В качестве типичной конструкции подшипника скольжения условия работы и оборудование можно резюмировать следующим образом. Систематический анализ проводился на основе их принципов работы и инженерной практики:
1. Основные применимые условия труда
Высокоскоростная-перегрузка
Основная поддержка: осевой подшипник шейки за счет вращения шейки вала с образованием клиновидной масляной пленки, используя эффект гидродинамического давления для достижения смазки. Жесткость масляной пленки напрямую связана с несущей способностью масляной пленки.
Типовое оборудование: системы поддержки ротора для вращающихся машин, таких как паровые турбины, генераторы и большие компрессоры.
Экстремальные температуры и агрессивные среды
Преимущества материала: подшипники скольжения изготовлены из высоко-термостойких материалов, таких как баббитовые сплавы на основе свинца или олова, и могут выдерживать температуры выше 150 градусов. Не-вкладыши подшипников (например, из ПТФЭ и графита) подходят для работы в агрессивных средах.
Применение: подшипники коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания, подшипники химических технологических насосов.
Высокие требования к точности и стабильности
Динамические характеристики: Подшипник скольжения наклонной подушки автоматически регулируется через подушку, устраняет давление на кромку и обеспечивает высокую стабильность. Например, шпиндель станка с ЧПУ оснащен съемными мульти-клиновыми подшипниками с маслом, радиальный зазор можно регулировать в пределах 5–15 мкм, точность вращения достигает уровня микрометра.
Поддержка данных: моделирование COMSOL показывает, что коэффициент оболочки червяка (отражающий устойчивость ротора) наклонного подшипника более чем на 30% ниже, чем у фиксированного подшипника.
Сценарии низких-тяжелых и ударных нагрузок
Применимость граничной смазки: подшипники скольжения работают за счет граничной смазки при малых скоростях менее 1,5 м/с (коэффициент трения 0,05-0,1). Например, пальцы и втулки для строительной техники и шарниры для горнодобывающего оборудования.
Меры по усилению: использование противозадирной ЕР) смазки или добавление твердой смазки на основе дисульфида молибдена позволяет повысить несущую способность в 2-3 раза.
2. Типичное оборудование для нанесения
Энергия и электричество
Паровая турбина/генератор: цилиндрические, эллиптические или много-подшипники скольжения, используемые для поддержки радиальной нагрузки ротора, в то время как комбинированные подшипники упорной-оси-шеек подвергаются осевой нагрузке (например, определенный тип комбинированного подшипника паровой турбины имеет осевую нагрузку 500 кН).
Генераторная установка ветряной турбины: в подшипнике вала используются двухрядные конические роликовые подшипники и комбинация опорных подшипников, подходящая для изменения угла наклона и отклонения от курса.
Сектор промышленного оборудования
Шпиндель станка: шпиндель высокоточного шлифовального станка оснащен фиксированными мульти-клиновыми масляными подшипниками. Масло низкого-давления (давление 0,5-2 МПа) подается гидравлическим насосом, образуя масляную пленку, исключающую сухое трение. Мобильный многомасляный клиновой подшипник подходит для высоких скоростей и легких нагрузок (скорость вращения более 400 об/мин).
Коробка передач: входной вал редуктора для тяжелых условий эксплуатации-оснащен опорными подшипниками и совмещен с системой принудительной подачи масла (расход 50–100 л/мин), обеспечивающей непрерывное образование масляной пленки.
В сфере транспорта
Силовая установка корабля: кормовая труба большого корабля оснащена опорными подшипниками из белого сплава, а в качестве смазочной среды используется морская вода. Теория кавитации JFO используется для модификации зоны разрушения масляной пленки для адаптации к условиям переменной нагрузки.
Железнодорожный транспорт: подшипник высокоскоростных-тяговых железнодорожных двигателей имеет составную конструкцию с радиальными роликами, которая учитывает требования к высокой-скорости и ударным нагрузкам.
Оборудование для особых условий труда
Главный насос атомной электростанции: опорные подшипники статического давления через внешнюю систему подачи масла образуют масляную пленку высокого давления (давление 10-15 МПа), чтобы обеспечить нулевой износ, соответствие сейсмическим требованиям ядерной безопасности.
Аэрокосмическая промышленность: в валу турбины высокого-давления авиационного двигателя используется рифленый подшипник с гофрированной опорной конструкцией, рассчитанный на работу в условиях высоких температур и-скоростей (скорость > 20 000 об/мин, температура > 500 градусов).
3. Выбор и особенности дизайна
Выбор методов смазки
Условия работы на высоких-скоростях (скорость поверхности > 10 м/с). Предпочтение отдается использованию смазочных колец или масляных насосов под давлением для подачи масла, чтобы избежать чрезмерной температуры из-за смазки консистентной смазкой.
Условия эксплуатации на низкой скорости и при тяжелых нагрузках: используйте смазку под давлением или подшипники скольжения с полусмазкой (например, втулки из спеченной бронзы) для самосмазывания-за счет накопления масла в порах.
Оптимизация геометрических параметров
Соотношение сторон (Д/Д): обычно 0.5 -1.5. При высоких скоростях и небольших нагрузках его можно увеличить до более чем 2 для повышения стабильности.
Толщина масляной пленки: расчетные значения обычно составляют 0,01–0,1 мм и должны быть больше размера пор фильтра (например, . 5 микрон), чтобы предотвратить появление царапин на поверхности.
Подбор материалов
Материал магазина: Высокопрочная легированная сталь (например, . 42CrMo), поверхность закалена до HRC55-60 для обеспечения износостойкости.
Материалы футеровки подшипников: баббитовый сплав на основе олова- (ZCSnSb11-6) подходит для высокоскоростных и легких нагрузок, а баббитовый сплав на основе свинца (ZCPbSb16-2) подходит для средних скоростей и тяжелых нагрузок.