Tel:+86-575 -87957662
Email:
ZHEJIANG BHS JOURNAL ROULEMENT CO., LTD. Situé dans le district de FengXian à Shanghai, le bret "BHS" de la société est un professionnel fabricants de paliers de butée à patin inclinable et Usine de roulements à patins basculants...
Dans les trains de traitement cryogénique, de récupération des liquides de gaz naturel et de récupération d'énergie, le turbodétendeur est souvent la machine tournante la plus exigeante de l'usine. Il fonctionne à grande vitesse, porte une masse de rotor relativement légère et doit rester stable malgré de grands changements de débit, de rapport de pression et de température. Ces trois caractéristiques, vitesse élevée, charge légère et conditions de fonctionnement variables, forment une combinaison que les roulements hydrodynamiques ordinaires gèrent mal. Un palier lisse à profil fixe peut développer un tourbillon d'huile, puis un fouet d'huile, produisant des vibrations subsynchrones qui peuvent croître jusqu'à ce que l'orbite du rotor devienne instable. C'est pourquoi roulements radiaux à patin inclinable d'expansion sont largement spécifiés pour cette classe de machines.
Le roulement à billes à patin inclinable pour l'entretien des extenseurs n'est pas simplement un roulement utilisé sur les extenseurs. C'est une architecture de roulement choisie parce que ses patins sont mobiles. Chaque patin pivote sur un point de pivotement, permettant au patin de suivre le rotor à mesure que la vitesse et la charge changent. Le résultat est un film hydrodynamique qui reste centré et un rotor qui résiste aux forces déstabilisatrices qui s'accumulent à des vitesses de surface élevées. Dans un turbodétendeur, le roulement doit également tolérer des transitoires rapides lors du démarrage, de l'arrêt et des perturbations du processus. Un coussinet inclinable est bien mieux équipé pour survivre à ces événements qu'un roulement à alésage rigide.
Une autre raison pour laquelle le fonctionnement des détendeurs est sévère est la relation entre le diamètre du rotor et la vitesse. Pour maintenir la vitesse de surface dans des limites raisonnables, les rotors d'expansion ont souvent un petit diamètre. Un petit tourillon fonctionnant à grande vitesse crée un mince film d'huile avec des taux de cisaillement élevés. Si le jeu du roulement n'est pas soigneusement contrôlé, le film peut devenir trop chaud ou trop fin et le roulement peut perdre sa capacité de charge. Les roulements radiaux à patins inclinables résolvent ce problème en répartissant la charge sur plusieurs patins et en permettant à chaque patin d'établir son propre coin d'huile. Les sections suivantes expliquent les variables de conception les plus importantes lors de la sélection de ces roulements pour le service d'expansion.
La caractéristique déterminante d’un roulement à billes à patins inclinables est que chaque patin est libre de tourner autour d’un pivot. Lorsque le rotor tourne, la plaquette s'incline jusqu'à ce que l'espace convergent entre la plaquette et le tourillon génère un champ de pression hydrodynamique. Ce champ de pression supporte la charge. Étant donné que le patin peut s'incliner, la cale d'huile reste stable même lorsque la direction de la charge change. Dans un roulement fixe, la cale est définie par la géométrie de l'alésage, et tout changement dans les conditions de fonctionnement peut déplacer l'épaisseur minimale du film vers un emplacement défavorable.
La stabilité des expanseurs à grande vitesse dépend de la suppression des vibrations subsynchrones. Une vibration subsynchrone se produit lorsque le rotor tourne à une fréquence inférieure à la vitesse de fonctionnement. Un roulement à plaquettes inclinables réduit ce risque car les plaquettes ne créent pas les fortes forces de couplage transversal qu'un roulement à billes lisse. L'accouplement croisé est la tendance d'un roulement à pousser le rotor latéralement lorsqu'il est déplacé dans une direction. En interrompant le film d'huile continu autour du tourillon, la disposition des plaquettes affaiblit ce couplage croisé et élève le seuil à partir duquel l'instabilité commence.
Le jeu et la précharge sont les deux variables géométriques les plus sensibles dans un palier à tourillon à patin inclinable à expansion. Le jeu est l'écart diamétral entre le tourillon et la surface du patin. La précharge est la quantité par laquelle l'alésage de la plaquette est plus petit que le cercle de dégagement assemblé. Une précharge plus élevée rend le roulement plus rigide et peut améliorer la stabilité, mais elle augmente également la température du film d'huile et augmente la perte de puissance. Une précharge plus faible réduit la température mais peut permettre à l'orbite du rotor de s'agrandir.
En service d’extension, la fenêtre de dégagement est étroite. Trop de jeu et le roulement peut fonctionner avec un film épais mais mal centré, invitant au tourbillon. Un jeu trop faible et le film manque de débit d'huile, provoquant une augmentation rapide de la température. Une directive industrielle courante consiste à régler la précharge entre 0,3 et 0,5 pour les roulements à expansion à grande vitesse, mais la valeur finale doit être vérifiée par rapport à la dynamique du rotor, à la température d'alimentation en huile et à la direction de la charge. Le tableau ci-dessous résume les effets pratiques.
| Paramètre | Effet de valeur inférieure | Effet de valeur supérieure | Considération d'extension |
|---|---|---|---|
| Préchargement | Rigidité plus faible, température plus basse | Rigidité plus élevée, température plus élevée | Utilisez suffisamment de précharge pour supprimer les vibrations subsynchrones |
| Liquidation | Débit d'huile plus élevé, film plus froid | Débit d'huile inférieur, film plus chaud | Conserver dans une fenêtre étroite pour éviter les tourbillons ou la surchauffe |
| Tampon thickness | Coussinet plus flexible | Coussin plus rigide | Conformité du coussin d'équilibre avec la rigidité du pivot |
La méthode de lubrification a un effet direct sur la perte de puissance et la température des plaquettes dans les détendeurs à grande vitesse. En lubrification par noyage, le boîtier de roulement est rempli d'huile et les plaquettes sont immergées. Cette approche fournit une huile abondante et un bon refroidissement, mais elle crée également des pertes dues au barattage car le rotor et les plaquettes doivent traverser un grand volume d'huile. En lubrification dirigée, l'huile est pulvérisée ou injectée directement dans l'entrée des plaquettes. L'approvisionnement en fioul est mesuré, de sorte que les pertes de barattage diminuent considérablement et que moins de chaleur est générée. La lubrification dirigée est souvent préférée pour les roulements à expansion où la vitesse de surface est élevée et où chaque kilowatt de perte parasite compte.
Le choix n'est pas toujours simple. La lubrification dirigée nécessite une conception soignée des buses et une filtration de l'huile, car un orifice bouché peut affamer une plaquette. La lubrification par noyage est plus indulgente mais moins efficace. De nombreuses installations de détendeurs utilisent une approche hybride : une lubrification dirigée vers les patins chargés et une alimentation inondée contrôlée du côté non chargé pour le refroidissement. Le tableau ci-dessous compare les deux méthodes.
| Attribut | Lubrification inondée | Lubrification dirigée |
|---|---|---|
| Volume d'huile dans le boîtier | Élevé | Faible à modéré |
| Perte de puissance | Élevéer | Inférieur |
| Tampon temperature control | Bon mais inégal | Ciblé et efficace |
| Risque de pénurie de pétrole | Faible | Élevéer if nozzles clog |
| Utilisation typique d'un extenseur | Unités plus anciennes ou à vitesse inférieure | Élevé-speed, efficiency-focused units |
Une vitesse de rotation élevée impose une limite à la vitesse de surface du tourillon. Si la vitesse de surface est trop élevée, le film d'huile se cisaille violemment, la température grimpe et le matériau du roulement peut se dégrader. Une façon de contrôler la vitesse de surface consiste à réduire le diamètre du tourillon. Cependant, un tourillon plus petit réduit la capacité de charge du roulement et rend également le contrôle du jeu plus difficile dans un roulement à patins inclinables multi-pièces conventionnel. La variation du jeu d’une plaquette à l’autre peut représenter une fraction importante du jeu total, ce qui nuit à la stabilité.
Un roulement à patins inclinables intégré EDM à fil résout ce problème. Au lieu d'assembler des plaquettes séparées dans un boîtier, les plaquettes sont découpées dans une seule pièce de matériau de roulement à l'aide d'un usinage par électroérosion à fil. Le résultat est une structure monobloc avec un espacement précis des patins et un jeu constant. Les patins restent reliés à la bague extérieure par de fines bandes qui font office de pivots. Cette conception est particulièrement utile pour les rotors d'expansion à grande vitesse et de petit diamètre, car elle maintient un contrôle strict du jeu sans les tolérances d'empilement d'un assemblage multi-pièces.
Remarque sur la sélection : Lorsque le produit du diamètre du tourillon et de la vitesse de fonctionnement dépasse une limite pratique de vitesse de surface, évaluez une conception de patin inclinable EDM à fil intégré avant d'augmenter le jeu.
La direction de la charge de l’expandeur n’est pas toujours fixe. En fonctionnement normal, la charge dominante peut provenir du poids du rotor ou des forces du processus. Pendant les transitoires, le vecteur de charge peut tourner. Un roulement à quatre patins avec des patins à 0, 90, 180 et 270 degrés a une rigidité différente dans différentes directions. Un roulement à cinq patins avec une configuration de charge entre les patins offre souvent une rigidité plus uniforme et une meilleure stabilité lorsque la direction de la charge est incertaine.
Le choix entre quatre et cinq plaquettes affecte également le débit et la température de l'huile. Plus de plaquettes signifie plus d'entrées d'huile et plus de surfaces de plaquettes, ce qui peut augmenter la traînée mais également améliorer la répartition du refroidissement. Pour les détendeurs qui subissent de fréquentes inversions de charge ou des baisses de débit importantes, une disposition à cinq tampons est souvent le choix le plus sûr. Pour une direction de charge bien définie et un besoin de minimiser la perte de puissance, un roulement à quatre patins peut suffire.
L'alliage Babbitt reste le matériau de revêtement standard pour les roulements radiaux à patins inclinables d'expansion. Il offre une excellente intégrabilité et conformabilité, ce qui aide le roulement à tolérer de petits désalignements et débris. Cependant, Babbitt a un plafond de température limité. Au-dessus d'environ 120 degrés Celsius à la surface du tampon, sa résistance diminue et le risque d'essuyage augmente. Dans les détendeurs à grande vitesse, la température des plaquettes peut approcher cette limite si la lubrification est mauvaise ou si le jeu est trop étroit.
La conception du circuit de refroidissement est donc essentielle. La lubrification dirigée peut fournir de l'huile froide directement à l'entrée des plaquettes. Certains roulements comprennent également des canaux de refroidissement derrière le patin pour évacuer la chaleur du support en acier. L’objectif est de maintenir la surface Babbitt en dessous de sa limite de sécurité tout en conservant un film d’huile stable. Si l'application nécessite des températures plus élevées, d'autres matériaux de revêtement peuvent être envisagés, mais ils perdent souvent une certaine conformabilité.
Les problèmes de roulements d’expansion apparaissent rarement sans avertissement. La surveillance conditionnelle peut détecter les premiers signes, mais leur interprétation nécessite de comprendre le comportement des roulements à plaquettes inclinables. Les signaux les plus courants sont répertoriés ci-dessous.
Ces signaux n’identifient pas une seule cause fondamentale. Une augmentation de la température peut être causée par une buse d'huile bouchée, un changement dans les conditions du processus ou un pivot usé. Un pic de vibration peut provenir du roulement, du rotor ou d'un accouplement. La bonne réponse consiste à rassembler des données de tendance, à les comparer à la ligne de base et à faire appel à un spécialiste des roulements capable d'interpréter l'ensemble du tableau. Tenter une réparation sans cette analyse peut aggraver le problème.
La sélection d’un fournisseur de roulements radiaux à patins inclinables pour extenseurs n’est pas seulement une question de prix. Le fournisseur doit comprendre la dynamique du rotor, le comportement du film d'huile et les exigences spécifiques du service des détendeurs à grande vitesse. Un fournisseur qui catalogue uniquement les roulements standard peut ne pas être en mesure de fournir les détails de jeu, de précharge et de lubrification requis par votre rotor.
Lorsque vous demandez un devis, fournissez les paramètres de fonctionnement suivants. Plus les données sont complètes, plus la sélection est précise.
La capacité de personnalisation est importante car les roulements à expansion sont rarement des articles disponibles dans le commerce. Le fournisseur doit être en mesure d'ajuster la géométrie des plaquettes, la conception du pivot et le débit d'huile en fonction de la dynamique de votre rotor. Le délai de livraison et la rapidité des retours techniques sont également importants. Un fournisseur qui répond lentement pendant la phase de sélection réagira probablement lentement lors d'une panne d'usine.
Demandez un devis pour des roulements radiaux à patins inclinables d’expansion. Soumettez vos paramètres de fonctionnement et recevez une recommandation de sélection avec délai et tarif. Plus vous fournissez de détails, plus rapidement l’examen technique pourra commencer.
Un palier lisse utilise un alésage fixe pour générer le film d'huile. Un roulement à billes à patins inclinables utilise des patins séparés qui pivotent pour suivre le rotor. Cela réduit les forces de couplage transversal et améliore la stabilité à grande vitesse, c'est pourquoi il est préféré pour les extenseurs.
La lubrification dirigée fournit de l'huile uniquement là où elle est nécessaire, réduisant ainsi les pertes dues au barattage et la température des plaquettes. La lubrification par noyage fournit plus d'huile mais crée une traînée et une perte de puissance plus élevées, ce qui n'est pas souhaitable dans le cadre d'un travail d'expansion à grande vitesse.
Une précharge plus élevée augmente la rigidité du roulement et peut supprimer les vibrations subsynchrones, mais elle augmente également la température du film d'huile. Une précharge inférieure refroidit mais peut permettre des orbites de rotor plus grandes. La valeur correcte dépend de la dynamique du rotor et de la direction de la charge.
Considérez-le lorsque le diamètre du tourillon est petit et la vitesse élevée, car le contrôle du jeu devient difficile dans les assemblages multi-pièces. Une conception intégrale maintient un espacement précis des patins et un jeu constant sans tolérances d'empilement.
Incluez le diamètre du tourillon, la plage de vitesse, l'ampleur et la direction de la charge, la méthode de lubrification, les conditions d'alimentation en huile, les objectifs de jeu et de précharge, les limites d'espace et les exigences de surveillance. Cela permet au fournisseur d'effectuer une sélection précise.
Surveillez l'augmentation de la température des plaquettes, les pics de vibrations subsynchrones, les fluctuations de la pression du film d'huile et les changements dans l'orbite du rotor. Ces signaux nécessitent une analyse des tendances et un examen spécialisé avant toute tentative de réparation.
ZHEJIANG BHS JOURNAL ROULEMENT CO., LTD. Situé dans le district de FengXian à Shanghai, le bret "BHS" de la société est un professionnel fabricants de paliers de butée à patin inclinable et Usine de roulements à patins basculants...
droits d'auteur © 2017 ZHEJIANG BHS JOURNAL ROULEMENT CO., LTD. Tous droits réservés. Fabricants de roulements à billes à patin inclinable en Chine
