Como estructura típica de cojinete deslizante, las condiciones de trabajo y el equipo se pueden resumir de la siguiente manera. Se llevó a cabo un análisis sistemático sobre la base de sus principios de trabajo y prácticas de ingeniería:
1. Condiciones laborales básicas aplicables
Sobrecarga de alta-velocidad
Soporte principal: rodamiento de cuello axial mediante la rotación del cuello del eje para formar una película de aceite cuneiforme, utilizando el efecto de presión hidrodinámica para lograr la lubricación. La rigidez de la película de aceite está directamente relacionada con la capacidad de carga de la película de aceite.
Equipo típico: Sistemas de soporte de rotor para maquinaria rotativa, como turbinas de vapor, generadores y compresores grandes.
Temperaturas extremas y ambientes corrosivos.
Ventajas del material: los cojinetes lisos están hechos de materiales resistentes a altas-temperaturas, como aleaciones Babbit a base de plomo- o estaño, y pueden soportar temperaturas superiores a 150 grados. Los casquillos de cojinetes no-metálicos (como PTFE y grafito) son adecuados para entornos con medios corrosivos.
Aplicación: cojinetes de cigüeñal de motores de combustión interna, cojinetes de bombas de procesos químicos.
Requisitos de alta precisión y estabilidad.
Características dinámicas: el cojinete deslizante de la almohadilla de inclinación se ajusta automáticamente a través de la almohadilla, elimina la presión del borde y logra una alta estabilidad. Por ejemplo, el husillo de una máquina herramienta CNC adopta cojinetes de cuña multi-aceite extraíbles, el juego radial se puede ajustar a 5-15 μm y la precisión de rotación alcanza el nivel micrométrico.
Soporte de datos: la simulación COMSOL muestra que la relación de la carcasa del gusano (que refleja la estabilidad del rotor) del rodamiento inclinado es más de un 30% menor que la del rodamiento fijo.
Escenarios de carga pesada de baja-velocidad y carga de impacto
Aplicabilidad de la lubricación límite: los cojinetes lisos funcionan mediante lubricación límite a velocidades bajas de menos de 1,5 m/s (coeficiente de fricción 0,05-0,1). Por ejemplo, pasadores y casquillos para maquinaria de construcción y puntos de bisagra para equipos de minería.
Medidas de refuerzo: el uso de grasa EP) de extrema presión o la adición de lubricante sólido de disulfuro de molibdeno pueden mejorar la capacidad de carga de 2 a 3 veces.
2. Equipo de aplicación típico
Energía y electricidad
Turbina/generador de vapor: cojinetes de muñón cilíndricos, elípticos o de múltiples palas que se utilizan para soportar la carga radial del rotor, mientras que los cojinetes combinados de cuello de -eje- de empuje están sujetos al empuje axial (por ejemplo, cierto tipo de cojinete combinado de turbina de vapor tiene una carga axial de 500 kN).
Conjunto de generador de turbina eólica: el cojinete del eje adopta una combinación de cojinetes de rodillos cónicos de doble hilera y cojinetes lisos, adecuado para variación de paso y movimiento de guiñada.
Sector de maquinaria industrial
Husillo de máquina herramienta: el husillo de amoladora de alta precisión adopta cojinetes de cuña de aceite múltiple fijos. El aceite de baja-presión (presión 0,5-2 mpa) es suministrado por una bomba hidráulica, formando una película de aceite que evita la fricción seca al entrar y salir. Los rodamientos de cuña móviles multiaceite son adecuados para alta velocidad y cargas ligeras (velocidad de rotación superior a 400 r/min).
Caja de cambios: el eje de entrada de la caja de cambios de servicio pesado-tiene cojinetes lisos y se combina con un sistema de suministro forzado de aceite (caudal de 50 a 100 l/min) para garantizar la formación continua de una película de aceite.
En el ámbito del transporte
Sistema de propulsión de barcos: la bocina de barco grande adopta cojinetes de aleación blanca y agua de mar como medio lubricante. La teoría de la cavitación JFO se utiliza para modificar la zona de fractura de la película de aceite para adaptarla a condiciones de carga variables.
Tránsito ferroviario: el rodamiento de los motores de tracción ferroviaria de alta-velocidad adopta una estructura compuesta de rodillos radiales, que tiene en cuenta los requisitos de alta-velocidad y carga de impacto.
Equipos para condiciones especiales de trabajo.
Bomba principal de energía nuclear: cojinetes de presión estática, a través del sistema de suministro de aceite externo para formar una película de aceite de alta presión (presión 10-15 mpa), para lograr un funcionamiento sin desgaste, requisitos sísmicos de seguridad nuclear.
Aeroespacial: el eje turbo de alta-presión de un motor aeronáutico adopta un cojinete de fricción con una estructura de soporte corrugada para entornos de alta temperatura y alta-velocidad (velocidad > 20 000 r/min, temperatura > 500 grados).
3. Aspectos destacados de la selección y el diseño
Selección de métodos de lubricación.
Condiciones de funcionamiento de alta-velocidad (velocidad superficial > 10 m/s): se da preferencia al uso de anillos de aceite o bombas de aceite presurizadas para el suministro de aceite para evitar una temperatura excesiva debido a la lubricación con grasa.
Condiciones de funcionamiento a baja velocidad y carga pesada: use grasa a presión o cojinetes lisos semilubricados (como manguitos de bronce sinterizado) para la autolubricación mediante el almacenamiento de aceite en los poros.
Optimización de parámetros geométricos.
Relación de aspecto (L/D): generalmente 0.5 -1.5. A altas velocidades y cargas ligeras, se puede aumentar a más de 2 para mejorar la estabilidad.
Espesor de la película de aceite: los valores de diseño son generalmente de 0,01 a 0,1 mm y deben ser mayores que el tamaño del poro del filtro (por ejemplo, . 5 micrones) para evitar rayones por partículas.
Combinación de materiales
Material del cargador: aleación de acero de alta resistencia (por ejemplo, . 42CrMo), superficie templada a HRC55-60 para resistencia al desgaste.
Materiales de revestimiento de rodamientos: la aleación Babbitt a base de estaño-(ZCSnSb11-6) es adecuada para aplicaciones de carga ligera y alta velocidad, mientras que la aleación Babbitt a base de plomo (ZCPbSb16-2) es adecuada para aplicaciones de carga pesada y velocidad media.