stringtranslate.com

Фольгированный подшипник

Фольгированный воздушный подшипник
Фольгово-воздушный подшипник вала основного ротора авиационного газотурбинного двигателя.

Подшипник из фольги , также известный как подшипник из фольги и воздуха , представляет собой тип воздушного подшипника . Вал поддерживается податливой подпружиненной футеровкой цапфы из фольги . Когда вал вращается достаточно быстро, рабочая жидкость (обычно воздух ) отталкивает фольгу от вала, так что контакта не происходит. Вал и фольга разделены высоким давлением воздуха, которое создается за счет вращения, которое втягивает газ в подшипник за счет эффекта вязкости. Для создания воздушного зазора необходима высокая скорость вала относительно фольги, и как только это достигается, износа не происходит. В отличие от аэростатических или гидростатических подшипников , алюминиевые подшипники не требуют внешней системы повышения давления рабочей жидкости, поэтому гидродинамический подшипник является самозапускающимся.

Разработка

Схема в разрезе ленточного подшипника, показывающая составные части (внутренние, движущиеся наружу) шейки вала, гладкую верхнюю фольгу, выступающую фольгу (обе пластины соединены) и, наконец, корпус подшипника.
Фольгированный подшипник
График зависимости несущей способности от скорости для подшипников первого и третьего поколений: Нагрузка пропорциональна скорости вращения, длине подшипника и квадрату диаметра вала. Подшипники третьего поколения несут примерно в три раза большую нагрузку, чем подшипники первого поколения.
Грузоподъемность в зависимости от скорости вращения для подшипников Gen I и Gen III

Фольгированные подшипники были впервые разработаны в конце 1950-х годов компанией AiResearch Mfg. Co., входящей в состав корпорации Garrett, с использованием независимых фондов исследований и разработок для обслуживания военных и космических приложений. [1] [2] Впервые они были испытаны для коммерческого использования в охлаждающих турбинах самолетов Boeing 727 и Boeing 737 United Airlines в начале и середине 1960-х годов. [3] Фольгированные подшипники машин с воздушным циклом Garrett AiResearch были впервые установлены в качестве оригинального оборудования в 1969 году в системах экологического контроля DC-10 . Фольгированные подшипники Garrett AiResearch были установлены на все военные самолеты США взамен существующих подшипников качения с масляной смазкой. Способность работать при криогенных температурах газа и при очень высоких температурах дала подшипникам из фольги множество других потенциальных применений. [4]

Фольгированные подшипники текущего поколения с усовершенствованными покрытиями значительно превзошли ограничения более ранних конструкций. Существуют противоизносные покрытия, которые допускают более 100 000 циклов пуска/останова для типичных применений. [5]

Приложения

Турбомашины являются наиболее распространенным применением, поскольку подшипники из фольги работают на высоких скоростях. [6] Коммерческое применение в производстве включает микротурбины, [7] нагнетатели топливных элементов, [8] и машины с воздушным циклом. Основным преимуществом фольгированных подшипников является отсутствие масляных систем , необходимых для традиционных конструкций подшипников. Другие преимущества:

Области текущих исследований:

Основные недостатки:

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Гири Л. Агравал (1997). «Технология фольгированных воздухо-газовых подшипников — обзор» (PDF) . Публикация 97-GT-347 . Американское общество инженеров-механиков .
  2. ^ Гири Л. Агравал (июль 1998 г.). «Фольгированные подшипники вывезены на землю» (PDF) . Машиностроение . Том. 120, нет. 7. Архивировано из оригинала (PDF) 15 апреля 2016 г. – через R&D Dynamics.
  3. ^ Шолер Бэнгс (февраль 1973 г.). «Фольгированные подшипники помогают авиапассажирам сохранять хладнокровие». Проектирование силовой передачи .
  4. ^ М. А. Барнетт; А. Сильвер (сентябрь 1970 г.). «Применение воздушных подшипников в высокоскоростных турбомашинах». Технический документ № 700720 . Серия технических документов SAE. Общество Автомобильных Инженеров . 1 . дои : 10.4271/700720. 700720.
  5. ^ Хешмат, Хушанг (сентябрь 2005 г.). «Крупный прорыв в области грузоподъемности, скорости и рабочей температуры фольгированных упорных подшипников». Технический документ № WT2005-63712 . Американское общество инженеров-механиков . WT2005-63712. Архивировано из оригинала 14 февраля 2008 г. Проверено 25 сентября 2006 г.
  6. ^ РМ «Фред» Клаасс; Кристофер ДеллаКорте (2006). «В поисках безмасляных газотурбинных двигателей». Технические документы SAE . САЭ . 2006-01-3055. Архивировано из оригинала 30 сентября 2007 г. Проверено 18 августа 2007 г.
  7. ^ Любелл, Д.; ДеллаКорте, К.; Стэнфорд, М. (2006). «Эволюция испытаний и опыт использования безмасляных двигателей с использованием высокотемпературного фольгированного воздушного подшипника». Материалы выставки ASME Turbo Expo 2006: Энергия для суши, моря и воздуха . Том. 5: Судостроение, микротурбины и малое турбомашинное оборудование, применение в нефтегазовой отрасли, конструкции и динамика, части A и B. ASME . стр. 1245–1249. дои : 10.1115/GT2006-90572. ISBN 0-7918-4240-1. GT2006-90572.
  8. ^ «Компрессоры с фольгированными подшипниками, применяемыми в топливных элементах» . 13 апреля 2020 г.
  9. ^ Некоторые ранние истории описаны в Гири Л. Агравале (1997), «http://www.rddynamics.com/pdfs/foil-97-gt-347.pdf — Обзор» (PDF). Публикация 97-ГТ-347. Американское общество инженеров-механиков.

Внешние ссылки