Ležaji so eden ključnih sestavnih delov menjalnika, poleg tega pa so pogosto poškodovani deli v menjalnikih. Hkrati so v primerjavi s splošnim sistemom gredi izbira, uporaba, namestitev in vzdrževanje ležajev v menjalniku zelo zapleteni. Kakšne so torej težave pri uporabi ležajev menjalnika in na kaj je treba biti pozoren?
Kompleksna sila
Ko menjalnik teče, se navor in hitrost vrtenja prenašata med vhodno gredjo in izhodno gredjo. Prenos navora se izvaja v procesu začepljenja zobnikov, sila začepljenja pa bo nastala med postopkom začepljenja zobnikov.
Če je zobnik čelni zobnik, potem je ta zaskočna sila čista obodna sila. Ta obodna sila je radialna obremenitev celotnega sistema gredi, gledano pod pravokotnim kotom.
Če je zobnik vijačni ali stožčasti zobnik itd., ima zaskočna sila zobnika poleg obodne komponente tudi aksialno komponento. Sila te osne komponente je osna sila sistema gredi.
Na gredi nekaterih zobnikov je včasih več zobnikov, ki se ujamejo z zobniki na drugih gredi, zato bo prišlo do več aksialnih in radialnih obremenitev. Smer teh obremenitev v prostoru je povezana s prepletanjem. Pri izračunu nosilne sile je treba razčleniti in sintetizirati ter na koncu izračunati dejansko obremenitev ležaja.
Poleg tega, ko menjalnik teče, če zunanji navor niha, bo nihala zaskočna sila zobnika, kar bo povzročilo nihanje sile ležaja. Vse to naredi analizo sile ležajev menjalnika bolj zapleteno. Enakovredno obdelavo je treba izvesti, ko se izvaja preverjanje dejanske življenjske dobe.
kompleksna hitrost
Različne gredi v menjalniku imajo različne hitrosti vrtenja, od nizkohitrostne gredi do visokohitrostne gredi, ležaji na vsaki gredi se vrtijo z enako hitrostjo, hitrosti vrtenja na različnih gredeh pa so različne. Zaradi tega je čas pretvorbe drugačen pri izračunu preverjanja življenjske dobe ležaja.
Različne zahteve glede hitrosti vodijo do razlik pri izbiri zmogljivosti hitrosti ležaja med izbiro ležaja.
Na primer, za gredi z visokimi hitrostmi se lahko izberejo ležaji z boljšimi zmogljivostmi vrtilne hitrosti, kot so kroglični ležaji z globokimi utori, kroglični ležaji s kotnim kontaktom in stožčasti valjčni ležaji.
Za gredi z nizko hitrostjo bodo izbrani ležaji z veliko nosilnostjo, kot so valjčni ležaji, celo valjčni ležaji polne dolžine, stožčasti ležaji itd.
Mazanje je zapleteno
Iz osnovnega principa mazanja ni težko ugotoviti, da temperatura, hitrost in obremenitev ležaja neposredno vplivajo na mazanje ležaja.
Kar zadeva vrtilno hitrost, je vrtilna hitrost visokohitrostne gredi in nizkohitrostne gredi ležaja menjalnika različna, različna pa je tudi velikost ležaja. Posledično je včasih težko izbrati mazivo, ki izpolnjuje širok razpon zahtev glede hitrosti vrtenja. Pri praktičnih izbirah je pogosto dilema in je treba sprejeti nekaj kompromisov.
Kar zadeva obremenitev, sta težka obremenitev gredi z nizko hitrostjo in lahka obremenitev gredi z visoko hitrostjo par protislovja. Ko je viskoznost nizka, ležaj gredi pri nizki hitrosti težko tvori oljni film, pri visoki viskoznosti pa bo gred pri visokih hitrostih vplivala na proizvodnjo toplote.
Kar zadeva temperaturo, ima mazanje znotraj samega menjalnika določeno funkcijo odvajanja toplote, medsebojno povezovanje zobnikov pa je vir ustvarjanja toplote menjalnika. Temperaturna razlika različnih gredi menjalnika je povezana z medsebojnim zapletom, temperatura ležaja pa je povezana z razdaljo prenosa toplote od zobnika. Vpliv različnih temperatur na viskoznost maziva objektivno obstaja, vendar se zaradi pretoka mazalnega olja s pretokom prenaša tudi toplota.
Kompleksna zasnova sistema gredi
V ležajnih sistemih menjalnika so pogosto prisotne aksialne sile, povezane z obremenitvijo, zato so za par izbrani ležaji z aksialno nosilnostjo. Hkrati natančnost aksialne lege celotnega sistema gredi ne vpliva le na ležaj, ampak vpliva tudi na natančnost zaskočevanja zobnika, kar je zelo pomembno za zasnovo menjalnika. Pri zasnovi sistema gredi gred nima le določene togosti in natančnosti pozicioniranja v radialni smeri, ampak tudi v aksialni smeri. Zato zasnova ležajnih sistemov menjalnika pogosto uporablja navzkrižno nameščeno strukturo.
V strukturi navzkrižnega pozicioniranja ležajnega sistema menjalnika se ne upošteva samo pozicioniranje, temveč tudi natančnost pozicioniranja. Ko je zobnik izpostavljen aksialni sili, mora biti gibanje celotne gredi v aksialni smeri znotraj sprejemljivega območja.
Istočasno, ko menjalnik deluje, se celoten sistem segreje, stopnja ustvarjanja toplote in odvajanja toplote različnih delov pa je različna, kar ima za posledico različne temperature ohišja, gredi, zobnika in ležajne komore. hladno stanje. To bo vplivalo na preostalo zračnost znotraj ležaja v navzkrižni konfiguraciji. Zato je treba pri načrtovanju grednega sistema menjalnika upoštevati vpliv različnih temperatur na zračnost ležajev v grednem sistemu.
Dejansko se med delovanjem menjalnika hkrati pojavljata vpliv obremenitve in vpliv temperature, zato je treba celovito izvesti ustrezen kontrolni izračun.
Rezultat dejanskega izračuna preverjanja v zgornjem problemu je aksialna, radialna toleranca in natančnost ležajne komore in gredi.