Seuraa 
Viestejä8111
Liittynyt15.1.2014

Mikroturbiineissa käytetään ns. ilmalaakeria, jolloin niissä ei tarvita erillistä voiteluöljyä. Mihin ilmalaakerin toiminta perustuu? Mielikuvitus luo omia mallejaan, mutta faktat kiinnostavat.

Kommentit (4)

lokki
Seuraa 
Viestejä4477
Liittynyt3.1.2010
ovolo

Nuo ovat hydrostaattisia laakereita, eivätkä turbiinikäyttöön sopivia. Turbiineissa käytetään hydrodynaamisia laakereita. Erityisiä eroja hydrodynaamisiin tai öljylaakereihin verrattuna ovat: Ilman paljon öljyä pienempi viskositeetti, joka aiheuttaa kantavuusongelmia varsikin käynnistettäessä ja pysäytettäessä. Siksi laakeripinnat ja ennen kaikkea liukunopeudet ovat suurempia. Käyntivälykset sen sijaan ovat öljylaakerointiin nähden paljon pienempiä. Suuret pinnat ja pienet käyntivälykset vaativat aennoituvia laakeripintoja (tiliting pad). Pahin ongelma on käynnistyksen aikaiset kuormitukset, jota ilmalaakeri ei alhaisilla kierroksilla vielä pysty kantamaan. Kiihdytyksen ajaksi roottori tuetaan tilapäisesti erilaisilla ratkaisuilla, jotka eivät vielä ole vakiintuneet. Ilmalaakeria voidaan tukea aluksi esim. hydrostaattisella ilmalaakerilla, joka tarvitsee ulkopuolista paineilmaa, magneettilaakerilla tai jopa vierintälaakerilla, joka irrotetaan suuremmilla kierroksilla.

lokki
Seuraa 
Viestejä4477
Liittynyt3.1.2010

Huomasi vasta, että ketjun aloittaja kysyi toimintaperiaatetta. Hydrodynaaminen laakerointi perustuu fluidin tarttumiseen laakeroitaviin pintoihin, jolloin mukana pyörivä fluidikerros ohjataan kapenevaan rakoon, jossa se puristuu ja aiheuttaa laakerivoiman.

Ilmalaakerin erityisominaisuus on ilman pieni viskositeetti. Siitä syystä laakerit ovat kohtalaisen suurihalkaisijaisia ja leveitä. Laakereiden täytyy olla hyvin joustavia, jottei hento laakerointipaine ylity ja tapahdu metallinen koskeuts. Niissä nopeuksissa, joissa ilmalaakereita käytetään se on fataalia.

Ilmalaakereina käytetään tästä syystä ohuesta metallikalvosta valmistettuja rakenteita, jotka joustavat pehmeästi, eikä kosketuspaine nouse terävästi. Multipad Foil Journal Bearing on malli, jossa tangentiaalisesti laakeroitavaa pintaa vasten kiertyy ulkorenkaalta lukuisa määrä kaarevia liuskoja. Tämä muodostaa monia kapenevia rakoja ja se kantaa ja vaimentaakin hyvin.

Toisessa mallissa ryppypellillä tuettu pyörimissuuntaa vastaan kierretty yksittäinen kalvo, jota ympäröivä ryppypelti tukee tasaisesti. Ilma ohjataa rakoon yhdestä kohdasta. Yhteen hitsattuna rakenteena se vaimentaa värähtelyjä edellistä huonommin.

Asentamalla tuohon rakenteeseen toinen kalvokierros, jota ei hitsata edelliseen kiinni ja valitsemalla pyörimissuunta siten, että kosketus aiheuttaa kalvon kiertymisen auki ja lisäilman imeytymisen rakoon. Kiertämällä vastasuuntaan kiertyvän laakerointikalvon ja ryppypellin väliin toinen kalvo, joka kiertyy myötäsuuntaan saadaan aikaan pari, joka vaimentaa erinomaisesti värähtelyjä kalvojen välisen kitkan ja värähtelyn aiheuttman pumppausefektin takia. Saadaan aikaan rakeenne, joka vaimentaa edellistä paremmin värähtelyjä ja ryppypellin tasainen tuki estää laakeripaineen terävät nousut.

Näitä rakenteita yhdisteleällä saadaan aikaan laakereita, joiden ideana on tuottaa pehmeästi kantava kapeneva rako, jossa ilmakerros kykenee kantamaan kuormaa ja kapeat raot toimivat ilmaa pumppaavina vaimentimina.

Turbiininopeuksilla pyörivien laakerien liike on jatkuvaa värähtelyä ja akseli tavallaan pomppii laakeripesässä kuin lapsi pomppulinnassa. Tästä syystä pehmeä tuki koko laakerin ympärysmitalla on tärkeää. Kapeneva rako muodostuu tavallaan dynaamisesti värähtelyliikkeen aikana.

Nature
Seuraa 
Viestejä8111
Liittynyt15.1.2014

Kiitos asiallisesta palautteesta, oletin että kyseessä olisi lähinnä staattiseen paineeseen perustuva mekanismi. Periaatteessahan voitaisiin käyttää sekä hydrostaattista että hydrodynaamista laakerointia yhdessä. Tästä olisi seurauksena jonkun verran pumppaushäviöitä, mutta tulee niitä joka tapauksessa hydrodynaamisessakin laakeroinnissa. Tällä ratkaisulla voitaisiin kenties pienentää vaurioriskiä.

Suosituimmat

Uusimmat

Uusimmat

Suosituimmat