Ổ trục đẩy màng chất lỏng là loại ổ trục sử dụng chất lỏng bôi trơn để tạo thành màng chịu tải-để hỗ trợ tải trọng dọc trục. Nó thường được sử dụng trong tua bin hơi nước, máy nén, máy bơm, động cơ, hộp số, máy-quay tốc độ cao, v.v. Không giống như vòng bi chặn phần tử lăn, vòng bi chặn phần tử lăn chủ yếu được vận hành bằng màng bôi trơn hoặc màng chất lỏng khác để giảm ma sát và mài mòn.
Vòng bi chặn màng chất lỏng-có thể được chia thành nhiều loại khác nhau tùy theo phương pháp tạo màng, cấu trúc ổ trục và nguyên lý hoạt động. Hiểu được đặc điểm cấu trúc và kịch bản ứng dụng của các loại sản phẩm khác nhau này có thể giúp nhà sản xuất thiết bị, kỹ sư và nhân viên thu mua lựa chọn sản phẩm phù hợp dựa trên các điều kiện vận hành cụ thể.
1.Đã sửa lỗi-Tấm đệm chất lỏng-Vòng bi đẩy màng
Ổ trục đẩy màng chất lỏng đệm cố định là một cấu hình cấu trúc phổ biến bao gồm nhiều miếng đệm lực đẩy. Mỗi miếng đệm thường được gắn trong vỏ ổ trục lực đẩy, tạo ra khe hở bôi trơn giữa miếng đệm và bộ phận quay.
Trong quá trình vận hành thiết bị, chất bôi trơn đi vào khu vực làm việc của ổ trục và quay để tạo ra màng chất lỏng hỗ trợ tải trọng dọc trục.
Kiểu thiết kế này được đặc trưng bởi sự trưởng thành, khả năng chịu lực ổn định và phù hợp với mọi loại máy quay công nghiệp. Hiệu suất cụ thể phụ thuộc vào kích thước miếng đệm, vật liệu, điều kiện bôi trơn và tốc độ.
2.Vòng bi lực đẩy màng nghiêng-Tấm đệm-
Vòng bi chặn-nghiêng là một loại vòng bi chặn màng chất lỏng thường được sử dụng trong thiết bị công nghiệp. Không giống như các miếng đệm cố định, các miếng đệm nghiêng được thiết kế để cho phép mỗi miếng đệm lực đẩy xoay nhẹ trong một phạm vi nhất định, tự động điều chỉnh góc làm việc giữa miếng đệm và vòng chặn.
Trong quá trình vận hành, một màng dầu động được hình thành giữa miếng đệm và ống lót lực đẩy. Cấu trúc-đệm nghiêng cho phép điều chỉnh hình dạng của màng dầu theo điều kiện vận hành để phân bổ tải trọng trên đệm cân bằng hơn.
Do đó, loại ổ đỡ màng chất lỏng này thường được sử dụng trong tua bin hơi nước, máy nén, máy bơm nước lớn và các thiết bị quay tải nặng tốc độ cao khác với độ ổn định vận hành cao.
3. Vòng bi đẩy màng phẳng
Vòng bi lực đẩy màng chất lỏng phẳng thường có bề mặt làm việc tương đối phẳng và màng chất lỏng được hình thành giữa các bề mặt chuyển động thông qua môi trường bôi trơn.
Thiết kế đơn giản và hiệu quả trong một số điều kiện tải thấp hoặc trung bình nhất định. Trong quá trình thiết kế thực tế, cần xác định xem có thể thiết lập màng chất lỏng ổn định theo kích thước vòng bi, tốc độ, tải trọng và các thông số dầu bôi trơn hay không.
Đối với máy-tốc độ cao, các yếu tố bổ sung như độ tăng nhiệt độ, độ ổn định của màng dầu và hiệu suất động cũng phải được xem xét.
4. Vòng bi lực đẩy tĩnh
Sự khác biệt chính giữa vòng bi chặn thủy tĩnh và vòng bi chặn màng thủy động lực-thông thường nằm ở sự hình thành màng dầu.
Vòng bi thủy tĩnh sử dụng hệ thống bơm bên ngoài để cung cấp chất bôi trơn có áp suất cho bề mặt làm việc của vòng bi, từ đó tạo thành màng dầu chịu tải ổn định. Vì vậy, ngay cả khi thiết bị hoạt động ở tốc độ thấp hoặc đang trong giai đoạn khởi động, khả năng chịu lực nhất định vẫn có thể được thiết lập nhờ áp lực bên ngoài.
Vòng bi chặn thủy tĩnh thường yêu cầu các bộ phận phụ trợ như hệ thống cấp dầu, bộ hạn chế dòng chảy và thiết bị kiểm soát áp suất. Mặc dù cấu trúc của hệ thống rất phức tạp nhưng việc ứng dụng các vòng bi này trong các khu vực có tốc độ thấp và tải nặng, chuyển động chính xác và yêu cầu về độ chính xác định vị là rất có giá trị.
5. Vòng bi chặn thủy động lực
Vòng bi chặn thủy động lực chủ yếu phụ thuộc vào chuyển động tương đối giữa các bộ phận chuyển động và dầu bôi trơn để tạo ra màng dầu siêu nạp.
Khi thiết bị đạt đến một tốc độ nhất định, chất bôi trơn sẽ đi vào khe hở ổ trục và dưới tác động của các đặc điểm hình học nhất định, một màng chất lỏng chịu tải-được hình thành.
Kiểu thiết kế này không nhất thiết yêu cầu hệ thống cung cấp dầu áp suất cao bên ngoài phức tạp, vì vậy nó được sử dụng rộng rãi trong máy quay tốc độ cao. Tuy nhiên, khả năng chịu lực và trạng thái bôi trơn của nó bị ảnh hưởng bởi tốc độ, tải trọng, độ nhớt của chất bôi trơn, khe hở ổ trục và nhiệt độ.
6. Vòng bi chặn hỗn hợp màng chất lỏng-
Một số vòng bi công nghiệp được thiết kế sử dụng kết hợp nguyên lý thủy động lực và thủy tĩnh, với các cơ chế hình thành màng dầu khác nhau tùy thuộc vào giai đoạn hoạt động.
Khi khởi động hoặc vận hành ở tốc độ thấp, màng dầu có thể được tạo ra thông qua hệ thống cung cấp dầu bên ngoài; khi thiết bị đã chuyển sang hoạt động tốc độ cao thông thường, tải trọng chủ yếu được hỗ trợ bởi màng dầu thủy động lực được tạo ra thông qua chuyển động. Thiết kế này cải thiện điều kiện bôi trơn giai đoạn khởi động của vòng bi và giảm khả năng tiếp xúc trực tiếp với bề mặt làm việc ở tốc độ thấp. Cấu hình này đặc biệt có giá trị đối với các thiết bị có sự thay đổi đáng kể về điều kiện vận hành.
7. Vòng bi đẩy màng khí
Ngoài dầu bôi trơn, một số vòng bi lực đẩy màng chất lỏng còn sử dụng không khí hoặc các loại khí khác làm chất bôi trơn, thường được gọi là vòng bi lực đẩy màng khí.
Do độ nhớt của khí thấp hơn nhiều so với dầu bôi trơn nên ổ trục màng khí có ưu điểm là lực cản ma sát thấp hơn, tốc độ vận hành và không cần bôi trơn bằng dầu truyền thống.
Vòng bi đẩy màng thường được tìm thấy trong-động cơ tốc độ cao, máy móc chính xác, bộ tăng áp và thiết bị yêu cầu môi trường làm việc sạch sẽ. Tuy nhiên, khả năng chịu lực của chúng bị ảnh hưởng bởi kích thước ổ trục, áp suất, khe hở và tốc độ; do đó, thông số kỹ thuật thiết kế phải phù hợp với điều kiện vận hành cụ thể.
Làm thế nào để chọn ổ đỡ lực đẩy màng lỏng phù hợp?
Các loại vòng bi chặn màng chất lỏng khác nhau có đặc tính vận hành riêng biệt và không thể chỉ được lựa chọn dựa trên kích thước vòng bi.
Đầu tiên, xác định tải trọng dọc trục của thiết bị, bao gồm tải trọng vận hành bình thường và mọi tải trọng đỉnh tiềm năng. Thứ hai, xác định tốc độ quay vì điều này ảnh hưởng trực tiếp đến sự hình thành và độ ổn định của màng chất lỏng.
Ngoài ra, phương pháp bôi trơn, nhiệt độ vận hành, độ nhớt của chất bôi trơn, vật liệu ổ trục, không gian lắp đặt, tần suất chu kỳ khởi động và dừng thiết bị, v.v.
Nếu thiết bị cần khởi động và dừng thường xuyên, cần ưu tiên điều kiện bôi trơn trong giai đoạn tốc độ thấp; đối với thiết bị vận hành liên tục ở tốc độ cao, cần ưu tiên độ ổn định của màng dầu, độ tăng nhiệt độ và độ tin cậy của hệ thống bôi trơn.
Câu hỏi thường gặp
Môi trường bôi trơn chính của ổ trục lực đẩy màng lỏng là gì?
Phương tiện bôi trơn thông thường bao gồm các phương tiện khí như dầu bôi trơn, dầu mỡ và không khí. Sự lựa chọn cụ thể phụ thuộc vào kết cấu ổ trục và điều kiện sử dụng của thiết bị.
Vòng bi lực đẩy nghiêng có phù hợp với thiết bị tốc độ cao không?
Cấu trúc-đệm nghiêng cải thiện tình trạng của màng dầu bằng cách thực hiện những điều chỉnh nhỏ đối với miếng đệm để phù hợp với một số thiết bị quay tốc độ cao- nhất định; tuy nhiên, khả năng ứng dụng cụ thể của nó phụ thuộc vào thiết kế ổ trục và điều kiện vận hành.
Sự khác biệt giữa vòng bi lực đẩy tĩnh và động là gì?
Vòng bi chặn thủy tĩnh chủ yếu phụ thuộc vào áp suất bên ngoài để tạo thành màng ổ trục, trong khi vòng bi chặn thủy động lực chủ yếu phụ thuộc vào chuyển động quay để tạo thành màng dầu điều áp. Hai loại này khác nhau về hệ thống cung cấp nhiên liệu, đặc điểm khởi động và kịch bản ứng dụng.
Vòng bi lực đẩy màng lỏng thích hợp cho những loại thiết bị nào?
Các ứng dụng phổ biến bao gồm-máy quay tốc độ cao như tua bin hơi nước, máy nén, máy bơm, động cơ điện, hộp số và bộ tăng áp.
Tóm tắt
Theo cơ chế hình thành và đặc điểm cấu trúc của màng bôi trơn, ổ trục lực đẩy màng chất lỏng có thể được chia thành loại cố định, loại nghiêng, loại thủy động lực, loại tĩnh, loại hỗn hợp và ổ trục lực đẩy màng khí.
Các loại vòng bi lực đẩy màng chất lỏng khác nhau có khả năng chịu lực, phạm vi tốc độ, hiệu suất khởi động, phương pháp bôi trơn và môi trường vận hành khác nhau. Khi lựa chọn vòng bi, cần tính đến tải trọng dọc trục, tốc độ, nhiệt độ, điều kiện bôi trơn, chế độ vận hành và kết cấu thiết bị thay vì chỉ dựa vào kích thước vòng bi.
Các thiết bị công nghiệp như tua bin hơi nước, máy nén, máy bơm và động cơ-tốc độ cao phải được lựa chọn một cách chuyên nghiệp theo các thông số vận hành cụ thể để đảm bảo vòng bi có thể tạo thành màng bôi trơn ổn định nhằm đáp ứng yêu cầu vận hành-lâu dài.