CÔNG TY TNHH VÒNG BI ZHEJIANG BHS JOURNAL đặt tại quận FengXian của Thượng Hải, công ty "BHS", là một công ty chuyên nghiệp các nhà sản xuất vòng bi lực đẩy pad nghiêng Và Nhà máy vòng bi nghiêng...
Trong máy móc quay, tải trọng hướng trục được tạo ra bởi các cánh quạt, cánh quạt và lực thủy lực phải được một bộ phận chuyên dụng đảm nhận. Trong nhiều thập kỷ, giải pháp mặc định là tấm đệm nghiêng có mặt babbitt hoặc một đoạn cố định chạy trên màng dầu. Những thiết kế này hoạt động tốt nhưng phụ thuộc nhiều vào chất lượng dầu bôi trơn, quy trình khởi động và độ ổn định nhiệt. Khi các điều kiện vận hành vượt xa điểm thiết kế, tấm đệm mặt kim loại có thể bị trầy xước, nhòe hoặc bị kẹt trong một khoảng thời gian ngắn.
Đây là lý do tại sao nhiều nhóm thiết kế hiện đang đánh giá vòng bi ptfe và nhìn trộm như một sự thay thế thực tế. Các giải pháp mặt polyme giữ nguyên khung thép và hình dạng nghiêng mà các kỹ sư đã tin tưởng, đồng thời thay thế bề mặt trượt bằng vật liệu chịu được bôi trơn biên, khởi động khô và nhiễm bẩn trong thời gian ngắn tốt hơn nhiều so với kim loại trắng thông thường.
Bài viết này giải thích cách chế tạo vòng bi chặn tấm nghiêng polyme, so sánh hai họ polyme chính, mô tả những lợi ích về hiệu suất quan trọng tại hiện trường và đưa ra khuôn khổ thực tế để chọn vật liệu mặt mặt phù hợp cho máy bơm, động cơ thẳng đứng và máy tua-bin.
A ổ đỡ lực đẩy nghiêng là ổ trượt trơn phân đoạn. Một bộ miếng đệm nằm xung quanh chu vi của vòng cổ hoặc thanh dẫn được gắn vào trục. Mỗi miếng đệm có thể tự do xoay trên một điểm hoặc giá đỡ quả bóng, do đó, nó có thể sử dụng một góc nhỏ cần thiết để hút chất bôi trơn vào một khe hình nêm. Nguyên lý thủy động lực học này cho phép ổ trục chịu tải trọng dọc trục lớn mà không phụ thuộc vào bề mặt cứng, thẳng hàng hoàn hảo.
Trong phiên bản polymer, mỗi miếng đệm bao gồm một chất mang kim loại, thường là thép và một lớp polymer được liên kết hoặc giữ lại về mặt cơ học trên bề mặt làm việc. Giá đỡ mang lại độ cứng và điểm gắn đáng tin cậy cho trục quay. Lớp polymer là bộ phận tiếp xúc với con lăn và nó chi phối phần lớn hoạt động ma sát và mài mòn.
Hình học trục cũng quan trọng như vật liệu đối mặt. Các trục điểm, trục bi và trục linh hoạt đều thay đổi cách miếng đệm phản ứng với tải trọng và độ lệch nhỏ. Các kỹ sư thường chỉ định loại trục cùng với số lượng miếng đệm, thường dao động từ năm đến mười hai tùy thuộc vào đường kính trục và tải trọng.
Mặt babbitt thông thường dựa vào màng dầu dày để tránh tiếp xúc khi khởi động và ở tốc độ thấp. Bề mặt polymer có thể chấp nhận tiếp xúc ranh giới không liên tục mà không bị hư hại ngay lập tức. Điều này không có nghĩa là ổ trục có thể chạy mà không cần bôi trơn, nhưng nó mang lại cho người thiết kế phạm vi an toàn rộng hơn khi tốc độ thấp, tải trọng cao hoặc nguồn cung cấp dầu bị gián đoạn trong thời gian ngắn.
Cả hai vật liệu đều là polyme hiệu suất cao được sử dụng trong các ứng dụng ổ trục đòi hỏi khắt khe, nhưng chúng hoạt động khác nhau. Việc lựa chọn phải dựa trên phạm vi vận hành thay vì dựa trên sở thích chung cho một loại vật liệu.
PTFE có độ ma sát rất thấp và khả năng chống chịu tuyệt vời với nhiều loại hóa chất. Bề mặt của nó dễ dàng giải phóng các chất gây ô nhiễm và tương đối ổn định khi khởi động khô hoặc gần khô. Hạn chế chính của nó là cơ khí. Dưới tải trọng nén cao được duy trì liên tục, nó bò nhiều hơn so với nhựa nhiệt dẻo hiệu suất cao được thiết kế, vì vậy nó phù hợp nhất với tải trọng và nhiệt độ vừa phải.
PEEK có độ cứng cao hơn, khả năng chống rão tốt hơn và hoạt động mạnh mẽ hơn ở nhiệt độ cao. Nó thường được chọn cho tải nặng hơn, tốc độ cao hơn và các ứng dụng trong đó độ ổn định kích thước là rất quan trọng. Ma sát của nó trong điều kiện khô thường cao hơn PTFE, do đó thiết kế bôi trơn xung quanh nó mang nhiều trọng lượng hơn.
| Tài sản | Mặt phải bằng nhựa PTFE | mặt PEEK |
|---|---|---|
| Xu hướng ma sát | Rất thấp | Thấp đến trung bình |
| Leo dưới tải liên tục | Cao hơn | Hạ xuống |
| Kháng hóa chất | Tuyệt vời | Rất tốt |
| Dung sai khởi động khô | Tuyệt vời | Tốt |
| Phạm vi tải điển hình | Trung bình | Trung bình to heavy |
| Phạm vi nhiệt độ điển hình | Trung bình | Cao hơn |
Một quy tắc thực tế: khi khởi động thường xuyên và phương tiện truyền thông tích cực chiếm ưu thế, PTFE thường là ứng cử viên đầu tiên. Khi tải, tốc độ và nhiệt độ chiếm ưu thế, PEEK thường là lựa chọn an toàn hơn.
Giá trị của ổ đỡ đệm nghiêng polyme thể hiện rõ ràng nhất trong các sự kiện nhất thời. Khởi động, tắt máy, thay đổi tải và gián đoạn bôi trơn trong thời gian ngắn là những thời điểm mà các miếng đệm mặt kim loại dễ bị tổn thương nhất và đó là những thời điểm mà mặt polyme rắn mang lại lợi nhuận lớn nhất.
Ma sát thấp làm giảm sự sinh nhiệt ở bề mặt tiếp xúc. Trong vòng bi chặn đệm nghiêng tốc độ cao, điều này quan trọng vì nhiệt không được loại bỏ nhanh chóng có thể làm mỏng màng dầu và tăng tốc độ mài mòn. Mặt polymer có xu hướng ma sát thấp giúp giữ nhiệt độ bề mặt ổn định và khả năng chống bám dính của nó giúp giảm nguy cơ bị giật khi người chạy mất đi sự hỗ trợ thủy động hoàn toàn trong thời gian ngắn.
Nhiều ứng dụng bơm và xử lý liên quan đến chất lỏng tấn công bề mặt kim loại hoặc làm suy giảm chất bôi trơn. Các lớp phủ polymer chịu được nhiều loại vật liệu, khiến chúng rất phù hợp với máy bơm và thiết bị của nhà máy hóa chất xử lý nước có chất rắn hòa tan. Khả năng chống chịu cũng bảo vệ đường ray khỏi hiện tượng mòn thường xảy ra sau quá trình mài mòn do ăn mòn.
Thiết kế miếng đệm nghiêng cho phép mỗi miếng đệm điều chỉnh góc của nó khi chịu tải. Sự tự liên kết này tạo ra một khe hở hội tụ hút dầu vào vùng tiếp xúc và tạo thành một lớp màng ổn định. Khi mặt polyme được kết hợp với hình học này, ổ trục có thể chịu lực dọc trục đáng kể trong khi vẫn chịu được những sai lệch nhỏ xảy ra trong quá trình lắp đặt và tăng trưởng nhiệt.
Vòng bi chặn polyme xuất hiện ở bất kỳ vị trí nào trục quay truyền lực dọc trục và các điều kiện vận hành khiến cho miếng đệm mặt kim loại trở thành một sự thỏa hiệp. Mỗi môi trường thể hiện sự cân bằng khác nhau về tải trọng, tốc độ và tính chất hóa học của chất lỏng, đó là lý do tại sao không có vật liệu một mặt nào là tối ưu ở mọi nơi.
Hãy xem xét một máy bơm trục đứng tại một trạm xử lý nước chạy thường xuyên khi có nhu cầu cao điểm. Trong trường hợp điển hình của loại này, các miếng đệm lực đẩy babbitt nguyên bản đã bị trầy xước sau nhiều lần khởi động khô. Sau khi chuyển sang bố trí miếng đệm nghiêng polyme với bề mặt PTFE, hư hỏng khi khởi động đã giảm do bề mặt chịu được tiếp xúc ranh giới trong thời gian ngắn mà không chuyển vật liệu lên vòng đệm.
Các kỹ sư xem xét ổ đỡ lực đẩy polymer lần đầu tiên thường bắt đầu với vật liệu và làm việc ngược lại. Một cách tiếp cận đáng tin cậy hơn là xác định đường bao vận hành trước tiên và theo sau là lựa chọn đối diện. Trình tự dưới đây là điểm khởi đầu khả thi cho hầu hết các nhiệm vụ của máy bơm và động cơ.
PTFE phù hợp với tải vừa phải, khởi động thường xuyên, môi trường khắc nghiệt và các ứng dụng trong đó ma sát thấp nhất có thể quan trọng hơn độ cứng tối đa. Nó cũng là một lựa chọn phù hợp ở những nơi có khả năng bị ô nhiễm vì bề mặt của nó thỉnh thoảng có khả năng chịu đựng các mảnh vụn tốt hơn nhiều lựa chọn thay thế.
PEEK thích hợp hơn khi tải nặng, tốc độ cao hoặc nhiệt độ tăng đáng kể. Khả năng chống rão của nó giữ cho hình dạng tấm đệm ổn định trong thời gian sử dụng dài, giúp duy trì khe hở hội tụ mà thiết kế nghiêng phụ thuộc vào.
Ngay cả vật liệu ốp mặt tốt nhất cũng hoạt động kém nếu lắp đặt không cẩn thận. Độ phẳng của rãnh chạy, độ hoàn thiện bề mặt và sự căn chỉnh đều ảnh hưởng đến tốc độ ổ trục chặn tấm nghiêng polyme đạt đến trạng thái hoạt động ổn định. Chất bôi trơn sạch và quy trình chạy thử có kiểm soát đều quan trọng như nhau.
Khoảng thời gian chạy thử được kiểm soát cho phép bề mặt polyme phù hợp nhẹ nhàng với đường dẫn. Trong giai đoạn này, tải và tốc độ phải được tăng lên theo từng bước, đồng thời ghi lại nhiệt độ và độ rung ở mỗi giai đoạn. Tải trọng đột ngột trước khi màng được hình thành là nguyên nhân phổ biến nhất gây ra hiện tượng mài mòn sớm có thể tránh được.
Vòng bi PTFE và PEEK cung cấp một phương pháp thiết thực để kết hợp hình dạng đã được chứng minh của vòng bi chặn tấm nghiêng với bề mặt chịu được các điều kiện thường làm hỏng miếng đệm kim loại nhất. Sự lựa chọn đúng đắn phụ thuộc vào bức tranh rõ ràng về tải, tốc độ, nhiệt độ, phương tiện và hoạt động khởi động. Các kỹ sư xác định sớm những điều kiện đó có xu hướng chọn các bề mặt hoạt động đáng tin cậy trong toàn bộ thời gian sử dụng của máy.
Ưu điểm chính là khả năng chịu đựng. Mặt polyme có thể chấp nhận tiếp xúc ranh giới ngắn trong quá trình khởi động, tắt máy và vận hành ở tốc độ thấp mà không bị trầy xước ngay lập tức thường ảnh hưởng đến các miếng đệm mặt kim loại. Điều này mang lại biên độ vận hành rộng hơn và giảm hậu quả của việc bôi trơn không hoàn hảo.
PTFE thường cho thấy xu hướng ma sát thấp hơn trong điều kiện khô hoặc gần khô. Tuy nhiên, PEEK có thể là lựa chọn tốt hơn khi tải, tốc độ hoặc nhiệt độ cao vì độ cứng và khả năng chống rão của nó giữ cho hình dạng tấm đệm ổn định. Sự lựa chọn chính xác phụ thuộc vào phạm vi hoạt động đầy đủ.
Máy bơm tuabin trục đứng và máy bơm ly tâm lớn là những ví dụ phổ biến, đặc biệt khi lực đẩy thủy lực lớn và nguồn cung cấp dầu bôi trơn có thể bị gián đoạn trong quá trình khởi động hoặc tắt máy. Ổ trục phải phù hợp với cường độ lực đẩy và chất lỏng được bơm.
Trong nhiều trường hợp thì có, nhưng hình dạng của khung đỡ, loại trục, độ hoàn thiện của đường chạy và khoảng sáng gầm phải được xem xét trước tiên. Việc trang bị thêm phải được coi là một thay đổi kỹ thuật, với bề mặt mới được xác minh dựa trên dữ liệu tải, tốc độ và nhiệt độ thực tế của máy.
Ổ trượt trơn chịu lực dọc trục thông qua bề mặt trượt phụ thuộc vào màng bôi trơn, thay vì thông qua các con lăn. Vòng bi trơn thường chịu được tải va đập và tốc độ cao cũng như không bị mỏi khi lăn, nhưng chúng cần được chú ý cẩn thận đến việc bôi trơn và tình trạng bề mặt.