Fost magni li jduru li t-tagħbijiet axjali tagħhom jiddeterminaw is-sopravivenza tal-magna - turbini tal-fwar jimbuttaw il-qoxra, vapuri jniedu eluf ta 'tunnellati ta' spinta minn xaftijiet tal-iskrun, ġeneraturi idrawliċi vertikali jġorru l-piż sħiħ tar-rotor u l-pressjoni idrawlika tar-roti tat-turbina - iġorru l-forzi tal-gaskets f'dak il-forzi taż-żejt. Għandu jkun assemblaġġ ta 'fabbrikazzjoni ta' preċiżjoni, immuntat fuq pedestall riġidu, li għandu jkun ankrat mal-bażi, iċċaqlaq iż-żejt, ineħħi s-sħana u jibqa 'f'mikroni ta' liwi strutturali normali.
A Pedestall Pad Thrust Bearing huwa wieħed tali assemblaġġ. Il-karatteristiċi strutturali tiegħu mhumiex ġejjin minn xi komponent wieħed, iżda minn kif il-komponenti kollha tiegħu - il-kisi tal-bażi, il-pad carrier, l-inforra tal-inklinazzjoni, il-konnettur tal-bilanċ, il-passaġġi taż-żejt, is-siġill u s-sensor - iżommu l-integrità tal-film taż-żejt matul l-operazzjoni kollha bħala sistema. Dawn is-saffi strutturali huma deskritti fil-kapitoli li ġejjin.
Id-Djar tal-Pedestall: Fondazzjoni u Envelop
L-aktar parti ovvja ta 'Bearing tal-Imbottatura tal-Pad tal-Pedestall hija l-bażi nnifisha - ikkastjar kbir jew struttura wweldjata li tista' twettaq kompiti strutturali multipli f'daqqa. L-ewwelnett, tagħti l-pedament riġidu tal-assemblaġġ u l-bolt tat-trasportatur tal-kuxxinett. It-tieni, tifforma tank taż-żejt aktar baxx f'apparat li jillubrika lilhom infushom jew iżomm passaġġ tad-daħla taż-żejt f'sistema ta 'għalf sfurzat. It-tielet, għandu toqob tax-xaft b'housings tas-siġill mibnija-. Ir-raba 'huwa ħanek tal-bolt li jgħaqqad il-bearing kollu mal-bażi jew il-pjanċa tal-bażi tal-għodda tal-magni.
Il-bażi kważi dejjem tinqasam orizzontalment fuq il-linja taċ-ċentru tax-xaft, għalhekk hemm nofs ta 'fuq u nofs ta' isfel konnessi permezz ta 'boltijiet ta' preċiżjoni u pinnijiet. Dan id-disinn maqsum mhux biss għall-faċilità tal-produzzjoni - huwa wkoll għal skopijiet operattivi. In-nofs ta 'fuq jista' jiġi ċċekkjat għall-kuxxini, l-ispezzjoni tal-wiċċ Babbitt u l-kejl tal-clearance mingħajr ma ċaqlaq ix-xaft jew titneħħa n-nofs t'isfel mill-muntaturi tal-pedament tagħha. Il-wiċċ tal-ġonta huwa mmaxinjat għal kuntatt tal-metall mal-metall u, jekk meħtieġ, it-tul kollu tal-ġonta huwa mwitti sa 0.025 mm. Dan jiżgura li t-toqba tal-bearing tibqa 'tond u allinjata meta n-nofsijiet jitpoġġew flimkien.
Il-ħadid fondut huwa materjal komuni għas-sottostrati minħabba li jrażżan il-vibrazzjoni sew u jżomm il-forma tiegħu wara li titneħħa l-istress. Iżda l-pedestalli tal-azzar iwweldjati huma dejjem aktar komuni f'disinji tad-dwana kbar, fejn piż eħfef u kunsinna aktar mgħaġġla huma aktar importanti. L-istudju fil-Ġurnal tal-Inġinerija u Dijanjostika tal-Vibrazzjoni wera li l-pedestall tal-ħadid fondut inaqqas sew il-vibrazzjoni tal-istruttura fil-medda ta '100 sa 500 Hz, li taqbel ma' ħafna sorsi ta 'vibrazzjoni tal-malji komuni ta' vane u ger fit-turbini tal-fwar. Din is-sejba tippermetti li l-ħadid fondut jibqa' utli filwaqt li jittejbu l-metodi tal-iwweldjar.
Pad Carrier u Arkitettura tal-Pad li Tmejjel
Ġewwa l-pedestall, iċ-ċirku tal-ġarr tal-kuxxinett huwa l-qafas tal-immuntar għall-partijiet tal-bearing attivi. Hija biċċa ċrieki maħduma fin - jew solida jew maqsuma biex taqbel mal-konnessjoni orizzontali tal-bażi - li tpoġġi kull kuxxinett li jmejjel f'angolu rett. Jagħti wkoll wiċċ ta 'reazzjoni misjuqa mis-siegla u r-rabta ta' appoġġ tagħha.
Kull kuxxinett li jmejjel huwa sezzjoni forma ta' fan-bi tliet żoni funzjonali fuq il-wiċċ: angolu tad-dħul jew kon fit-tarf ta' quddiem, pressjoni minn konfluwenza ta' kunjardi idrodinamiċi fin-nofs, u waqgħa tal-pressjoni-rqiqa ta' film fit-tarf ta' wara. Il-korp tal-kuxxinett ġeneralment ikun azzar u l-wiċċ operattiv huwa miksi b'liga tal-metall abjad - ħafna drabi Babbitt ibbażat fuq landa-li jsegwi r-regoli ASTM B23 - bi ħxuna lesta ta '0.75 mm sa 2.00 mm. Din il-ħxuna tiddependi fuq id-daqs tas-siegla u t-tagħbija speċifika. Il-bonds ta' Babbitt-ma{-l-azzar huma magħmula permezz ta' ikkastjar ċentrifugali, tferrigħ statiku pre-trattat bil-landa, jew ikkastjar ta' strixxi kontinwu għal użu rqiq u mbagħad ippressat.
Il-fulkru li jsostni kull kuxxinett jeħtieġ attenzjoni speċjali għaliex hija l-parti li tmejjel il-kuxxinett. F'żewġ -servizz ta 'bearing ta' l-ispinta tas-sottostrat, il-pern huwa fiċ-ċentru tas-sottostrat, li joħloq profil ta 'pressjoni simetriku irrispettivament mill-mod kif idur ix-xaft. Għal magni ta'-mod wieħed, li huma aktar komuni, il-pernijiet jimxu lejn ix-xifer ta 'wara, ġeneralment f'55% sa 60% tat-tul tal-ark tal-kuxxinett imkejjel mit-tarf ta' quddiem. Dan iżid il-kapaċità tat-tagħbija b'madwar 15% sa 20%, bl-istess żona tal-kuxxinett u veloċità bħad-disinn tal-pern ċentrali. Il-parti tal-pern nnifisha tista 'tkun ballun tal-azzar iebes, bar rocker ċilindriku, jew linja ta' kuntatt tal-wajer. L-għażla tiddependi fuq id-daqs tat-tagħbija u l-punt sa fejn il-gasket jeħtieġ li tkun inklinata.
The Equalizing Linkage: Kondiviżjoni tat-tagħbija tad-disinn
Anke b'magni preċiżi, l-ebda kullar ta 'l-imbottatura ma huwa kompletament ċatt u l-ebda akkomodazzjoni bażi hija kompletament riġida. Jekk ma jkunx hemm soluzzjoni, l-eqreb punt fuq is-siegla jirċievi aktar spinta u jfalli qabel iż-żmien. Ir-rabta ta' equalizing - magħrufa wkoll bħala sistema ta' disk ċatt - hija soluzzjoni strutturali għal din il-problema.
Il-kunċett huwa mekkanikament sempliċi. Kull kuxxinett jinsab fuq pjanċa orizzontali ta 'fuq, li mbagħad timbotta pjanċa orizzontali t'isfel permezz ta' kuntatt ma 'rocker iebes. Fil-qrib il-pjanċi ta 'fuq u ta' isfel huma konnessi billi jgħaqqdu pinnijiet li jibagħtu moviment minn wieħed għall-ieħor. Meta siegla tiġi knocked down minn kullar lokali, il-pjanċa ta 'fuq tagħha tmejjel, u l-pin iġiegħel pjanċa t'isfel fil-qrib biex tmejjel mod ieħor. Dan isaħħaħ xi ftit il-pads li jaqblu tiegħu u jżid mat-tagħbija tiegħu. Din l-inklinazzjoni tal-katina timxi fl-assemblaġġ kollu, bil-gaskits kollha jiksbu bilanċ tat-tagħbija fuq diversi assi f'dawriet.
L-Alleanza tar-Riċerka dwar il-Makkinarju tat-Turbini fil-Konsorzju tar-Riċerka dwar it-Turbomachinery ta 'Texas A&M University ippubblikat għadd ta' studji dwar il-moviment tal-mekkaniżmi ta 'ekwalizzazzjoni. Ix-xogħol tagħhom juri li l-frizzjoni fil-kuntatt tar-rocker tista 'tnaqqas il-bilanċ billi ddawwar diversi assi waqt bidliet rapidi tat-tagħbija. Is-sejba għandha implikazzjonijiet reali-dinja: Ifisser li pjattaforma ta' thrust bearing li f'daqqa waħda tbiddel it-tagħbija - bħal skrun ta' vapur li jolqot baħar imqaxxar jew turbina li tagħmel waqfien ta' emerġenza - jista' jkollu tagħbija żejda qasira tal-pjattaforma qabel ma l-mekkaniżmu tal-ibbilanċjar jaqbad.
Integrazzjoni tas-Sistema taż-Żejt fl-Istrutturi
Il-pedestall mhuwiex biss kontenitur għaż-żejt - jgħin ukoll fit-trasport taż-żejt. Fid-disinn ta 'tmigħ sfurzat, iż-żejt jidħol minn daħla flanged fuq il-ħajt tal-pedestall u mbagħad jintbagħat lil kull punt ta' tmigħ bażi billi jitferra jew jittaqqab kanal intern fil-korp bażi. Fl-aħħar ta 'kull kanal hemm żennuna jew toqba li tinjetta żejt tal-filtru li jkessaħ f'qasma li tidjieq fuq quddiem tal-kuxxinett li jaqbel.
Il-korsiji tad-drenaġġ taż-żejt huma wkoll iddisinjati bir-reqqa. Wara li ż-żejt inaddaf iż-żona permezz tas-siegla, iż-żejt imsaħħan jidħol fis-sump tal-pedestall t'isfel u mbagħad joħroġ fil-ġonta tad-drenaġġ, li ġeneralment tkun fl-iktar punt baxx tal-qoxra. Il-linja tad-drenaġġ għandha tkun kbira biżżejjed biex timmaniġġja l-fluss taż-żejt kollu sabiex il-livell tal-ilma fil-pool ma jitlax għaż-żona tas-siġill tax-xaft - kawża komuni ta 'tnixxija taż-żejt bażi li tista' tiġi żbaljata b'falliment tas-siġill.
Għal użu ta'-veloċità għolja jew heavy duty, il-pedestall jista' jkollu ġakketta mkessħa bl-ilma-. Dawn il-passaġġi huma mitfugħa fil-ħajt tal-bażi jew miksija b'pannelli miksija bil-bolt-li jċaqalqu l-ilma li jkessaħ il-pjanti minn ġol-pedestall. Dan jiġbed is-sħana direttament miż-żejt permezz tal-ħajt tal-bażi, aktar milli jiddependi biss fuq apparat li jkessaħ iż-żejt estern. APedestall Pad Thrust Bearingtaħdem il-ħin kollu b'tagħbija speċifika 'l fuq minn 2.0 MPa tista' tara żidiet fit-temperatura taż-żejt ta '25 grad sa 35 grad madwar il-pads, u t-tkessiħ tal-ġakketta tal-pedestall jista' jbaxxi dan bi 8 grad sa 12 grad. Dan jgħin biex iżżomm il-ħxuna taż-żejt u s-saħħa tal-film fit-tarf ta 'wara, fejn huwa l-aktar perikoluż.
Siġilli tax-xaft u Integrità tal-Pedestall
Siġill labirint jew ċirku li jżomm f'wiċċ l-ilma huwa installat fid-djar fejn ix-xaft jidħol jew joħroġ mill-pedestall biex jipprevjeni tnixxijiet taż-żejt. Dawn is-siġilli jippermettu wkoll il-movimenti radjali u assjali żgħar waqt it-tħaddim. Il-housings tas-siġill huma mmaxinjati direttament mal-ħitan tat-tarf tal-pedestall, u għandhom dijametru tar-reġistru li jiffokahom fuq ix-xaft. Is-siġill tal-labirint juża sett ta 'snien ċirkolari u skanalaturi li jaqblu biex jagħmel mogħdija ta' tnixxija twila u tkebbib. Is-siġilli taċ-ċirku li jżommu f'wiċċ l-ilma jużaw karbonju segmentat jew ċirku Babbitt li jirkeb fuq film taż-żejt irqiq fuq il-wiċċ tax-xaft, li jissiġilla aktar strett iżda joħloq ukoll aktar frizzjoni.
Tagħmir u Monitoraġġ tal-Kundizzjoni
Fl-istruttura ta' kull bering ta' l-iskrun modern, hemm metodu mibni-fih biex jiċċekkja l-kundizzjoni tiegħu. It-termokoppja jew id-ditekter tat-temperatura tar-reżistenza jiddaħħal f'pads magħżula permezz ta 'toqob imtaqqbin fil-karru tal-kuxxinett u l-ħajt tal-kuxxinett, u l-ponot tas-sensorju jitqiegħdu fi ħdan 1-2 mm tal-wiċċ tal-ġiri Babbitt. Dawn is-sensuri jistgħu jagħtu l-aktar twissija prattika bikrija ta 'ħsara fil-film - problema magħrufa bħala "imsaħ" li sseħħ qabel falliment tal-bearing ħażin.
Sondi tal-pożizzjoni assjali huma mmuntati permezz tal-ħajt ta 'appoġġ, jimmiraw għall-għonq tal-ispinta, ikejlu t-tneħħija u jsegwu l-użu fit-tul tal-Babbitt. Iż-żieda kostanti fil-moviment axjali taħt tagħbija kostanti tfisser li l-Babbitt isir irqaq u irqaq maż-żmien. Jekk jinstab kmieni, ħin ta' waqfien ippjanat u sostituzzjoni ta' gaskits jistgħu jitwettqu, aktar milli tiswijiet ta' emerġenza.
Fondazzjoni Interface u kalibrazzjoni
Il-ħanek tal-bolt fil-bażi tal-bażi huwa konnettur strutturali li jgħaqqad il-bażi jew il-qiegħ tal-magna. Dan il-flanġ huwa mmaxinjat ċatt u spiss ikollu toqob tal-kamin tal-jack għal aġġustament vertikali waqt il-kalibrazzjoni. Il-mudell tal-bolting huwa ddisinjat biex iżomm il-piż vertikali tal-pedestall u l-forzi ta 'reazzjoni orizzontali li jseħħu meta l-ispinta mill-għonq tal-għażil tgħaddi mill-kuxxinett u fl-istruttura bażi.
Iċċekkja l-allinjament bejn il-pedestall u x-xaft qabel ma tinstalla, imbagħad iċċekkja minn żmien għal żmien billi tuża indikaturi ta 'dial ta' preċiżjoni jew għodod ta 'allinjament tal-lejżer. Il-pedestall għandu jallinja l-wiċċ tal-gasket f'angolu rett mal-assi, u t-tolleranza hija ġeneralment frazzjoni tal-ħxuna tal-film taż-żejt minimu - spiss 0.025 mm jew aħjar fir-raġġ tan-nofs tas-siegla. Li tintlaħaq din it-tolleranza teħtieġ mhux biss makkinar preċiż tal-pedestall, iżda wkoll pedament li ma jegħreqx jew liwja taħt tagħbija, rekwiżit li jiġi mitmugħ lura fid-disinn ċivili ta 'strutturi ta' appoġġ tal-magni.
Astratti
Il-karatteristiċi strutturali tal-berings tal-propulsjoni b'kuxxini jikkostitwixxu sistema ta 'konnessjoni. Il-bażi hija riġida u allinjati. Iċ-ċirku tal-ġarr ipoġġi l-kuxxinett fil-pożizzjoni korretta. Is-siegla tipproduċi film idrodinamiku permezz tal-fulkru tagħha u l-wiċċ Babbitt. Ir-rabta equalizing tifrex it-tagħbija. Il-passaġġi taż-żejt interni u l-kmiem tat-tkessiħ jikkontrollaw it-temperatura. Is-siġilli jħallu ż-żejt ġewwa. Sensuri integrati-jipprovdu fluss kostanti ta' data tas-saħħa li jġorru għall-operaturi. Kull komponent jgħin lill-bearings biex iżommu mikron-film irqiq ta' żejt taħt tunnellati ta' tagħbija - kisba strutturali li tagħmel possibbli turbini kilowatt, sistemi ta' propulsjoni tal-baħar-fond u kompressuri industrijali li jappoġġjaw il-ġenerazzjoni moderna tal-enerġija u l-manifattura tqila.
Referenza
Texas A&M Turbomachinery Research Consortium. Analiżi tal-forza statika u mudell komputazzjoni ta' Self-Equalizing Tilting Pad Thrust Bearings. TRC-B&C-01-19, 2020.
ASTM Internazzjonali. ASTM B23-20: Speċifikazzjoni Standard għal Ligi ta' Ligi ta' Metal White Bearing (Magħruf Kummerċjali "Babbitt Metal"). 2020.
Springer Natura. "Kejl Sperimentali tad-Distribuzzjoni tal-Ħxuna tal-Film taż-Żejt f'Bearings ta 'Tilting -Pad Thrust Bl-Użu ta' Metodi Ultrasoniċi." Ġurnal tal-Inġinerija u Dijanjostika tal-Vibrazzjoni, Vol. 9, 2021.
Soċjetà Amerikana ta 'Inġiniera Mekkanika (ASME). Kalkolu u analiżi tal-imbottatura li ġġorr l-Imġieba tal-Ekwalizzazzjoni tal-kuxxinett tal-inklinazzjoni. ASME Turbo Expo Essays, GT2019-90504.