Là cấu trúc điển hình của ổ trục trượt, điều kiện làm việc và thiết bị có thể được tóm tắt như sau. Phân tích có hệ thống được thực hiện trên cơ sở các nguyên tắc làm việc và thực hành kỹ thuật của họ:
1. Điều kiện làm việc áp dụng cốt lõi
Quá tải tốc độ-cao
Hỗ trợ nguyên tắc: ổ trục cổ thông qua chuyển động quay của cổ trục để tạo thành màng dầu hình nêm, sử dụng hiệu ứng áp suất thủy động lực để đạt được sự bôi trơn. Độ cứng của màng dầu liên quan trực tiếp đến khả năng chịu lực của màng dầu.
Thiết bị điển hình: Hệ thống đỡ rôto cho máy móc quay, như tua bin hơi nước, máy phát điện và máy nén lớn.
Nhiệt độ khắc nghiệt và môi trường ăn mòn
Ưu điểm về vật liệu: vòng bi được làm bằng-vật liệu chịu nhiệt độ cao, chẳng hạn như hợp kim Babbit dựa trên chì{1}}hoặc thiếc và có thể chịu được nhiệt độ trên 150 độ . Vỏ ổ trục phi kim loại (chẳng hạn như PTFE và than chì) phù hợp với môi trường có môi trường ăn mòn.
Ứng dụng: Vòng bi trục khuỷu động cơ đốt trong, vòng bi bơm xử lý hóa học.
Yêu cầu độ chính xác và ổn định cao
Đặc tính động: Vòng bi trượt đệm nghiêng tự động điều chỉnh qua đệm, loại bỏ áp lực cạnh và đạt độ ổn định cao. Ví dụ: trục chính của máy công cụ CNC sử dụng vòng bi nêm dầu-có thể tháo rời, độ hở hướng tâm có thể được điều chỉnh thành 5-15μm, độ chính xác khi quay đạt đến mức micromet.
Hỗ trợ dữ liệu: Mô phỏng COMSOL cho thấy tỷ lệ vỏ giun (phản ánh độ ổn định của rôto) của ổ trục nghiêng thấp hơn 30% so với ổ trục cố định.
Kịch bản tải nặng và tải tác động tốc độ thấp-
Khả năng ứng dụng bôi trơn biên: ổ trục hoạt động thông qua bôi trơn biên ở tốc độ thấp dưới 1,5 m/s (hệ số ma sát 0,05-0,1). Ví dụ, chốt và ống lót cho máy xây dựng và điểm bản lề cho thiết bị khai thác mỏ.
Biện pháp gia cố: sử dụng mỡ cực áp EP) hoặc thêm chất bôi trơn rắn molybdenum disulfide có thể nâng cao khả năng chịu lực lên 2-3 lần.
2. Thiết bị ứng dụng điển hình
Năng lượng và điện
Tua bin/máy phát điện hơi nước: ổ trục hình trụ, hình elip hoặc nhiều{0}}cánh được sử dụng để hỗ trợ tải trọng hướng tâm của rôto, trong khi ổ trục kết hợp cổ-trục{2}}lực đẩy phải chịu lực đẩy dọc trục (ví dụ: một loại ổ trục tổ hợp tuabin hơi nhất định có tải trọng dọc trục là 500kN).
Bộ máy phát điện tua bin gió: ổ trục sử dụng tổ hợp ổ lăn hình nón hai hàng và ổ trục, thích hợp cho sự thay đổi bước và chuyển động ngáp.
Lĩnh vực máy móc công nghiệp
Trục máy công cụ: trục máy mài có độ chính xác cao sử dụng vòng bi nêm dầu đa{0}}cố định. Dầu có áp suất-thấp (áp suất 0,5-2 mpa) được cung cấp bởi bơm thủy lực, tạo thành màng dầu giúp tránh hiện tượng ma sát khô. Vòng bi nêm đa dầu di động thích hợp cho tốc độ cao và tải nhẹ (tốc độ quay lớn hơn 400 vòng/phút).
Hộp số: Trục đầu vào của hộp số hạng nặng-có ổ trục và được kết hợp với hệ thống cấp dầu cưỡng bức (tốc độ dòng chảy 50-100L/phút) để đảm bảo hình thành màng dầu liên tục.
Trong lĩnh vực vận tải
Hệ thống đẩy tàu: ống đuôi tàu lớn sử dụng vòng bi hợp kim trắng, nước biển làm môi trường bôi trơn. Lý thuyết xâm thực JFO được sử dụng để điều chỉnh vùng đứt gãy của màng dầu nhằm thích ứng với các điều kiện tải trọng thay đổi.
Vận tải đường sắt: ổ trục của động cơ kéo đường sắt-tốc độ cao sử dụng cấu trúc hỗn hợp con lăn hướng tâm, có tính đến các yêu cầu về tốc độ-cao và tải trọng va đập.
Thiết bị cho điều kiện làm việc đặc biệt
Máy bơm chính năng lượng hạt nhân: Vòng bi tạp chí áp suất tĩnh, thông qua hệ thống cung cấp dầu bên ngoài để tạo thành màng dầu áp suất cao (áp suất 10-15 mpa), để đạt được hoạt động hao mòn bằng không, yêu cầu địa chấn an toàn hạt nhân.
Hàng không vũ trụ: trục turbo áp suất cao-của động cơ hàng không sử dụng ổ trục có cấu trúc đỡ dạng sóng cho môi trường có nhiệt độ cao và-tốc độ cao (tốc độ > 20.000 vòng/phút, nhiệt độ > 500 độ).
3. Điểm nổi bật về lựa chọn và thiết kế
Lựa chọn phương pháp bôi trơn
Điều kiện vận hành tốc độ cao (tốc độ bề mặt > 10m/s): Ưu tiên sử dụng vòng dầu hoặc bơm dầu điều áp để cung cấp dầu nhằm tránh nhiệt độ quá cao do bôi trơn bằng dầu mỡ.
Điều kiện vận hành ở tốc độ thấp và tải nặng: sử dụng mỡ chịu áp lực hoặc vòng bi trục-được bôi trơn bán bôi trơn (chẳng hạn như ống bọc đồng thiêu kết) để tự-bôi trơn bằng cách lưu trữ dầu trong các lỗ rỗng.
Tối ưu hóa tham số hình học
Tỷ lệ khung hình (L/D): thường là 0.5 -1.5. Ở tốc độ cao và tải nhẹ, tỷ lệ này có thể tăng lên hơn 2 để cải thiện độ ổn định.
Độ dày màng dầu: Giá trị thiết kế thường là 0,01-0,1mm và phải lớn hơn kích thước của kích thước lỗ lọc (ví dụ: . 5 micron) để tránh trầy xước hạt.
Kết hợp vật liệu
Chất liệu ổ đạn: Thép hợp kim cường độ cao (ví dụ:. 42CrMo), được tôi bề mặt theo tiêu chuẩn HRC55-60 để chống mài mòn.
Vật liệu lót ổ trục: Hợp kim Babbitt gốc thiếc (ZCSnSb11{2}}6) phù hợp cho các ứng dụng tải nhẹ và tốc độ cao, trong khi hợp kim Babbitt gốc chì (ZCPbSb16-2) phù hợp cho các ứng dụng tải nặng và tốc độ trung bình.