Лепестковый подшипник: назначение и устройство
Лепестковые подшипники необходимы для снижения трения между валом и корпусом микротурбины. Они представляют собой комплекс из тонких металлических пластин, на которые наносятся специальные антифрикционные материалы.
По мере нарастания скорости вращения между валом и подшипником образуется воздушный зазор. При увеличении частоты вращения между подшипником и ротором образуется газовый слой, препятствующий контакту деталей.
Форма и размер лепестков подшипников может меняться в зависимости от рабочих условий для создания наилучшей геометрии зазора.
Рис. 1. Детали лепесткового подшипника
Покрытия для лепестков
Главным критерием длительной и стабильной работы лепестковых подшипников является применение специальных антифрикционных материалов. Их задача в предотвращении повреждения деталей в момент пуска турбины до образования необходимого воздушного зазора и в момент остановки агрегата.
Одним из наиболее эффективных составов для лепестковых подшипников является антифрикционное твердосмазочное покрытие MODENGY 2560. Оно отличается повышенной несущей способностью и термостойкостью (работает при температурах до +500 °С).
Состав на основе дисульфида вольфрама и неорганического связующего характеризуется высокими антифрикционными и противозадирными свойствами, хорошей адгезией с металлом, износостойкостью при высоких и низких скоростях вращения (от 0 до 20 м/с).
Для лепестковых подшипников, функционирующих при более низких температурах, применяют покрытия MODENGY 1007 и MODENGY 1014. Они образуют гладкий разделительный слой, эффективно снижающий трение деталей и предотвращающий их повреждение.
Рис. 2. Лепестковые подшипники до и после нанесения покрытия MODENGY
Все указанные продукты отверждаются при нагреве и наносятся на этапе производства лепестков. Они не оказывают существенного влияния на конечный размер металлических пластин, так как их слой не превышает 30 микрометров.
Материалы снижают фрикционные разогрев лепестков в моменты пуска и останова микротурбины.
Лепестковый подшипник имеет следующие преимущества:
- Устранение необходимости использовать масло. Микротурбины работают в условиях экстремальных температур, в которых смазочная жидкость теряет свои свойства. К тому же масляное оборудование (насосы, фильтры, маслопроводы) занимает около четверти всей турбинной установки. Избавление от него позволяет значительно уменьшить габариты и облегчить обслуживание
- Стабилизирующие свойства и вибростойкость, предотвращение вихревой неустойчивости вала
- Длительный срок работы без необходимости обслуживания – около 300 тысяч часов
- Высокая надежность и устойчивость к экстремальным температурам
- Экологичность – отсутствие масла предотвращает выбросы вредных веществ при работе подшипников
- Минимизация риска отказов оборудования
Широкое распространение микротурбин стало возможным именно благодаря разработке бесконтактных опор с газовой смазкой – лепестковых подшипников. Они обладают высокой износостойкостью благодаря обработке специальными защитными покрытиями.