Hej där! Som leverantör av Tilting Pad Thrust Bearings har jag fått många frågor den senaste tiden om vilka modifieringar som behövs för att dessa lager ska fungera i vakuum. Så jag tänkte att jag skulle ta lite tid att bryta ner det för er alla.
Först och främst, låt oss förstå varför manövrering av ett axiallager med tiltdyna i vakuum skiljer sig från normala förhållanden. I en normal miljö har vi luft runt omkring, och denna luft kan spela en roll i saker som värmeavledning och smörjning på ett sätt. Men i ett vakuum, ja, det finns ingen luft. Den bristen på luft förändrar spelet mycket när det kommer till hur våra lager fungerar.
Smörjningsmodifieringar
En av de mest kritiska aspekterna vi behöver titta på är smörjning. I en normal atmosfär använder vi ofta oljebaserade smörjmedel. Dessa smörjmedel gör ett bra jobb med att minska friktionen mellan kuddarna och lagrets löpare. De hjälper också till att föra bort värmen som genereras under drift. Men i vakuum kan oljebaserade smörjmedel orsaka vissa problem.
Olja har en tendens att förångas i vakuum. När den förångas kan den lämna kvar rester på lagerytorna. Dessa rester kan leda till ökad friktion och slitage över tid. Så för vakuumdrift måste vi byta till smörjmedel som är mer lämpade för dessa förhållanden.
Fasta smörjmedel är ett bra alternativ här. Material som grafit och molybdendisulfid kan användas. Grafit har till exempel utmärkta smörjegenskaper och tål höga temperaturer. Det förångas inte i ett vakuum, så det lämnar inte de där irriterande resterna. Vi kan applicera dessa fasta smörjmedel på olika sätt. En vanlig metod är att belägga lagerkuddarna med ett tunt lager av det fasta smörjmedlet. Denna beläggning ger en slät yta för löparen att glida över, vilket minskar friktion och slitage.
Ett annat tillvägagångssätt är att använda självsmörjande material för lagerbeläggen. Det finns några avancerade kompositmaterial tillgängliga som har inbyggda smörjande egenskaper. Dessa material kan utformas för att släppa ut små mängder smörjmedel när lagret fungerar, vilket säkerställer kontinuerlig och effektiv smörjning i vakuum.
Tätning och föroreningskontroll
Tätning är ett annat område som behöver modifieras för vakuumdrift. I en normal miljö använder vi tätningar för att hålla smörjmedlet inne och föroreningar ute. Men i ett vakuum måste tätningarna utföra en annan funktion. De måste förhindra luftläckage in i vakuumkammaren samtidigt som de låter lagret fungera smidigt.
Vi måste använda tätningar som är speciellt utformade för vakuumtillämpningar. Dessa tätningar är gjorda av material som har låga utgasningshastigheter. Avgasning är utsläpp av gaser från ett material i vakuum. Om en tätning har en hög utgasningshastighet kan den förorena vakuummiljön och påverka lagrets prestanda.
Elastomera tätningar kan användas, men vi måste välja rätt typ. Till exempel är Viton ett populärt val eftersom det har relativt låga avgasningsegenskaper. Vi måste också se till att tätningarna är korrekt installerade och underhållna. Eventuella luckor eller brister i tätningen kan leda till luftläckage, vilket kan störa vakuumförhållandena och skada lagret.
Kontamineringskontroll är också avgörande. I ett vakuum kan även den minsta partikel orsaka problem. Partiklar kan fastna mellan lagerkuddarna och löparen, vilket leder till ökat slitage och potentiell skada. Så vi måste vidta extra försiktighetsåtgärder under tillverknings- och monteringsprocessen.
Tillverkningsmiljön bör vara ren, med lämpliga luftfiltreringssystem på plats. Under monteringen bör vi använda rena verktyg och arbeta i ett dammfritt område. Vi kan också använda skyddskåpor på lagren under transport och lagring för att förhindra att föroreningar kommer in.
Värmehantering
Värmehantering är ett stort problem i ett vakuum. I en normal miljö hjälper luft till att avleda värme från lagret. Men i ett vakuum finns det ingen luft som för bort värmen. Värmen som genereras under lagerdrift kan snabbt byggas upp, vilket leder till höga temperaturer.
Höga temperaturer kan göra att lagermaterialen expanderar, vilket kan påverka spelrummet mellan dynorna och löparen. Det kan också försämra smörjmedlet, vilket minskar dess effektivitet. Så vi måste hitta alternativa sätt att hantera värmen.
Ett alternativ är att använda värmerör. Värmerör är enheter som kan överföra värme mycket effektivt. De arbetar utifrån principen om fasförändring. En arbetsvätska inuti värmeröret avdunstar i den heta änden (nära lagret) och kondenserar i den kalla änden och överför värme i processen. Vi kan integrera värmerör i lagerdesignen. Vi kan till exempel placera värmerör i lagerhuset för att föra bort värmen från kuddarna.
Ett annat tillvägagångssätt är att använda material med hög värmeledningsförmåga för lagerkomponenterna. Koppar och aluminium är bra val. Dessa material kan snabbt leda bort värmen från de områden där den genereras, vilket hjälper till att hålla lagret vid en rimlig driftstemperatur.
Design och strukturella ändringar
Utformningen av axiallagret för tiltdynan kan också behöva vissa justeringar för vakuumdrift. Själva dynorna kan behöva designas om för att ta hänsyn till de olika driftsförhållandena.
I ett vakuum innebär bristen på lufttryck att krafterna som verkar på lagret är olika. Vi måste se till att dynorna är tillräckligt starka för att motstå dessa krafter utan att deformeras. Vi kan behöva öka tjockleken på dynorna eller ändra deras form för att förbättra deras strukturella integritet.
Lagerhuset behöver också utformas för att vara styvare. I ett vakuum kan varje liten deformation i huset påverka inriktningen av dynorna och löparen. Ett styvt hölje hjälper till att upprätthålla rätt spelrum mellan komponenterna, vilket säkerställer smidig drift av lagret.
Om du nu är intresserad av att lära dig mer om de olika typerna av axiallager för tiltdynor vi erbjuder, kan du kolla in vårTilting Pad axiallagerenhet,Pad axiallager, ochPiedestal Pad axiallagersidor.
Slutsats
Att använda ett axiallager med tiltdyna i vakuum kräver flera modifieringar för att säkerställa optimal prestanda och livslängd. Från att byta smörjsystem till att justera tätningen, termisk hantering och design, alla aspekter måste övervägas noggrant.
Om du är på marknaden för axiallager för tiltplattor för vakuumapplikationer, är vi här för att hjälpa dig. Vårt team av experter har många års erfarenhet av att designa och tillverka lager för ett brett spektrum av förhållanden. Vi kan arbeta med dig för att anpassa lagren efter dina specifika krav. Oavsett om du behöver ett lager för en vetenskaplig forskningsvakuumkammare eller en industriell vakuumprocess, så har vi dig täckt. Så tveka inte att kontakta oss för mer information och för att starta en upphandlingsdiskussion.
Referenser
- "Bearing Design in Machinery: Engineering Tribology and Lubrication" av Alexander Khonsari och Erwin R. Booser
- "Vacuum Technology and Applications" av James F. O'Hanlon