La soglia critica per il funzionamento sicuro dei cuscinetti a pressione dinamica liquida.

L'affidabilità dei cuscinetti a pressione dinamica liquida nei macchinari rotanti ad alta velocità è direttamente correlata alla durata complessiva e alla sicurezza operativa della macchina. Il suo fulcro risiede nel mantenimento di un film di olio lubrificante stabile: una volta che il film d'olio si rompe, il contatto diretto con la superficie metallica causerà rapidamente usura, aumento della temperatura e persino guasti catastrofici. Come identificare ed evitare con precisione questo "punto critico"?

La chiave è comprendere due limiti di guasto: uno spessore insufficiente del film d'olio e un aumento incontrollato della temperatura. Secondo la documentazione tecnica pertinente, lo spessore minimo del film d'olio deve essere rigorosamente maggiore della somma delle rugosità superficiali delle due coppie di attrito, altrimenti microprotrusioni perforeranno il film d'olio, causando una lubrificazione limite o persino attrito a secco.

Prendendo come esempio la progettazione dei cuscinetti delle turbine a vapore, nello Schema 1, un'alimentazione di olio insufficiente e una selezione errata della viscosità hanno comportato un eccessivo aumento della temperatura di esercizio. Successivamente, ottimizzando le proporzioni dei cuscinetti, regolando le caratteristiche di viscosità e temperatura dell'olio lubrificante e rafforzando il sistema di raffreddamento, l'aumento della temperatura è stato controllato con successo entro un intervallo di sicurezza. Ciò indica che parametri strutturali ragionevoli e la progettazione del sistema di alimentazione del carburante sono una doppia garanzia per prevenire guasti.

Inoltre, l'analisi di stabilità non può essere ignorata. Quando la velocità, il carico o l'eccentricità superano l'intervallo critico, il film d'olio può diventare instabile, causando vortici o oscillazioni. Pertanto, in fase di progettazione, è necessario combinare l'equazione di Reynolds per la simulazione dinamica per garantire che il punto di lavoro sia lontano dalla regione instabile.

In sintesi, le strategie principali per evitare il guasto dei cuscinetti a pressione dinamica liquida includono:

1. Calcolare accuratamente e lasciare un margine per lo spessore minimo del film d'olio;

2. Selezionare ragionevolmente la viscosità e la pressione di alimentazione dell'olio lubrificante in base alle condizioni di lavoro;

3. Ottimizzare i parametri geometrici dei cuscinetti (come gioco, rapporto di aspetto);

4. Rafforzare la gestione termica per evitare che una temperatura eccessiva dell'olio provochi un calo improvviso della viscosità.

Solo controllando sistematicamente questi elementi le apparecchiature possono funzionare in modo efficiente, evitando il rischio di rottura del film d'olio.