Co to jest łożysko powietrzne
ŁożyskoMyślę, że każdy zna nasze powszechnie używane łożysko toczne, które powinno być najbardziej znane, ponieważ jest ono ważną częścią współczesnych maszyn i urządzeń. Czym więc jest łożysko powietrzne?
Łożysko gazoweŁożysko ślizgowe wykorzystujące gaz jako środek smarny. Najczęściej stosowanym środkiem smarnym jest powietrze, ale w razie potrzeby można również użyć azotu, argonu, wodoru, helu lub dwutlenku węgla.
W sprężarkach gazu, rozprężarkach i cyrkulatorach medium robocze jest często stosowane jako środek smarny.
Łożysko powietrzne to łożysko, które podtrzymuje obciążenie za pomocą filmu powietrza sprężonego, który powstaje pomiędzy powierzchnią pary ślizgowej łożyska, a powierzchnia pary ślizgowej jest całkowicie oddzielona filmem powietrza podczas pracy.
Łożyska powietrzne należą do łożysk ślizgowych z płynem, które podczas pracy są smarowane płynem, a ich medium smarującym jest powietrze.
Klasyfikacja łożysk powietrznych
Ze względu na mechanizm formowania się filmu sprężonego powietrza, łożyska powietrzne można podzielić na dwie główne kategorie: łożyska aerodynamiczne i łożyska aerostatyczne.
Film sprężonego powietrza w łożysku aerodynamicznym powstaje w wyniku doprowadzenia powietrza do obszaru zbieżności między powierzchniami par ślizgowych poprzez ich wzajemny ruch, a film powietrzny ma kształt zbliżony do klina. Ponieważ łożyska aerodynamiczne nie wymagają zewnętrznego źródła powietrza, nazywane są również „łożyskami samoczynnymi”.
Warstwa powietrza pod ciśnieniem w łożysku aerostatycznym powstaje w wyniku doprowadzenia sprężonego powietrza z zewnątrz przez dławik między powierzchniami pary ślizgowej. Łożyska aerostatyczne wymagają dopływu czystego powietrza z zewnątrz.
Cechy łożyska powietrznego
(1) Niezwykle niski opór tarcia
Ponieważ lepkość gazu jest znacznie niższa od lepkości cieczy, lepkość powietrza w temperaturze pokojowej wynosi zaledwie 1/5000 lepkości oleju mechanicznego nr 10, a opór tarcia łożyska jest wprost proporcjonalny do lepkości, więc tarcie łożysk gazowych jest niższe od tarcia łożysk smarowanych cieczą.
(2) Szeroki zakres stosowanych prędkości
Opór tarcia łożyska gazowego jest niski, wzrost temperatury jest niski, a wzrost temperatury nie przekracza 20–30°C przy prędkościach obrotowych sięgających 50 000 obr./min, a nawet 1,3 miliona obr./min. Łożyska hydrostatyczne można również stosować przy bardzo niskich prędkościach, nawet zerowych.
(3) Szeroki zakres stosowanych temperatur
Gaz pozostaje gazem w szerokim zakresie temperatur, a jego lepkość jest minimalnie zależna od temperatury (lepkość nieznacznie wzrasta ze wzrostem temperatury, np. od 20°C do 100°C, lepkość powietrza wzrasta o 23%), dzięki czemu łożyska gazowe mogą być stosowane w zakresie temperatur od -265°C do 1650°C.
(4) Niska nośność
Nośność łożyska hydrodynamicznego jest wprost proporcjonalna do lepkości, a nośność łożyska pneumatycznego stanowi zaledwie kilka tysięcznych tej samej wielkości co łożysko hydrodynamiczne. Ze względu na ściśliwość gazu, nośność łożyska gazodynamicznego jest ograniczona, a obciążenie na jednostkę powierzchni rzutu może zostać zwiększone jedynie do 0,36 MPa.
(5) Wymagania dotyczące wysokiej dokładności przetwarzania
Aby zwiększyć nośność i sztywność filmu powietrznego łożysk gazowych, zwykle stosuje się luz łożyskowy (mniejszy niż 0,015 mm) w porównaniu z łożyskami smarowanymi cieczą, a dokładność części musi zostać odpowiednio zwiększona.
Zastosowanie łożysk powietrznych
Łożysko powietrzne to nowy typ łożyska, w którym wykorzystano energię potencjalną sprężystości powietrza do pełnienia roli nośnej.
Jedynym stosowanym środkiem smarnym jest powietrze. Technologia łożysk powietrznych jest zatem idealna do elementów obrabianych, które muszą być wolne od zanieczyszczeń, a także do środowisk roboczych.
W łożyskach powietrznych kulki są zastąpione poduszkami powietrznymi. Prawdopodobnie jednym z najbardziej znanych zastosowań łożysk powietrznych są poduszkowce.
Ogromny wentylator wtłacza powietrze pod poduszkowiec, blokując jego ucieczkę przez elastyczną gumową „fartuch”. Wysokie ciśnienie powietrza wytwarzane pod poduszkowcem podtrzymuje ciężar kadłuba, dzięki czemu unosi się on na poduszce powietrznej.
Zastosowanie łożysk gazowych staje się coraz szersze i zostało gruntownie i intensywnie zbadane. Obecnie łożyska gazowe mogą być stosowane w maszynach włókienniczych, maszynach kablowych, obrabiarkach do instrumentów, żyroskopach, szybkoobrotowych separatorach odśrodkowych, wiertarkach dentystycznych, lodówkach pracujących w niskich temperaturach, ekspanderach wodoru oraz cyrkulatorach gazu pracujących w wysokich temperaturach.
Czas publikacji: 28-03-2025
