ เนื่องจากความแข็งและการหน่วงต่ำเกินไปที่จะระงับเสียงสะท้อนที่ข้ามระหว่างการเริ่มต้นและการเคลื่อนตัวลง
ความเร็วพื้นผิวขึ้นอยู่กับทั้งเส้นผ่านศูนย์กลางของเจอร์นัลและความเร็วในการหมุน วารสารขนาด 150 มม. ที่หมุนด้วยความเร็ว 20,000 รอบต่อนาที จะทำให้ความเร็วพื้นผิวสูงกว่า 100 ม./วินาที ที่ความเร็วเหล่านี้ การให้ความร้อนด้วยแรงเฉือนแบบหนืดในฟิล์มน้ำมันจะกลายเป็นแหล่งความร้อนหลัก และแบริ่งจะต้องพาความร้อนนั้นออกไปเร็วพอที่จะป้องกันการสลายของน้ำมันและแผ่นอิเล็กโทรดร้อนเกินไป การขจัดความร้อนไม่เพียงแต่ความสามารถในการรับน้ำหนักเท่านั้น มักจะตัดสินว่าการออกแบบจะประสบความสำเร็จหรือไม่
แบริ่งเจอร์นัลแผ่นเอียงถูกสร้างขึ้นรอบชุดแผ่นอิเล็กโทรดอิสระที่จัดเรียงไว้รอบเพลา แผ่นแต่ละแผ่นสามารถเอียงบนเดือยได้อย่างอิสระ ดังนั้นลิ่มน้ำมันที่บรรจบกันจึงก่อตัวขึ้นใต้แผ่นแต่ละแผ่นในขณะที่เพลาหมุน เนื่องจากแต่ละแผ่นมีมุมของตัวเอง ตลับลูกปืนจึงรับมือกับการเปลี่ยนแปลงของน้ำหนักและความเร็วได้ดีกว่าปลอกที่มีรูปทรงคงที่มาก
น้ำมันจะถูกลากเข้าไปในช่องว่างที่แคบลงระหว่างเพลาและแผ่นรองแต่ละอัน ทำให้เกิดแรงกดดันในการยกเจอร์นัลออกจากพื้นผิว แผ่นแต่ละแผ่นจะอยู่ที่มุมสมดุล และความแข็งและการหน่วงของฟิล์มจะขึ้นอยู่กับมุมนั้นโดยตรง พฤติกรรมการปรับตัวเองนี้เป็นเหตุผลหลักที่ทำให้โรเตอร์ต้องคงความเสถียรในช่วงความเร็วที่กว้าง จึงนิยมใช้การออกแบบแผ่นเอียง
เอกสารข้อมูลฉบับสมบูรณ์ควรระบุขอบเขตทางกายภาพ หน้าต่างความเร็ว และขีดจำกัดทางกลไก ก่อนที่จะพูดคุยเรื่องราคา รูปภาพด้านล่างแสดงถึงช่วงทั่วไปสำหรับตลับลูกปืนประเภทนี้
| พารามิเตอร์ | ช่วงทั่วไป |
|---|---|
| เส้นผ่านศูนย์กลางรูแบริ่ง | 45 ถึง 250 มม |
| ความเร็วในการทำงาน | 5,000 ถึง 32,000 รอบต่อนาที |
| ความเร็วพื้นผิวสูงสุด | 120 ม./วินาที |
| แรงดันแบริ่งเฉลี่ย | 2.6 เมกะปาสคาล |
| จำนวนแผ่น | 4 หรือ 5 แผ่น |
| อัตราส่วนออฟเซ็ตของจุดหมุน | 0.50, 0.55 หรือ 0.60 |
ประสบการณ์ภาคสนามแสดงให้เห็นว่ากลุ่มตลับลูกปืนเดียวกันสามารถปรับขนาดในเครื่องจักรที่แตกต่างกันมากได้อย่างไร การติดตั้งตัวแทนมีดังต่อไปนี้
โปรเจ็กต์ส่วนใหญ่จบลงด้วยการรวมตัวเลือกมาตรฐานบางอย่างเข้าด้วยกัน ตัวเลือกทั่วไป ได้แก่:
แผ่นแรงผลักดันคงที่ แรงผลักดันของแผ่นเอียง เซ็นเซอร์ RTD ฉนวนไฟเบอร์ เดือยเส้น เดือยทรงกลม
เมื่อโครงการต้องการการจัดเรียงการเจาะหรือเดือยที่ไม่ได้มาตรฐาน ช่องข้อมูลเดียวกันที่แสดงไว้ข้างต้นคือสิ่งที่ทีมออกแบบจำเป็นต้องเสนอวิธีแก้ปัญหาที่เหมาะสมสำหรับ แบริ่งแผ่นเอียงมอเตอร์ความเร็วสูง .
การจับคู่วัสดุจะตัดสินว่าแผ่นอิเล็กโทรดสามารถทนต่ออุณหภูมิด้านบนได้อย่างไร ตลับลูกปืนมีพฤติกรรมอย่างไรในระหว่างการวิ่งเข้า และวิธีที่ตลับลูกปืนจะหยุดเมื่อความร้อนตกค้างซึมเข้าสู่ตัวเครื่อง ไม่มีทางเลือกใดที่ดีที่สุด มีเพียงทางเลือกที่เหมาะกับรอบการทำงานเท่านั้น
ตำแหน่งเดือยจะกำหนดวิธีที่แต่ละแผ่นเคลื่อนที่ภายใต้ภาระ ซึ่งจะควบคุมความหนาของฟิล์ม การกระจายอุณหภูมิ และความแข็งแบบไดนามิกของตลับลูกปืนทั้งหมด ตัวเลือก Pivot จึงเป็นหนึ่งในการตัดสินใจออกแบบที่เป็นผลสืบเนื่องมากที่สุด
แผ่นรองที่หมุนอยู่ตรงกลางจะมีพฤติกรรมสมมาตร ซึ่งทำให้เหมาะสำหรับเครื่องจักรที่ต้องหมุนไปในทิศทางใดทิศทางหนึ่ง การประกอบไม่ซับซ้อนและสินค้าคงคลังอะไหล่ก็จัดการได้ง่ายกว่า ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมแป้นหมุนตรงกลางจึงมักเป็นแบบมาตรฐานเมื่อความเร็วพื้นผิวอยู่ในระดับปานกลาง
เมื่อความเร็วพื้นผิวเกินประมาณ 60 ม./วินาที การวางจุดหมุนเยื้องไปทางขอบนำจะช่วยสร้างฟิล์มที่มาบรรจบกันแข็งแกร่งขึ้น ผลลัพธ์ที่ได้คืออุณหภูมิของผ้าเบรกลดลง และความสมดุลที่ดีขึ้นระหว่างความแข็งและการหน่วง ซึ่งช่วยลดการหมุนวน โดยทั่วไปการหมุนออฟเซ็ตจะเป็นทิศทางเดียว ดังนั้นทิศทางการหมุนจึงต้องได้รับการแก้ไขและระบุไว้อย่างชัดเจนในช่วงสั้นๆ
มอเตอร์ที่ขับเคลื่อนด้วยไดรฟ์ความถี่แปรผันหรือสร้างด้วยเส้นทางแม่เหล็กที่ไม่เท่ากันสามารถพัฒนาแรงดันไฟฟ้าของเพลาได้ หากกระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นไหลผ่านตลับลูกปืน จะทำให้เกิดหลุมที่พื้นผิวการทำงานและทำให้อายุการใช้งานสั้นลงอย่างรวดเร็ว การป้องกันแบริ่งจากสิ่งนี้เป็นข้อกำหนดในการออกแบบ ไม่ใช่ทางเลือกเพิ่มเติม เมื่อใดก็ตามที่สถาปัตยกรรมของไดรฟ์ทำให้เกิดกระแสเพลา
การเคลือบอิเล็กทริกที่ด้านหนึ่งของตลับลูกปืนจะขัดขวางเส้นทางปัจจุบันในขณะที่พื้นผิวเลื่อนไม่ได้รับผลกระทบ สารเคลือบจะต้องทนทานต่ออุณหภูมิน้ำมัน กระบวนการประกอบ และการรับน้ำหนักทางกล โดยไม่แตกร้าวหรือหลุดล่อน การระบุข้อกำหนดด้านฉนวนตั้งแต่เนิ่นๆ จะช่วยหลีกเลี่ยงการทำงานซ้ำที่มีค่าใช้จ่ายสูงเมื่อเริ่มใช้งานระบบขับเคลื่อน
เครื่องตรวจจับอุณหภูมิความต้านทานที่วางอยู่ใกล้กับแผ่นรับน้ำหนักจะช่วยให้มองเห็นสภาพความร้อนภายในตลับลูกปืนได้โดยตรง แนวโน้มการอ่านเมื่อเวลาผ่านไปเผยให้เห็นปัญหาที่กำลังพัฒนามานานก่อนที่จะถึงเกณฑ์การเดินทาง การตรวจสอบยังมีประโยชน์ในระหว่างการหยุดนิ่ง เนื่องจากความร้อนที่ตกค้างในตัวเครื่องอาจทำให้อุณหภูมิของฟิล์มน้ำมันสูงขึ้นในขณะที่เครื่องหยุดทำงาน และการเตือนล่วงหน้าช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานตัดสินใจได้ว่าเมื่อใดที่การรีสตาร์ทจะปลอดภัย
ความล้มเหลวของตลับลูกปืนส่วนใหญ่ในเครื่องจักรความเร็วสูงย้อนกลับไปที่ความเร็ว น้ำหนักบรรทุก และรูปทรงของแผ่นเบรกที่ไม่ตรงกัน มากกว่าที่จะเกิดจากส่วนประกอบที่มีข้อบกพร่องเพียงชิ้นเดียว ตารางด้านล่างสรุปอาการที่ปรากฏบ่อยที่สุดและการออกแบบการตอบสนองที่มักจะช่วยได้
| อาการ | สาเหตุน่าจะ | การตอบสนองในทางปฏิบัติ |
|---|---|---|
| อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นมากเกินไป | ความหนาของฟิล์มต่ำหรือการระบายความร้อนไม่ดี | ตรวจสอบออฟเซ็ตของเดือย วัสดุของแผ่นเบรก และการไหลของน้ำมัน |
| การสั่นสะเทือนแบบซับซิงโครนัส | น้ำมันหมุนวนจากการหน่วงไม่เพียงพอ | ปรับระยะออฟเซ็ตเดือยและระยะห่างลูกปืน |
| อุณหภูมิเพิ่มขึ้นหลังจากหยุด | ความร้อนจากความร้อนที่ตกค้างในที่อยู่อาศัย | เลือกวัสดุที่เหมาะสมกับความร้อนที่หยุดนิ่งและรีสตาร์ทจอภาพ |
| การเกิดหลุมบนพื้นผิวการวิ่ง | การคายประจุกระแสไฟฟ้าของเพลา | เพิ่มการเคลือบอิเล็กทริกและตรวจสอบการต่อสายดิน |
การจัดการกับอาการแบบแยกเดี่ยวมักจะทำให้ปัญหาเคลื่อนไปที่อื่น ตัวอย่างเช่น การเปลี่ยนแปลงการชดเชยการหมุนจะเปลี่ยนความแข็งและอาจเปลี่ยนปัญหาการสั่นไปเป็นช่วงความเร็วที่แตกต่างกัน ดังนั้น การเปลี่ยนแปลงแต่ละครั้งควรได้รับการตรวจสอบโดยเทียบกับขอบเขตการทำงานทั้งหมด
การออกแบบแผ่นเอียงปรากฏในอุปกรณ์หมุนหลายประเภท โดยที่ความเสถียรที่ความเร็วเป็นประเด็นหลัก วิศวกรที่ทำงานเกี่ยวกับคอมเพรสเซอร์และโรเตอร์ส่วนขยายจะรับรู้คำถามเดียวกันนี้ และมีผู้อ่านจำนวนมากที่กำลังค้นคว้าข้อมูลอยู่ ตลับลูกปืนวารสารแผ่นเอียง สำหรับเครื่องเหล่านี้ ให้ปฏิบัติตามเส้นทางการเลือกที่กำหนดไว้ในคู่มือนี้
บรีฟที่เตรียมไว้อย่างดีจะทำให้วงจรการออกแบบสั้นลง และลดจำนวนรอบการชี้แจง รายการต่อไปนี้ครอบคลุมข้อมูลที่ทีมวิศวกรตลับลูกปืนมักต้องการ
โดยทั่วไปบทสรุปที่มีรายการเหล่านี้จะสร้างข้อเสนอทางเทคนิคที่รวดเร็วและแม่นยำมากกว่าคำขอที่แสดงเฉพาะการเจาะและความเร็ว
การออกแบบมาตรฐานโดยทั่วไปจะทำงานตั้งแต่ประมาณ 5,000 รอบต่อนาทีไปจนถึงประมาณ 32,000 รอบต่อนาที ขีดจำกัดที่แน่นอนขึ้นอยู่กับขนาดรู ความเร็วพื้นผิว การหล่อลื่น และรูปทรงของแป้น ดังนั้นตัวเลขสุดท้ายจึงควรได้รับการยืนยันเทียบกับขอบเขตการทำงานทั้งหมด
ใช่. มีทั้งการจัดเรียงเดือยตรงกลางและออฟเซ็ต และอัตราส่วนออฟเซ็ตสามารถปรับได้ภายในช่วงการใช้งานจริงเพื่อให้เหมาะกับความเร็วพื้นผิวและลักษณะความแข็งและการลดแรงสั่นสะเทือนที่ต้องการ
การเคลือบฉนวนจะขัดขวางเส้นทางกระแสของเพลาที่สามารถระบายผ่านตลับลูกปืนและสร้างความเสียหายให้กับพื้นผิวการทำงาน มีความสำคัญอย่างยิ่งในมอเตอร์ที่ขับเคลื่อนด้วยตัวแปลงความถี่หรือสร้างด้วยวงจรแม่เหล็กแบบอสมมาตร
แผ่นรองหลังทองแดง-โครเมียมพร้อมโอเวอร์เลย์แบบ Babitt แผ่นรองหลังทำจากเหล็กพร้อมซับในด้วยทองแดงตะกั่ว และตัวเลือกแบบ Babbitt ที่ตรงตามกฎข้อจำกัดทางเคมีของยุโรปคือตัวเลือกทั่วไป แต่ละประเภทเหมาะสมกับอุณหภูมิ น้ำหนักบรรทุก และข้อกำหนดด้านเอกสารที่แตกต่างกัน
สามารถจัดหาเซ็นเซอร์ RTD ในตัวเพื่อให้ผู้ปฏิบัติงานสามารถกำหนดแนวโน้มอุณหภูมิของแผ่นอิเล็กโทรดเมื่อเวลาผ่านไป การตรวจสอบช่วยตรวจจับปัญหาที่กำลังพัฒนาและสนับสนุนการตัดสินใจรีสตาร์ทอย่างปลอดภัยหลังจากหยุด
แผ่นรองเดือยตรงกลาง 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.
แบริ่งเจอร์นัลของมอเตอร์ความเร็วสูงจะประสบความสำเร็จเมื่อพิจารณาความเร็ว โหลด การกำจัดความร้อน และไดนามิกของโรเตอร์พร้อมกัน แทนที่จะพิจารณาทีละรายการ ขนาดรู หน้าต่างความเร็ว ทิศทางการรับน้ำหนัก วัสดุของแผ่น รูปทรงของเดือย ฉนวน และการตรวจสอบอุณหภูมิเป็นแกนหลักของการเลือกเสียง
วิศวกรที่บันทึกพารามิเตอร์เหล่านี้ไว้อย่างชัดเจนตั้งแต่เริ่มแรกจะได้รับประโยชน์สูงสุดจากกระบวนการออกแบบ เนื่องจากตลับลูกปืนที่ได้จะตรงกับเครื่องจักรที่ต้องรองรับ การเตรียมบทสรุปที่ครบถ้วนเป็นขั้นตอนแรกที่มีประสิทธิผลสูงสุดในการติดตั้งที่เชื่อถือได้