Anwendung und Bedeutung selbstausrichtender Lager in Gasturbinenmaschinen

Herausforderungen der Arbeitsumgebung von Gasturbinenmaschinen
Die Arbeitsumgebung von Gasturbinenmaschinen ist extrem rau, mit Innentemperaturen von Hunderten von Grad Celsius, enormen Drücken und extrem hohen Drehzahlen der Rotoren. Eine solche Umgebung stellt nicht nur die hohe Temperatur- und Druckbeständigkeit des Materials auf die Probe, sondern stellt auch äußerst hohe Anforderungen an die präzise Abstimmung von Lager und Welle. Unter solchen Arbeitsbedingungen kommt es auch bei Materialien höchster Qualität über einen längeren Zeitraum zwangsläufig zu leichten Verformungen. Obwohl solche Verformungen gering sind, reichen sie aus, um den normalen Betrieb des zu beeinträchtigen Lager für Gasturbinenmaschinen und sogar zu erhöhter Reibung und Schmierungsausfällen führen, was letztendlich die Lagerlebensdauer verkürzt und die Stabilität und Zuverlässigkeit des gesamten Systems beeinträchtigt.

Funktionsprinzip und Vorteile von selbstausrichtenden Lagern
Wie der Name schon sagt, handelt es sich bei selbstausrichtenden Lagern um Lagertypen, die ihre Kontaktposition und ihren Kontaktwinkel automatisch anpassen können, um sich an die Verformung der Welle oder des Lagersitzes anzupassen. Sein Konstruktionsprinzip basiert auf der sphärischen Kontaktfläche zwischen Innen- und Außenring. Durch diese Konstruktion stellt sich das Lager bei ungleichmäßiger Belastung oder leichter Neigung der Welle automatisch auf den optimalen Betriebszustand ein und sorgt so für einen guten Kontakt zwischen Wälzkörper und Laufbahn. Diese Fähigkeit zur Selbsteinstellung reduziert die Spannungskonzentration und die durch Verformung verursachte schlechte Schmierung erheblich und verlängert so effektiv die Lebensdauer des Lagers.

Verbessern Sie die Schmiereffizienz: Selbstausrichtende Lager können den besten Kontaktzustand aufrechterhalten, eine gleichmäßige Verteilung des Schmieröls auch bei leichter Verformung der Welle gewährleisten, Reibung und Verschleiß reduzieren und die Gesamteffizienz des Systems verbessern.
Verbessern Sie die Stabilität: Durch die automatische Einstellung können selbstausrichtende Lager Vibrationen und Stöße, die durch Wellenverformung verursacht werden, effektiv absorbieren, den reibungslosen Betrieb der Ausrüstung verbessern und Ausfallzeiten reduzieren.
Verlängern Sie die Lebensdauer: Optimierte Kontakt- und Schmierbedingungen reduzieren die Verschleißrate der Lager erheblich, verlängern die Wartungszyklen und senken die Betriebskosten.
Verbessern Sie die Gerätezuverlässigkeit: Der Einsatz von selbstausrichtenden Lagern verringert das Risiko von Systemausfällen aufgrund von Lagerausfällen und erhöht die Gesamtzuverlässigkeit und Sicherheit der Geräte.
Anwendungsbeispiele in Gasturbinenmaschinen
In Gasturbinenmaschinen wie Gasturbinen und Gasgeneratoren werden selbstausrichtende Lager häufig in wichtigen Teilen von Rotortragsystemen, Kompressoren und Turbinen eingesetzt. Im Rotorsystem einer Gasturbine beispielsweise können selbstausrichtende Lager die durch Hochgeschwindigkeitsrotation erzeugte Zentrifugalkraft und die durch Wärmeausdehnung verursachte Wellenverformung wirksam bewältigen, um einen stabilen Betrieb des Rotors zu gewährleisten. Im Kompressorteil sorgt die Selbsteinstellfähigkeit des selbstausrichtenden Lagers angesichts der starken Einwirkung von Hochdruckgas auf das Lager für eine langfristige Zuverlässigkeit des Lagers und reduziert die durch Lagerschäden verursachte Ausfallzeit.