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ZHEJIANG BHS JOURNAL BEARING CO., LTD. Das im Bezirk FengXian in Shanghai ansässige Unternehmen „BHS“ ist ein Profi Hersteller von Kippsegment-Axiallagern Und Kipplagerfabrik...
Vibrationen gehören zu den hartnäckigsten Herausforderungen rotierender Maschinen und Getriebe reagieren aufgrund der hohen Belastungen, variablen Drehzahlen und Drehmomentschwankungen besonders empfindlich darauf. A Kippsegment-Gleitlager wurde speziell zur Behebung dieses Problems entwickelt, indem einzelne Pads in Echtzeit gedreht und an die Schaftbewegung angepasst werden können. Im Gegensatz zu Lagern mit fester Geometrie trägt dieser selbsteinstellende Mechanismus dazu bei, einen stabilen Ölfilm auch unter wechselnden Betriebsbedingungen aufrechtzuerhalten.
In industriellen Anwendungen führen instabile Ölfilme häufig zu einem Phänomen, das als Ölwirbel oder Ölpeitsche bekannt ist und starke subsynchrone Vibrationen verursachen kann. Das schwenkbare Pad-Design unterbricht die Bedingungen, die diese Instabilität erzeugen, und macht es zur bevorzugten Wahl für Hochgeschwindigkeits- und stark belastete Getriebesysteme.
Um zu verstehen, wie a Kippsegment-Gleitlager Bei der Arbeit hilft es, die Kernkomponenten und ihre Interaktion unter Last aufzuschlüsseln.
Jedes Polster im Lagergehäuse ist an einem Drehpunkt montiert, sodass es sich als Reaktion auf die Wellenverschiebung neigen kann. Diese individuelle Bewegung erzeugt einen konvergierenden Ölkeil unter jedem Pad, der hydrodynamischen Druck erzeugt, der die Welle stützt und gleichzeitig Vibrationsenergie dämpft. Da die Pads unabhängig voneinander reagieren, kann sich das Lager an Fehlausrichtung, Wärmeausdehnung und Lastschwankungen anpassen, ohne übermäßige Vibrationen auf das Getriebegehäuse zu übertragen.
Getriebe, die in Turbinen, Kompressoren, Schiffsantrieben und schweren Industrieantrieben verwendet werden, arbeiten häufig mit Geschwindigkeiten, bei denen Festlager anfällig für Instabilität sind. Die folgenden Faktoren erklären, warum Ingenieure diesen Lagertyp für anspruchsvolle Getriebeumgebungen bevorzugen.
Ein häufig genannter Betriebsmaßstab in der rotierenden Anlagentechnik ist, dass Getriebe mit feststehenden Lagern, die über 3.000 U/min laufen, eine deutlich höhere Tendenz zu subsynchronen Vibrationen aufweisen als Getriebe mit schwenkbaren Lagersegmenten. Das macht das Getriebekipplager eine praktische Lösung für stabilitätskritische Anwendungen.
Die Vorteile dieses Lagertyps gehen über die reine Schwingungsdämpfung hinaus. Die folgende Tabelle fasst die wichtigsten Leistungsvorteile im Vergleich zu herkömmlichen Gleitlagern mit fester Auflage zusammen.
| Leistungsfaktor | Festes Gleitlager | Kipplager |
|---|---|---|
| Widerstand gegen Ölwirbel | Niedrig | Hoch |
| Anpassungsfähigkeit laden | Mäßig | Hoch |
| Toleranz gegenüber thermischer Verformung | Begrenzt | Hoch |
| Verschleißrisiko beim Anfahren | Hocher | Niedriger |
| Eignung für schnelllaufende Wellen | Mäßig | Ausgezeichnet |
Diese Anpassungsfähigkeit macht das Design besonders geeignet für a Getriebelager Betrieb mit variablem Drehmoment, wie sie beispielsweise in Windturbinengetrieben, Schiffsuntersetzungsgetrieben und Antriebssträngen von Prozesskompressoren zu finden sind.
Bei der Integration von a Kippsegmentlager für Industriegetriebe Systeme müssen mehrere Betriebsfaktoren überprüft werden, um sicherzustellen, dass das Lager wie vorgesehen funktioniert.
Ingenieure sollten sowohl die stationären als auch die transienten Lastbedingungen bewerten, denen das Getriebe ausgesetzt ist. Insbesondere Antriebssysteme mit variabler Geschwindigkeit profitieren von der adaptiven Natur schwenkbarer Lager, da feste Lager möglicherweise Schwierigkeiten haben, die Stabilität über einen weiten Betriebsbereich aufrechtzuerhalten.
Da das Lager auf einen kontinuierlichen hydrodynamischen Ölfilm angewiesen ist, muss das Schmiersystem einen gleichmäßigen Ölfluss und Druck liefern. Jede Unterbrechung der Versorgung kann die Bildung des Belagkeils beeinträchtigen und die Wirksamkeit der Vibrationsdämpfung verringern.
Der richtige Gehäuseabstand und die richtige Wellenausrichtung sind von entscheidender Bedeutung. Auch wenn das Lager so ausgelegt ist, dass es geringfügige Fehlausrichtungen toleriert, kann eine übermäßige Abweichung über die Konstruktionsgrenzen hinaus im Laufe der Zeit dennoch zu einer ungleichmäßigen Belagbelastung führen.
Zur Auswahl der richtigen Konfiguration gehört mehr als nur die passende Bohrungsgröße. Die folgende Checkliste beschreibt die wichtigsten Auswahlkriterien.
Eine gut abgestimmte Lagerkonfiguration wird nicht allein durch die Größe definiert, sondern auch dadurch, wie gut ihre Dämpfung und ihr Lastverhalten mit dem tatsächlichen dynamischen Verhalten des Getriebewellenstrangs übereinstimmen.
Feldüberwachungsdaten aus Zuverlässigkeitsstudien rotierender Geräte haben gezeigt, dass bei Getrieben, die mit Schwenksegmentlagern nachgerüstet werden, in kritischen Drehzahlbereichen häufig ein messbarer Abfall der Schwingungsamplitude auftritt. Dies ist größtenteils auf den erhöhten Dämpfungskoeffizienten zurückzuführen, der durch die gleichzeitige Wirkung mehrerer Ölfilme um die Welle entsteht.
| Betriebszustand | Typisches Vibrationsverhalten |
|---|---|
| Niedrig Speed Startup | Allmählicher Ölfilmaufbau, minimaler Metallkontakt |
| Nennbetriebsgeschwindigkeit | Stabiler Ölkeil, Vibration mit geringer Amplitude |
| Lastschwankungen | Die Pads passen sich individuell an und behalten die Dämpfung bei |
| Nahezu kritische Geschwindigkeit | Reduzierte Resonanzverstärkung im Vergleich zu Festlagern |
Ein Kippsegmentlager ist eine Art Gleitlager, das aus mehreren einzelnen Segmenten besteht, die sich unabhängig voneinander um die Welle drehen und jeweils einen eigenen hydrodynamischen Ölfilm bilden, um die Drehung zu unterstützen und zu stabilisieren.
Jedes Pad neigt sich je nach Wellenposition und Last leicht und erzeugt einen konvergierenden Ölkeil, der Druck erzeugt, um die Welle zu stützen und gleichzeitig Vibrationen zu dämpfen, die durch Geschwindigkeits- oder Lastschwankungen verursacht werden.
Sie werden eingesetzt, weil sie Ölwirbeln und Ölpeitscheninstabilität widerstehen, sich gut an wechselnde Belastungen anpassen und im Vergleich zu festen Gleitlagern eine bessere Dämpfung bieten, insbesondere bei hohen Betriebsgeschwindigkeiten.
Zu den Hauptvorteilen gehören eine verbesserte Schwingungsdämpfung, eine bessere Toleranz gegenüber Fehlausrichtungen, ein geringerer Anlaufverschleiß und eine stabile Leistung über einen breiten Drehzahl- und Lastbereich.
Die Auswahl sollte auf der Betriebsgeschwindigkeit, der Belastung pro Flächeneinheit, der Anzahl der benötigten Bremsbeläge, den Schmieranforderungen, dem Drehzapfentyp und der thermischen Kompatibilität des Gehäuses basieren, um das Lager an die tatsächliche Wellendynamik anzupassen.
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