Упорный подшипник скольжения: что такое, устройство и принцип работы

Упорные подшипники специально разработаны для восприятия осевых нагрузок. Как правило, они используются для поддержки вала в осевом направлении, обеспечивая ему необходимую устойчивость. Эти подшипники бывают различных форм и размеров и очень часто используются в роторах для поддержания точного расстояния между валами, что позволяет им функционировать должным образом.

Упорный подшипник скольжения

Роторы часто оснащаются сегментными упорными подшипниками, которые способны с легкостью воспринимать осевые нагрузки и относительно просты в установке и обслуживании. Чтобы лучше понять устройство упорных подшипников, рассмотрим, как они работают:

• подшипник состоит из двух одинаковых частей, которые устанавливаются в корпусе ротора;
• части соединяются с помощью элемента, который является ключевым в устройстве подшипника, эти две части выполняются из того же материала, что и сам подшипник скольжения.
• материал подшипника обеспечивает плавное движение частей, поверхность покрыта мягким материалом для уменьшения трения и износа;
• упорный подшипник комплектуется крышкой, которая используется для фиксации соединения между двумя частями и обеспечения герметичности поверхности.

Структура узла

Узел разделен на две секции, соединенные между собой горизонтальными фланцами. Внутри него находится втулка с упорными площадками, на которые садится вал турбины с упорным диском. Упорный диск покрыт баббитом, хотя это не обязательно для максимального увеличения трения в подшипнике.

Подача масла и функциональность упорного подшипника

Масло подается внутрь устройства, тип и характеристики которого определяются исходя из режима и условий эксплуатации механизма. Жидкость полностью заполняет пространство внутри вкладыша, а выйти она может только через отверстие в верхней части узла. Состав продукта обеспечивает вращение упорного диска вала внутри масла и прижатие его к вкладышам силой, идущей в направлении оси.

Действие упорного подшипника заключается в наличии слоя масла между диском и баббитовыми поверхностями колодок, что исключает прямой контакт и тем самым повышает эффективность работы узла и продлевает срок службы его компонентов.

Механизм изделий с масляной смазкой

Верхняя часть вала, которая начала вращаться, захватывает масло и подводит его под накладку. В этот момент на функциональной части колодки формируется уникальное распределение давления, которое способствует образованию плотного и прочного клина жидкости, что легко уравновешивает нагрузку от веса вала и приложенных сил.

Помимо этого, каждая колодка имеет собственный шарнирный механизм, что разрешает ей регулировать свое положение в зависимости от трансформации осевого момента приложения силы. Следовательно, давление масла всегда достаточное для эффективной работы механизма.

Требования к упорным подшипникам скольжения

Производство подшипников упорного типа должно быть надежным. Если деталь выйдет из строя, особенно при вращении вала на высоких скоростях, это может привести к поломке узла вращения и, как следствие, к повреждению канавки. Это может произойти по нескольким основным причинам.

Причины ухудшения качества масла:

• снижение смазывающей способности;
• повышение температуры во время работы;
• плавление баббитовой накладки в контакте с поверхностью подшипника.

Причины повышения температуры:

• чрезмерный нагрев детали;
• недостаточная подача масла;
• неэффективный отвод тепла.

Разрушение масла может быть вызвано различными причинами, но обычно это результат перегрева детали. Повышение температуры обычно является результатом недостаточного количества масла, что приводит к работе подшипника в режиме сухого или полусухого трения. Кроме того, недостаточный отвод тепла может привести к той же проблеме.

Что будет, если неправильно выбрать подшипник

При конструировании оборудования очень важно выбрать подходящую модель подшипника, чтобы гарантировать безопасную и надежную работу. Например, при соединении агрегатов может быть использован радиальный упорный подшипник скольжения без учета сильной осевой нагрузки.

Поэтому при создании узла с продольно нагруженным валом на конструктора ложится основная ответственность за точный расчет силы, которую будет испытывать опорный узел, и определение ее типа и направления.

При конструировании узлов одним из ключевых решений является определение зазора между баббитовой составляющей накладки и поверхностью диска.

При этом необходимо учитывать множество факторов:

• качество поверхностей вала и колодки;
• качество масла;
• способность материала поглощать смачивание;
• конусность диска;
• вибрации механизма во время работы.

Тщательно рассмотрев эти переменные, можно определить оптимальный размер зазора.

Точность зазора и давление

Если характеристики роторного устройства не указывают на высокую степень точности зазора между блоками, то размер этого зазора обычно устанавливается на уровне 50–60 микрон, а во время работы устройства применяется давление 1,5–2 Мп. Однако если желателен высокий уровень точности, то зазор должен составлять 40 микрон, а давление — 3,5–4 Мп.

Важно помнить, что чем меньше зазор, тем выше вероятность перегрева детали — критической температурой является 90°С. При дальнейшем повышении температуры баббитовый слой накладок может расплавиться, что приведет к выходу подшипника из строя.

Экстремальные условия эксплуатации:

1. Подшипники скольжения могут подвергаться более жестким условиям, чем предполагалось.
2. Проблемы могут возникнуть из-за наличия радиальных нагрузок, которые не может выдержать парный опорный подшипник.
3. Резкое изменение нагрузки или, наоборот, слишком резкое ее начало оказывают неблагоприятное воздействие.

Важнейшие аспекты упорных подшипников скольжения

Баббитовый наполнитель оказывает большое влияние на надежность этих узловых элементов. Необходимо учитывать, что оно играет различную роль в упорных и опорных подшипниках. В случае опорных моделей, предназначенных для радиальной нагрузки, набивка работает в условиях сухого и полусухого трения. С другой стороны, изделия упорного типа не испытывают подобных видов трения, поскольку пластина вала «плавает» в масляной ванне и не контактирует с поверхностью баббита.

Хотя это может показаться излишним, в данной ситуации очень важно, чтобы изделие имело слой антифрикционного материала. Без него резкий скачок осевой силы приведет к расплавлению баббита, что приведет к быстрому смещению. Вот тут-то и срабатывает защитная система, чтобы уберечь подшипник и вал от повреждений.

Слой баббита также помогает сохранить колодки от слишком быстрого износа и не дает металлическим частицам попасть в масляную систему. Со временем набивка изнашивается и требует замены при толщине около 0,9 мм.

Мы предлагаем широкий выбор качественных и бюджетных упорных подшипников от ведущих мировых брендов. В нашем каталоге есть все необходимое: от упорных и радиальных до сферических подшипников, идеально подходящих для любого типа оборудования.

Все товары в нашем каталоге являются оригинальными запчастями, с гарантией, действующей в нашей стране. Поэтому вы можете быть уверены, что они будут служить вам долго!