stringtranslate.com

Подшипник фольги

Воздушно-фольговый подшипник
Воздушно-фольговый подшипник для вала ротора авиационного газотурбинного двигателя.

Подшипник из фольги , также известный как подшипник из фольги-воздуха , является типом воздушного подшипника . Вал поддерживается податливой, подпружиненной фольговой шейкой. Как только вал вращается достаточно быстро, рабочая жидкость (обычно воздух ) отталкивает фольгу от вала, так что никакого контакта не происходит. Вал и фольга разделены высоким давлением воздуха, которое создается вращением, которое втягивает газ в подшипник через эффекты вязкости. Высокая скорость вала относительно фольги необходима для инициирования воздушного зазора, и как только это достигнуто, износа не происходит. В отличие от аэростатических или гидростатических подшипников , фольговые подшипники не требуют внешней системы наддува для рабочей жидкости, поэтому гидродинамический подшипник является самозапускающимся.

Разработка

Схема сечения фольгового подшипника, показывающая составные части (внутренние, движущиеся наружу) шейки вала, гладкую верхнюю фольгу, выпуклую фольгу (обе фольги соединены) и, наконец, корпус подшипника.
Подшипник фольги
График зависимости грузоподъемности от скорости для подшипников первого и третьего поколения: Нагрузка пропорциональна скорости вращения, длине подшипника и квадрату диаметра вала. Подшипники третьего поколения выдерживают 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. корпорации Garrett с использованием независимых фондов НИОКР для обслуживания военных и космических приложений. [1] [2] Впервые они были испытаны для коммерческого использования в охлаждающих турбинах Boeing 727 и Boeing 737 авиакомпании United Airlines в начале и середине 1960-х годов. [3] Фольгированные подшипники Garrett AiResearch для воздушных циклов были впервые установлены в качестве оригинального оборудования в 1969 году в системах контроля окружающей среды DC-10 . Фольгированные подшипники Garrett AiResearch были установлены на всех военных самолетах США для замены существующих подшипников качения с масляной смазкой. Способность работать при криогенных газовых температурах и при очень высоких температурах дала фольговым подшипникам множество других потенциальных применений. [4]

Текущее поколение подшипников из фольги с усовершенствованными покрытиями значительно превзошло ограничения более ранних конструкций. Существуют противоизносные покрытия, которые допускают более 100 000 циклов пуска/остановки для типичных применений. [5]

Приложения

Турбомашиностроение является наиболее распространенным применением, поскольку фольговые подшипники работают на высокой скорости. [6] Коммерческие применения в производстве включают микротурбины, [7] воздуходувки на топливных элементах, [8] и машины воздушного цикла. Главное преимущество фольговых подшипников заключается в устранении масляных систем, требуемых традиционными конструкциями подшипников. Другие преимущества:

Области текущих исследований:

Основные недостатки:

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Гири Л. Агравал (1997). "Технология подшипников Foil Air/Gas — Обзор" (PDF) . Публикация 97-GT-347 . Американское общество инженеров-механиков .
  2. ^ Гири Л. Агравал (июль 1998 г.). «Подшипники из фольги готовы к использованию» (PDF) . Машиностроение . Том 120, № 7. Архивировано из оригинала (PDF) 15 апреля 2016 г. – через R&D Dynamics.
  3. ^ Scholer Bangs (февраль 1973 г.). «Фольгированные подшипники помогают пассажирам сохранять прохладу». Проектирование силовой передачи .
  4. ^ MA Barnett; A. Silver (сентябрь 1970 г.). « Применение воздушных подшипников в высокоскоростных турбомашинах». Технический документ № 700720. Серия технических документов SAE. 1. Общество инженеров-автомобилестроителей . doi :10.4271/700720. 700720.
  5. ^ Хешмат, Хушанг (сентябрь 2005 г.). "Крупный прорыв в грузоподъемности, скорости и рабочей температуре упорных подшипников из фольги". Технический документ № WT2005-63712 . Американское общество инженеров-механиков . WT2005-63712. Архивировано из оригинала 14.02.2008 . Получено 25.09.2006 .
  6. ^ RM "Fred" Klaass; Christopher DellaCorte (2006). "The Quest for Oil-Free Gas Turbine Engines". Технические документы SAE . SAE . 2006-01-3055. Архивировано из оригинала 2007-09-30 . Получено 2007-08-18 .
  7. ^ Lubell, D.; DellaCorte, C.; Stanford, M. (2006). «Эволюция испытаний и безмасляный опыт двигателя с высокотемпературным фольговым покрытием для воздушных подшипников». Труды ASME Turbo Expo 2006: Энергия для земли, моря и воздуха . Том 5: Морские, микротурбины и малая турбомашиностроение, нефтегазовые применения, конструкции и динамика, части A и B. ASME . стр. 1245–1249. doi :10.1115/GT2006-90572. ISBN 0-7918-4240-1. GT2006-90572.
  8. ^ "Компрессоры с фольговыми подшипниками, применяемые в топливных элементах". 13 апреля 2020 г.
  9. ^ Некоторая ранняя история изложена в Giri L. Agrawal (1997), "http://www.rddynamics.com/pdfs/foil-97-gt-347.pdf — An Overview" (PDF). Публикация 97-GT-347. Американское общество инженеров-механиков.

Внешние ссылки