ตลับลูกปืนอุทกพลศาสตร์คืออะไร ตลับลูกปืนอุทกไดนามิก: คุณสมบัติการใช้งานและหลักการทำงาน

เนื้อหาของบทความ

การแบก,หน่วยโครงสร้างของเครื่องจักรและกลไกที่รองรับหรือนำทางเพลาหรือแกนหมุน หากสมุดรายวันของเพลาในตลับลูกปืนเลื่อนไปบนพื้นผิวรองรับโดยตรง จะเรียกว่าตลับลูกปืนธรรมดา หากมีลูกบอลหรือลูกกลิ้งอยู่ระหว่างสมุดเพลากับพื้นผิวรองรับ ตลับลูกปืนดังกล่าวจะเรียกว่าตลับลูกปืนกลิ้ง วัตถุประสงค์ของตลับลูกปืนคือเพื่อลดแรงเสียดทานระหว่างชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่และชิ้นส่วนที่อยู่นิ่งของเครื่องจักร เนื่องจากการเสียดสีเกี่ยวข้องกับการสูญเสียพลังงาน ความร้อน และการสึกหรอ

ตลับลูกปืนเลื่อน.

ตลับลูกปืนเลื่อนคือส่วนรองรับโลหะขนาดใหญ่ที่มีรูทรงกระบอกซึ่งมีบุชชิ่งหรือไลเนอร์ที่ทำจากวัสดุต้านการเสียดสีติดอยู่ คอหรือส่วนเว้าของเพลาพอดีกับรูในปลอกลูกปืนโดยมีช่องว่างเล็กๆ เพื่อลดแรงเสียดทานและการสึกหรอ ตลับลูกปืนมักได้รับการหล่อลื่นเพื่อให้เพลาแยกออกจากบุชชิ่งด้วยฟิล์มน้ำมันที่มีความหนืด ลักษณะการทำงานของตลับลูกปืนธรรมดานั้นพิจารณาจากขนาด (ความยาวและเส้นผ่านศูนย์กลาง) รวมถึงความหนืดของน้ำมันหล่อลื่นและความเร็วการหมุนของเพลา

การหล่อลื่น

ในการหล่อลื่นแบริ่งเลื่อน คุณสามารถใช้ของเหลวที่มีความหนืดเพียงพอได้ เช่น น้ำมัน น้ำ น้ำมันเบนซินและน้ำมันก๊าด น้ำและอิมัลชันน้ำมัน และในบางกรณี แม้แต่ก๊าซ (เช่น อากาศร้อนและผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ในเครื่องยนต์ไอพ่น) และโลหะเหลว นอกจากนี้ยังใช้สารหล่อลื่นที่เป็นพลาสติกและของแข็ง (“จาระบี”) แต่คุณสมบัติในการหล่อลื่นแตกต่างจากของเหลวและก๊าซ ในกรณีที่การไหลเวียนตามธรรมชาติของน้ำมันหล่อลื่นในตลับลูกปืนไม่เพียงพอที่จะทำให้เย็นลง จะมีการจัดเตรียมระบบหมุนเวียนแบบบังคับพร้อมหม้อน้ำที่ปล่อยความร้อนและตัวระบายความร้อน

ตลับลูกปืนอุทกสถิต

ตลับลูกปืนธรรมดาซึ่งมีการจ่ายสารหล่อลื่นภายใต้แรงดัน (โดยปกติจะมาจากปั๊มน้ำมัน) จากแหล่งภายนอกเรียกว่าตลับลูกปืนอุทกสถิต ความสามารถในการรับน้ำหนักของแบริ่งดังกล่าวถูกกำหนดโดยความดันของน้ำมันหล่อลื่นที่ให้มาเป็นหลักและไม่ขึ้นอยู่กับความเร็วรอบนอกของเพลา

ตลับลูกปืนอุทกพลศาสตร์

ตลับลูกปืนกาบที่ทำงานด้วยสารหล่อลื่นถือได้ว่าเป็นปั๊ม ในการเคลื่อนย้ายตัวกลางที่มีความหนืดจากบริเวณที่มีความกดอากาศต่ำไปยังบริเวณที่มีความกดอากาศสูงจำเป็นต้องใช้พลังงานจากแหล่งภายนอก สารหล่อลื่นจะเกาะติดกับพื้นผิวสัมผัสเมื่อเพลาหมุน ทนทานต่อการเสียดสีโดยสิ้นเชิง และถูกบีบลงในบริเวณที่แรงดันเพิ่มขึ้น ดังนั้นจึงรักษาช่องว่างระหว่างพื้นผิวเหล่านี้ ตลับลูกปืนเลื่อนซึ่งสร้างพื้นที่ที่มีแรงกดดันเพิ่มขึ้นในลักษณะที่อธิบายไว้เพื่อรองรับภาระเรียกว่าอุทกพลศาสตร์

แบริ่งกลิ้ง

ในตลับลูกปืนแบบกลิ้ง แรงเสียดทานแบบเลื่อนจะถูกแทนที่ด้วยแรงเสียดทานแบบกลิ้ง ซึ่งช่วยลดการสูญเสียพลังงานอันเนื่องมาจากแรงเสียดทานและลดการสึกหรอ

ตลับลูกปืน.

ตลับลูกปืนกลิ้งที่พบมากที่สุดคือตลับลูกปืน รูปร่างของร่อง (รางวิ่ง) ของวงแหวนด้านในและด้านนอกของแบริ่งกลิ้งจะต้องได้รับการควบคุมอย่างแม่นยำมากในระหว่างการผลิตเพื่อที่ในด้านหนึ่งจะไม่มีการลื่นไถลของลูกบอลที่สัมพันธ์กับวงแหวนและอีกด้านหนึ่ง พวกมันมีพื้นที่รองรับขนาดใหญ่เพียงพอ ตัวแยกจะกำหนดตำแหน่งที่แน่นอนของลูกบอลและป้องกันการเสียดสีกัน นอกจากตลับลูกปืนแบบแถวเดียวแล้ว ยังมีการผลิตตลับลูกปืนที่มีลูกบอลสองแถวและหลายแถว (สองแถว หลายแถว) รวมถึงตลับลูกปืนแบบอื่นอีกด้วย

แบริ่งลูกกลิ้ง.

ในแบริ่งลูกกลิ้ง องค์ประกอบกลิ้งคือลูกกลิ้ง - ทรงกระบอก, รูปทรงกระบอก, ทรงกรวย, เข็มหรือบิด การออกแบบแบริ่งลูกกลิ้งก็มีหลากหลายเช่นกัน

การหล่อลื่น

อายุการใช้งานของตลับลูกปืนกลิ้งจะขึ้นอยู่กับการสึกหรอของลูกบอล (ลูกกลิ้ง) และรางน้ำในวงแหวน ตลับลูกปืนดังกล่าวยังต้องการการหล่อลื่นเพื่อลดแรงเสียดทานและการสึกหรอ อุณหภูมิในการทำงานมีความสำคัญ เนื่องจากที่อุณหภูมิสูงไม่เพียงแต่จะส่งผลต่อการขยายตัวทางความร้อนที่ไม่เท่ากันของส่วนประกอบตลับลูกปืนเท่านั้น ซึ่งนำไปสู่การลื่นไถลที่เพิ่มขึ้น และผลที่ตามมาคือการสึกหรอ แต่ยังทำให้ความแข็งของวัสดุตลับลูกปืนลดลงด้วย

วัสดุแบริ่ง

ตลับลูกปืนเลื่อนทำจากโลหะ โลหะผสม พลาสติก วัสดุผสม และวัสดุอื่นๆ เป็นเวลานานแล้วที่วัสดุตลับลูกปืนหลักคือ Babbitt ซึ่งได้รับการจดสิทธิบัตรโดย A. Babbitt ในปี 1839 โลหะผสมนี้ทำจากดีบุกหรือตะกั่วโดยเติมพลวง ทองแดง นิกเกิล ฯลฯ เพิ่มเติมเล็กน้อย ทำให้มีตัวเลือกองค์ประกอบหลายอย่าง ซึ่งแตกต่างกันใน เนื้อหาสัมพันธ์ของส่วนประกอบ โลหะผสมของ Babbitt ได้กลายเป็นมาตรฐานสำหรับการประเมินวัสดุตลับลูกปืนอื่นๆ รวมถึงการผสมผสานของวัสดุที่ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าแยกกันได้ดี: Babbitt และเหล็กกล้า; แบบบิตต์ เหล็กและทองสัมฤทธิ์ นำไปสู่อินเดียม; เงินและเหล็กกล้า กราไฟท์และสีบรอนซ์ ในบรรดาวัสดุพลาสติกสำหรับตลับลูกปืนเลื่อน ไนลอนและเทฟลอนซึ่งไม่ต้องการการหล่อลื่นมีความโดดเด่น นอกจากนี้ คาร์บอน-กราไฟท์ โลหะ-เซรามิก และวัสดุคอมโพสิตยังใช้เป็นวัสดุสำหรับตลับลูกปืนแบบปลอกอีกด้วย

เนื้อหาของบทความ

ตลับลูกปืนเลื่อน.

การหล่อลื่น

ตลับลูกปืนอุทกสถิต

ตลับลูกปืนอุทกพลศาสตร์

แบริ่งกลิ้ง

ตลับลูกปืน.

แบริ่งลูกกลิ้ง.

การหล่อลื่น

วัสดุแบริ่ง

สิ่งประดิษฐ์นี้เกี่ยวข้องกับวิศวกรรมเครื่องกลและสามารถนำไปใช้ในตลับลูกปืนกันรุนและรองรับที่มีชั้นสารหล่อลื่นแบบไฮโดรไดนามิกสำหรับเครื่องจักร และโดยเฉพาะอย่างยิ่ง สำหรับตลับลูกปืนของโรงงานรีดซึ่งมีความเร็วรอบนอกสูงและโหลดเฉพาะเจาะจง ตลับลูกปืนอุทกไดนามิกมีช่องที่ทำขึ้นบนพื้นผิวการทำงานด้านใดด้านหนึ่งซึ่งก่อตัวเป็นชั้นการหล่อลื่นแบบไฮโดรไดนามิก ในกรณีนี้กระเป๋าทั้งหมดจะอยู่เพียงบางส่วนหรือทั่วทั้งพื้นที่ของชั้นซึ่งความดันตามความยาวของชั้นจะเพิ่มขึ้นและกระเป๋าที่เริ่มต้นด้วยตัวป้อนซึ่งน้ำมันหล่อลื่นเข้าสู่ชั้นนั้น แยกออกจากกันตามความยาวของชั้นด้วยฉากกั้นที่มียอดแหลมปิดท้ายด้วยขอบซีล ผลลัพธ์ทางเทคนิคคือการเพิ่มความหนาขั้นต่ำของชั้นน้ำมันหล่อลื่น การสร้างความร้อนลดลง ความจุแบริ่งเพิ่มขึ้น และการสึกหรอลดลง 4 เงินเดือน f-ly, 8 ป่วย

สิ่งประดิษฐ์นี้เกี่ยวข้องกับสาขาวิศวกรรมเครื่องกลและสามารถนำไปใช้ในตลับลูกปืนกันรุนและรองรับที่มีการหล่อลื่นแบบไฮโดรไดนามิก (ของเหลวหรือก๊าซ) สำหรับเครื่องจักรต่างๆ และโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับตลับลูกปืนของโรงงานรีดซึ่งมีความเร็วรอบนอกสูงและโหลดเฉพาะเกิดขึ้น มีอุปกรณ์ที่รู้จักกันดีสำหรับตลับลูกปืนกันรุนและรองรับที่มีการหล่อลื่นแบบอุทกพลศาสตร์และชั้นหล่อลื่นที่มีความหนืดซึ่งทำงานตามหลักการของ Reynolds-Mitchell ซึ่งพื้นผิวการทำงานที่เคลื่อนที่และคงที่ซึ่งสร้างชั้นนั้นถูกทำให้เรียบโดยติดตั้งซึ่งกันและกันในมุมที่แน่นอน และความดันในชั้นหล่อลื่นของเหลว (ก๊าซ) ระหว่างชั้นเหล่านั้นถูกสร้างขึ้นโดยการดึงสารหล่อลื่นเข้าไปในชั้นรูปลิ่มเรียวบาง ๆ ด้วยแรงหนืด (แรงเสียดทานของของไหล) ที่สร้างขึ้นโดยพื้นผิวการทำงานที่กำลังเคลื่อนที่ แรงเสียดทานจากพื้นผิวที่อยู่นิ่งก็กระทำต่อชั้นเช่นกัน แต่เป็นปฏิกิริยาต่อการเคลื่อนที่ของชั้น ด้วยการเคลื่อนที่ในชั้นนี้ แรงเฉื่อยของมวลของการไหลของน้ำมันหล่อลื่นก็เกิดขึ้นเช่นกัน ซึ่งเกิดจากการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว (รวมถึงการกระจายซ้ำเหนือส่วนตัดขวางของชั้น) ของความเร็วของการไหลนี้ ส่วนใหญ่อยู่ภายใต้อิทธิพลของแรงเสียดทานของของไหล จากพื้นผิวการทำงานที่อยู่นิ่งในส่วนทางเข้าของชั้น แต่แรงเหล่านี้มีความสำคัญเฉพาะที่ทางเข้าชั้นตามความยาว (ในทิศทางการเคลื่อนที่ของพื้นผิวการทำงาน) ไม่เกิน 2 มม. นอกจากนี้ตามความยาวของชั้นจะไม่เกิดการเปลี่ยนแปลงความเร็วอย่างรวดเร็วและไม่มีแรงเฉื่อยที่สำคัญเกิดขึ้น ดังนั้นในตลับลูกปืนที่ทำงานตามหลักการของ Reynolds-Mitchell แรงเฉื่อยแทบไม่มีผลกระทบต่อการก่อตัวของแรงดันในชั้นสารหล่อลื่น ยิ่งไปกว่านั้น แรงเฉื่อยที่เกิดขึ้นหลังชั้นหล่อลื่นในการไหลร่วม (ในไอพ่นที่จมอยู่ใต้น้ำ) จะไม่ได้รับผลกระทบเนื่องจากการเร่งความเร็วของของเหลวที่ไหลออกจากชั้น ทำให้ช้าลงโดยพื้นผิวการทำงานที่อยู่กับที่ ด้วยเหตุนี้ ในชั้นการหล่อลื่นของ Reynolds-Mitchell จึงมีเพียงแรงหนืดและแรงดันอุทกพลศาสตร์ที่เกิดจากสิ่งเหล่านั้นเท่านั้นที่กระทำ ส่วนหลังดันพื้นผิวการทำงานออกจากกันและสร้างชั้นสารหล่อลื่นที่มีความหนาระหว่างกัน ข้อเสียของตลับลูกปืนที่ทำงานตามหลักการของเรย์โนลด์ส-มิทเชลล์คือแรงเสียดทานที่กระทำจากพื้นผิวการทำงานที่อยู่นิ่งในบริเวณของชั้นซึ่งความดันตามความยาวเพิ่มขึ้นจะทำให้สารหล่อลื่นช้าลงอย่างต่อเนื่องขณะเคลื่อนที่ใน ชั้น. เพื่อป้องกันไม่ให้สารหล่อลื่นเข้าสู่ชั้นและเคลื่อนที่ต่อไปที่นั่น เช่น ลดความเร็วและการใช้สารหล่อลื่น ซึ่งจะช่วยลดความหนาขั้นต่ำของชั้นสารหล่อลื่น เพิ่มอุณหภูมิ และลดความสามารถในการรับน้ำหนักของตลับลูกปืน ไม่สามารถเพิ่มมุมลิ่ม (ขนาดช่องว่างน้ำมัน) เพื่อลดการเบรกที่ระบุได้เนื่องจาก การเพิ่มขึ้นใด ๆ จะนำไปสู่การรั่วไหลของน้ำมันหล่อลื่นด้านข้างเพิ่มขึ้นจากชั้นและการเพิ่มขึ้นของมุมลิ่มที่สูงกว่าขนาดที่กำหนดยังนำไปสู่การเกิดการเคลื่อนที่แบบย้อนกลับของน้ำมันหล่อลื่นที่พื้นผิวการทำงานที่อยู่กับที่ในทิศทางของแหล่งจ่าย กระเป๋า (ช่องในพื้นผิวการทำงานที่อยู่กับที่ซึ่งสารหล่อลื่นถูกส่งไปยังชั้น) มีอุปกรณ์ที่รู้จักกันดีสำหรับแรงขับ (A. Cameron, “Theory of Lubrication in Engineering,” p. 67, Mashgiz, M., 1962) และตลับลูกปืนแบบเจอร์นัลซึ่งมีการสร้างช่องเก็บน้ำมันในรูปแบบของร่องบนพื้นผิวด้านใดด้านหนึ่ง การสร้างชั้นการหล่อลื่นแบบอุทกพลศาสตร์เช่นสำหรับอุปกรณ์ที่ได้รับการยอมรับว่าเป็นต้นแบบตามใบรับรองของผู้เขียนสหภาพโซเวียต N 796508 คลาส ฟ 16 ค 33/04. ในอุปกรณ์ดังกล่าว เนื่องจากความหนาของชั้นในหลุมน้ำมันเพิ่มขึ้น และด้วยเหตุนี้ แรงเสียดทานจากพื้นผิวการทำงานที่อยู่นิ่งก็ลดลง การไหลในหลุมน้ำมันจะถูกเร่ง (และหมุนวน) โดย พื้นผิวที่เคลื่อนที่ได้ ซึ่งปรับปรุงการหล่อลื่นในระหว่างโหมดสตาร์ท และที่โหลดจำเพาะต่ำ จะช่วยลดความร้อนที่ปล่อยออกมา แต่แรงเฉื่อยในอุปกรณ์แบริ่งเหล่านี้ก็ไม่ได้มีส่วนทำให้แรงกดดันในชั้นเพิ่มขึ้นเนื่องจากมีกระเป๋าตามความยาวของชั้นถูกแยกออกจากกันโดยส่วนของพื้นผิวการทำงานที่อยู่กับที่ซึ่งมีความยาวมาก มากกว่าความยาวของส่วนทางเข้า ซึ่งแรงเฉื่อยยังคงมีนัยสำคัญ และไม่สามารถเอาชนะความต้านทานของส่วนที่ขยายออกไปของชั้นระหว่างช่องต่างๆ และเพิ่มการสิ้นเปลืองการหล่อลื่นได้ ผลที่ตามมา เนื่องจากการเบรกจากส่วนต่างๆ ของพื้นผิว แรงเฉื่อยจึงถูกดับลงโดยสิ้นเชิง และการไหลของสารหล่อลื่นที่เร่งในพ็อกเก็ตจะไม่รักษาความเร็วเพิ่มเติมที่ได้รับในพ็อกเก็ตก่อนหน้าจนกระทั่งถึงพ็อกเก็ตถัดไป ดังนั้นการครอบครองพื้นที่ที่มีประโยชน์ของพื้นผิวการทำงานที่สร้างแรงกดดันช่องดังกล่าวที่โหลดเฉพาะสูงจะช่วยลดแรงกดดันที่เพิ่มขึ้นในชั้นและลดความหนาขั้นต่ำ วัตถุประสงค์ของการประดิษฐ์คือเพื่อเพิ่มความสามารถในการรับน้ำหนัก ลดการใช้พลังงาน และการสึกหรอของตลับลูกปืน เป้าหมายนี้บรรลุผลสำเร็จได้ด้วยความจริงที่ว่า บนพื้นผิวการทำงานด้านใดด้านหนึ่งที่สร้างชั้นการหล่อลื่นแบบอุทกไดนามิก มีหลุมน้ำมันที่ไม่สื่อสารกัน เช่นเดียวกับในต้นแบบ แต่นอกจากนี้ ตามการประดิษฐ์ ช่องทั้งหมดจะอยู่เพียงบางส่วนหรือทั่วทั้งบริเวณของชั้น ซึ่งความดันตามความยาวของชั้นจะเพิ่มขึ้น และช่องต่างๆ เริ่มต้นด้วยช่องจ่ายที่สารหล่อลื่นเข้าไป ชั้นจะถูกแยกออกจากกันตามความยาวของชั้นโดยฉากกั้นเท่านั้น โดยมียอดแหลมที่ลงท้ายด้วยขอบปิดผนึก นอกจากนี้ ตามการประดิษฐ์นี้ ขนาดของกระเป๋าจะมีขนาดใหญ่กว่าตามความกว้างของชั้นมากกว่าความยาว นอกจากนี้ยังมีช่องว่างระหว่างกระเป๋าตามความกว้างของชั้น ระยะทางตามความกว้างของชั้นจากขอบของพื้นผิวการทำงานถึงกระเป๋าจะเพิ่มขึ้นตามความยาวของชั้น ขนาดของช่องตามความยาวของชั้นและความลึกของขอบการซีลจะเพิ่มขึ้น ยิ่งช่องอยู่ใกล้กับตัวป้อนมากขึ้นเท่านั้น ชั้นของสารหล่อลื่นในช่องที่อยู่ติดกับสันเขา เริ่มต้นจากช่องจ่ายน้ำมันโดยไม่ต้องเบรกจากพื้นผิวการทำงานที่อยู่นิ่งมากนัก จะถูกเร่งด้วยพื้นผิวการทำงานที่กำลังเคลื่อนที่ และได้รับความเร็วเพิ่มเติมตลอดความหนาทั้งหมด ถัดไป เลเยอร์นี้จะตกลงไปในช่องว่างการปิดผนึกระหว่างกระเป๋า (ระหว่างขอบการปิดผนึกของพาร์ติชั่นกับพื้นผิวการทำงานอื่น ๆ) เนื่องจากช่องว่างนี้มีความยาวสั้น การไหลของน้ำมันหล่อลื่นจึงไหลผ่านเส้นทางที่สั้นกว่าความยาวของส่วนทางเข้า และแรงเฉื่อยในชั้นมีความสำคัญมากที่สุดอย่างแม่นยำในส่วนเริ่มต้นของส่วนนี้ โดยเอาชนะแรงเสียดทานจาก ขอบของพาร์ติชันการปิดผนึกและแรงดันตกระหว่างช่องตามเส้นทางสั้น ๆ นี้ มีส่วนสำคัญในการรักษาจนถึงกระเป๋าถัดไปค่าของความเร็วเพิ่มเติมตามความหนาของชั้นที่ได้รับในกระเป๋าก่อนหน้า สิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้ว่ามีการใช้สารหล่อลื่นในชั้นเพิ่มขึ้น เนื่องจากความจริงที่ว่าคล้ายกับลิ่มเรียวความหนาของช่องปิดผนึกที่ทางออกของช่องจะน้อยกว่าที่ทางเข้าต้นทุนการหล่อลื่นที่เพิ่มขึ้นที่ความหนาของชั้นเดียวกันจะสร้างแรงกดดันเพิ่มขึ้นในนั้นและที่ภาระเดียวกัน บนตลับลูกปืนจะเพิ่มความหนาของชั้น ดังนั้น ในชั้นการหล่อลื่นของแบริ่งตามการประดิษฐ์ สิ่งอื่นๆ ทั้งหมดจะเท่ากัน ความเร็วของสารหล่อลื่นโดยเฉลี่ย อัตราการไหลของมัน และความหนาขั้นต่ำของชั้นการหล่อลื่น (หรือความดัน) จะมากกว่าในชั้น Reynolds-Mitchell และในชั้นต้นแบบ เนื่องจากขนาดของช่องตามความยาวของชั้นถูกเลือกให้ไม่เกินที่จำเป็นในการฟื้นฟูในส่วนของความเร็วการไหลที่สูญเสียไปเพื่อเอาชนะความต้านทานบนเส้นทางระหว่างช่องในช่องว่างการปิดผนึก จำนวน ช่องตามความยาวของชั้นจะมีขนาดใหญ่อย่างเหมาะสมที่สุด เพื่อให้แน่ใจว่ามีการใช้แรงเฉื่อยซ้ำ ๆ (หลายขั้นตอน) เพื่อเพิ่มอัตราการหล่อลื่นในชั้น ในพื้นที่ของชั้นที่ความดันไม่เพิ่มขึ้น (ถึงสูงสุดหรือลดลง) เนื่องจากไม่มีช่องว่างพื้นผิวที่อยู่นิ่งจะชะลอการไหลของสารหล่อลื่นให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ตามที่จำเป็นเพื่อลดแรงกด หยด. นอกจากนี้ การวางกระเป๋าไว้นอกโซนการสึกหรอสูงสุดซึ่งเกิดขึ้นที่จุดที่ความหนาของชั้นขั้นต่ำ จะช่วยลดการสึกหรอส่วนบนที่บางของฉากกั้นระหว่างกระเป๋าได้อย่างมาก พื้นที่ของพื้นผิวการทำงานระหว่างหลุมและที่ขอบของชั้นในบริเวณที่หลุมตั้งอยู่ส่วนใหญ่ทำหน้าที่เป็นซีลที่ช่วยลดการรั่วไหลด้านข้าง และมั่นใจได้ถึงการก่อตัวของแรงกดดันในชั้นเมื่อการไหลของสารหล่อลื่นผ่าน ปิดผนึกช่องจากกระเป๋าหนึ่งไปอีกกระเป๋าหนึ่ง ดังนั้นการเพิ่มขอบการซีลให้ลึกขึ้นโดยสัมพันธ์กับระดับของพื้นผิวการทำงานทำให้สามารถสร้างความหนาของชั้นที่แตกต่างกันในช่องการซีลและที่พื้นผิวการทำงานและสร้างค่าที่เหมาะสมที่สุดทั้งเพื่อลดการรั่วไหลด้านข้างและเพิ่มการใช้สารหล่อลื่น นอกจากนี้ การตรวจสอบให้แน่ใจว่าความกว้างของพื้นผิวการทำงานที่ขอบของชั้นเพิ่มขึ้นเมื่อความดันเพิ่มขึ้นตามความยาวจะช่วยลดการรั่วไหลด้านข้าง จากอิทธิพลทั่วไปของปัจจัยการออกแบบเหล่านี้ ความหนาขั้นต่ำของชั้นหล่อลื่นจึงเพิ่มขึ้นมากกว่า 2 เท่า ด้วยเหตุนี้ การสร้างความร้อน (การใช้พลังงาน) จะลดลงในปริมาณที่เท่ากัน และความสามารถในการรับน้ำหนักของตลับลูกปืนเพิ่มขึ้นมากกว่า 4 เท่า และการสึกหรอก็ลดลงเช่นกัน ในรูป รูปที่ 1 แสดงมุมมองแบบสามมิติของบูชแบริ่งรองรับที่มีพื้นผิวการทำงานในพื้นที่ที่แยกช่องตามความกว้างของชั้น ในรูป 2 แสดงภาพตัดขวางของปลอกที่แสดงไว้ในรูปที่ 1 และส่วนเพลา ในรูป รูปที่ 3 แสดงภาพตัดขวางตามความยาวของชั้นการหล่อลื่นของ Reynolds-Mitchell และการกระจายความเร็วการหล่อลื่นเหนือความหนาของชั้น ในรูป รูปที่ 4 แสดงหน้าตัดตามความยาวของชั้นหล่อลื่นของตลับลูกปืนตามการประดิษฐ์และการกระจายความเร็วในนั้นตามความหนาของชั้น ในรูป รูปที่ 5 แสดงมุมมองแผนผังของแผ่นแบริ่งแรงขับที่มีความกว้างแปรผันของพื้นผิวการทำงานที่ขอบของชั้นในบริเวณที่กระเป๋าตั้งอยู่ ในรูป 6 แสดงส่วนตาม A-A ของหมอนในรูปที่ 5. ในรูปที่ 7 แสดงส่วนตาม B-B ของหมอนในรูปที่ 5. ในรูปที่ 8 แสดงส่วนตาม A-A ของบุชชิ่งในรูปที่ 2. ในภาพที่แสดงในรูปที่. บุชชิ่ง 1 และ 2 ของโชว์แบริ่งรองรับ 1: ช่อง 2 พื้นผิวการทำงาน 3 ของบุชชิ่ง อยู่ในบริเวณที่ไม่มีช่องว่าง ฉากกั้น 4 ระหว่างกระเป๋าและส่วนของพื้นผิวการทำงาน 5 และ 6 ตั้งอยู่ ตามลำดับตามขอบของบุชชิ่งและระหว่างกระเป๋าตามความกว้างของบุชชิ่งขอบซีล 7 ทำบนยอดแหลมของฉากกั้น 4 และมีขนาดทื่อหรือปัดเศษ 8 ขนาดของกระเป๋าตามความกว้างของ ชั้นมีขนาดใหญ่กว่าความยาวและใหญ่กว่าขนาดตามความกว้างของชั้นของส่วนพื้นผิวการทำงานในช่องว่างระหว่างกระเป๋า ในภาคตัดขวางที่แสดงไว้ในรูปที่ 2 แสดงเพิ่มเติม: เพลา 9 หมุนด้วยความเร็วรอบนอก 10 และมีพื้นผิวการทำงาน 11 ขึ้นรูปด้วยพื้นผิวด้านในของปลอก 1 ส่วนของชั้นหล่อลื่น 12 และ 13 ตามลำดับในบริเวณที่กระเป๋า 2 ตั้งอยู่และด้านนอกและช่องจ่าย 14 แผนภาพที่ 15 ยังแสดงการกระจายแรงดันในชั้นหล่อลื่นตามความยาว มุม 16 คือมุมกลางระหว่างตำแหน่งของแรงดันสูงสุดในชั้นหล่อลื่นและพาร์ติชันที่แหล่งจ่าย กระเป๋า และมุม 17 คือมุมตรงกลางที่กระเป๋าตั้งอยู่ ในรูป 3 แสดงภาพตัดขวางตามความยาวของชั้นหล่อลื่นของ Reynolds-Mitchell ที่เกิดขึ้นระหว่างพื้นผิวการทำงานที่อยู่กับที่ 18 ของแผ่นแรงขับและพื้นผิวการทำงาน 11 ของแบริ่งแรงขับที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 10 ความดันเกิดขึ้นในชั้นซึ่งมีแผนภาพการกระจาย 19 คล้ายกับแผนภาพในชั้นแบริ่งรองรับที่ไม่มีช่อง จนถึงจุดที่ 20 ของแผนภาพ 19 ความดันเพิ่มขึ้นแล้วลดลง ด้านหน้าของชั้น ในช่องว่าง 22 ระหว่างแผ่นแรงขับ (หรือในช่องจ่ายของแบริ่งรองรับ) จากจุดที่จ่ายสารหล่อลื่นไปยังชั้น ตามความหนาการไหลเท่ากับความหนาสูงสุด 23 ของชั้นสารหล่อลื่น แผนภาพการกระจายความเร็ว 24 มีรูปร่างเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าหรือใกล้เคียงกัน ในชั้นเมื่อผ่านทางเข้าส่วนที่ 25 แล้ว การไหลจะได้รับการกระจายความเร็วที่ค่อนข้างคงที่ (เปลี่ยนแปลงอย่างช้าๆ ตามความยาวของชั้น) เหนือความหนาของชั้น ดังแสดงในแผนภาพที่ 26 การเปลี่ยนแปลงรูปร่างของแผนภาพนี้ ในส่วนทางเข้า (จาก 24 ถึง 26) เกิดขึ้นเนื่องจากการชะลอการไหลของพื้นผิวการทำงานที่อยู่นิ่ง 18 ซึ่งเปลี่ยนไดอะแกรมเป็นรูปสามเหลี่ยม 27 และเนื่องจากการเบรกแรงดันที่เกิดขึ้นในชั้น ทำให้ไดอะแกรมเปลี่ยนเพิ่มเติมเป็นรูปร่างของ สามเหลี่ยมเว้า 26 ดังที่เห็นได้จากการเปรียบเทียบแผนภาพที่ 24 และ 26 พื้นที่ของแผนภาพที่ 24 ดังนั้นอัตราการไหลของสารหล่อลื่นก่อนเข้าสู่ชั้นจึงมากกว่า 2 เท่าของพื้นที่แผนภาพ 26 และการสิ้นเปลืองสารหล่อลื่นใน ชั้น ดังนั้นการไหลของน้ำมันหล่อลื่นที่มีความหนา 23 ทั้งหมดไม่เข้าสู่ชั้น แต่อัตราการไหลส่วนใหญ่ซึ่งสอดคล้องกับความแตกต่างในพื้นที่ของแผนภาพความเร็ว 23 และ 26 จะยังคงอยู่ในช่องจ่ายและถูกกระแสน้ำวนพัดพาไป 21 หมุนเวียนอยู่ที่นั่น นอกจากนี้ เมื่อการไหลเคลื่อนที่ในชั้น รูปร่างของแผนภาพความเร็ว เปลี่ยนแปลงอย่างช้าๆ จะได้รูปทรงสามเหลี่ยม 28 ในตำแหน่งที่ความดันถึงสูงสุด จากนั้นในบริเวณที่ความดันลดลง ชั้น - รูปร่างของสามเหลี่ยมนูน 29 เนื่องจากมีแรงดันเร่งการไหล หากเราไม่คำนึงถึงการไหลในชั้นตามความกว้าง (การรั่วไหลด้านข้าง) พื้นที่ทั้งหมดของไดอะแกรม 26, 28, 29 และต้นทุนน้ำมันหล่อลื่นที่เกี่ยวข้องจะเท่ากัน ในชั้นการหล่อลื่นของต้นแบบ (ในตลับลูกปืนที่มีช่อง) เมื่อการไหลเข้าสู่ชั้นจากแต่ละช่อง กระบวนการคล้ายกับที่กล่าวไว้ข้างต้นเกิดขึ้นเมื่อเข้าสู่ชั้นการหล่อลื่นจากช่องจ่าย ที่นั่น ก่อนที่จะเข้าสู่ชั้นการหล่อลื่น การกระจายความเร็วจะเหมือนกับในช่องจ่ายซึ่งสอดคล้องกับแผนภาพ 24 และในชั้นระหว่างช่องต่างๆ เนื่องจากความยาวของชั้นนี้มากกว่าความยาวของส่วนทางเข้า a การกระจายความเร็วถูกสร้างขึ้นตามแผนภาพ 26 ดังนั้นในต้นแบบ ในทุกกระเป๋า น้ำมันหล่อลื่นส่วนใหญ่ของการไหลที่อยู่ติดกับสันเขาที่มีความหนาเท่ากับความหนาของชั้นก็ไม่ได้เข้าไปเช่นกัน แต่หมุนวนและยังคงอยู่ ในกระเป๋า ข้อเสียของตลับลูกปืนที่ทำงานตามหลักการของ Reynolds-Mitchell รวมถึงตลับลูกปืนต้นแบบก็คือ แรงเสียดทานที่กระทำจากพื้นผิวการทำงานที่อยู่นิ่งในบริเวณของชั้นซึ่งความดันตามความยาวเพิ่มขึ้นจะชะลอความเร็วลงอย่างต่อเนื่อง สารหล่อลื่นขณะเคลื่อนที่ในชั้น เพื่อป้องกันไม่ให้สารหล่อลื่นเข้าสู่ชั้นเช่น ลดความเร็วและการใช้สารหล่อลื่นในชั้น ซึ่งจะช่วยลดความหนาขั้นต่ำของชั้นสารหล่อลื่น เพิ่มอุณหภูมิ และลดความสามารถในการรับน้ำหนักของแบริ่ง ไม่สามารถเพิ่มมุมลิ่ม (ขนาดช่องว่างน้ำมัน) เพื่อลดการเบรกที่ระบุได้เนื่องจาก การเพิ่มขึ้นใด ๆ จะนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของการรั่วไหลของน้ำมันหล่อลื่นด้านข้างจากชั้นและการเพิ่มขึ้นเกินขนาดที่กำหนดยังนำไปสู่การเกิดการเคลื่อนที่แบบย้อนกลับของน้ำมันหล่อลื่นที่พื้นผิวการทำงานที่อยู่กับที่ในทิศทางของช่องจ่าย สำหรับพื้นที่ของชั้นที่ความดันไม่เพิ่มขึ้น (ถึงจุดสูงสุดหรือกำลังตก) การเบรกจากด้านข้างของพื้นผิวการทำงานที่อยู่นิ่งก็มีประโยชน์เพราะ มันช่วยลดไม่เพียงแต่ด้านข้างเท่านั้น แต่ยังช่วยยุติการรั่วไหลอีกด้วย และป้องกันไม่ให้สารหล่อลื่นถูกพาออกไปจากชั้นโดยพื้นผิวการทำงาน ในรูป 4 ในส่วนขยายของชั้นหล่อลื่นของแบริ่งรองรับตามการประดิษฐ์ ดังแสดงในรูปที่ 1 และรูปที่ 2 (สิ่งต่อไปนี้เป็นจริงสำหรับตลับลูกปืนกันรุน) แสดง: บุชชิ่ง 1 ของตลับลูกปืนกันรุน, กระเป๋าที่ไม่สื่อสาร 2 ซึ่งอยู่ในส่วนที่ 12 ของพื้นที่ชั้นเท่านั้น โดยที่ความดันตามความยาวของชั้นเพิ่มขึ้น . นอกจากนี้ ช่องเหล่านี้เริ่มตั้งแต่ช่องจ่าย 14 ซึ่งจ่ายสารหล่อลื่นให้กับชั้น โดยแยกออกจากกันตามความยาวของชั้น ไม่ใช่ตามส่วนของพื้นผิวการทำงานที่ยับยั้งสารหล่อลื่น แต่โดยฉากกั้นเท่านั้น 4 มียอดแหลมลงท้ายด้วยขอบซีล 7 ทำเป็นระนาบเดียวกับพื้นผิวการทำงาน 5 หรือแบบฝังเมื่อเทียบกับระดับนี้จำนวน 30 เพื่อให้ที่ทางเข้าสารหล่อลื่นเข้าไปในช่องความหนาของช่องว่างระหว่างขอบซีล 7 และ พื้นผิวการทำงานอื่น 11 นั้นมากกว่าความหนานี้ที่ทางออกจากกระเป๋า ขนาดของกระเป๋าน้ำมัน 31 และ 32 ตามความยาวของชั้นจะต้องไม่น้อยกว่าค่าที่การไหลเข้าสู่กระเป๋าจากช่องว่างระหว่างขอบการปิดผนึกและพื้นผิวการทำงานอื่น ๆ 11 เมื่อผ่านกระเป๋าแล้วจะได้รับ ความเร็วเฉลี่ยมากกว่า 2/3 ของความเร็วของพื้นผิวการทำงานที่เคลื่อนที่ ซึ่งสอดคล้องกับแผนภาพที่ 34 ขอบซีลมีการทื่อหรือปัดเศษขนาด 8 ซึ่งช่วยให้การไหลช้าลงน้อยที่สุดเนื่องจากขนาดนี้มีขนาดเล็กที่สุด ไม่เกิน 2 มม. และน้อยกว่าค่าที่อัตราการไหลเฉลี่ยเหนือ ความหนาของชั้นในช่องจะลดลงที่ทางออกจากนั้นเป็นค่าไม่น้อยกว่า 1/2 ของความเร็วของพื้นผิวการทำงานที่เคลื่อนที่ ซึ่งสอดคล้องกับแผนภาพที่ 33 ขนาดของช่องตามความยาวของชั้น (ระยะห่างระหว่างพาร์ติชันการปิดผนึก) จะเพิ่มขึ้นจากค่า 31 เป็นค่า 32 ที่ช่องจ่ายไฟ ยิ่งกระเป๋าอยู่ใกล้กับตัวป้อนมากเท่าไหร่ กระเป๋าก็ยิ่งใกล้กับตัวป้อนมากขึ้นเท่านั้น ความลึกของขอบการซีลก็จะยิ่งมากขึ้น นอกจากนี้ยังแสดงให้เห็น: พื้นผิวการทำงาน 3 ของบุชชิ่ง ซึ่งอยู่ในพื้นที่ของชั้นที่ 13 ซึ่งไม่มีช่องกระเป๋า ระนาบ 6 เชื่อมต่อขอบการซีลและแสดงรูปร่างของการไหลแบบลามินาร์หลัก พื้นผิวการทำงาน 5 ซึ่งอยู่ตามขอบของปลอกและระหว่างกระเป๋าตามความกว้างของปลอกสามารถตรงกับระนาบ 5 ดังแสดงในรูป 1 และรูป 2; เพลา 9 หมุนด้วยความเร็วรอบนอก 10 และมีพื้นผิวการทำงาน 11 สร้างส่วนของชั้นหล่อลื่น 12 และ 13 โดยมีพื้นผิวด้านในของปลอก 1 แผนภาพที่ 15 ของการกระจายแรงดันในชั้นหล่อลื่นตามความยาวของมันคือ ยังแสดงให้เห็นด้วย โดยที่ความดันสูงสุดอยู่ที่จุดที่ระบุโดยมุม 16 ชั้นหล่อลื่นของตลับลูกปืนกันรุนตามการประดิษฐ์จะมีลักษณะคล้ายกัน หากวางช่องที่มีฉากกั้นดังกล่าวไว้ในพื้นที่ 13 ซึ่งความดันลดลง สิ่งนี้จะลดการยับยั้งการไหลด้วย แต่จะมีส่วนช่วยในการส่งสารหล่อลื่นจากชั้น และไม่แนะนำให้ทำเช่นนี้ ดังนั้นกระเป๋าควรอยู่ในบริเวณของชั้นนั้นเท่านั้นซึ่งความดันเพิ่มขึ้นตามความยาวของมัน อุปกรณ์ตามการประดิษฐ์ทำงานดังต่อไปนี้ สารหล่อลื่นในช่องจ่าย เช่นเดียวกับในชั้น Reynolds-Mitchell ที่กล่าวถึงข้างต้น จะถูกเร่งด้วยพื้นผิวการทำงานที่เคลื่อนที่ 11 และการไหลที่อยู่ติดกันที่มีความหนา 23 ซึ่งเท่ากับความหนาสูงสุดของชั้นสารหล่อลื่น จะได้รับความเร็วเพิ่มเติม ดังแสดงใน แผนภาพ 24 ในกรณีนี้กระบวนการถ่ายโอนพลังงานการหล่อลื่นจลน์จากสันเขาเกิดขึ้นอย่างมีประสิทธิภาพสูงสุดเนื่องจากชั้นตลอดความหนาทั้งหมด 23 จะได้รับความเร็วสูงสุดที่เป็นไปได้ (ความเร็วของพื้นผิวที่เคลื่อนที่) จากนั้น การไหลนี้จะเข้าสู่พื้นที่ 12 (ซึ่งมีช่องต่างๆ อยู่) ของชั้นน้ำมันหล่อลื่น ซึ่งตามการประดิษฐ์นี้เป็นช่องว่างลิ่มระหว่างพื้นผิว 11 และพื้นผิว 5 รวมถึงระนาบ 6 จากนั้นสารหล่อลื่นจะเข้าสู่ช่อง 2 และ แล้วเข้าไปในชั้นพื้นที่ 13 ซึ่งกระเป๋าขาดหายไป ในพื้นที่ 12 การไหลจะเข้าสู่ช่องว่างระหว่างขอบปิดผนึก 7 ของพาร์ติชันแรกและพื้นผิวการทำงาน 11 ก่อน (ช่องว่างระหว่างช่อง) เนื่องจากอิทธิพลของขอบนี้ แม้จะมีพื้นผิวเสียดสีเล็กน้อย (ค่า 8 เล็กน้อยของการทื่อหรือการปัดเศษ) รวมถึงเนื่องจากความแตกต่างของความดันระหว่างช่องแรก 2 และช่องจ่าย 4 ความเร็วการไหลจึงเปลี่ยนแปลงในลักษณะดังกล่าว โดยที่แผนภาพ 24 ของความเร็วเหล่านี้ก่อนขอบการซีลจะถูกแปลงเป็นแผนภาพ 33 ด้านหลังขอบการซีล ดังที่เห็นได้จากการเปรียบเทียบแผนภาพเหล่านี้ ในอุปกรณ์ตามการประดิษฐ์ ส่วนที่อยู่กับที่ของแบริ่ง (บุชชิ่งหรือแผ่นแทง) ยังให้ความต้านทานต่อการไหลบ้าง แต่ความต้านทานนี้ดังที่เห็นได้จากการเปรียบเทียบ ของแผนภาพที่ 33 ในรูป 4 และไดอะแกรม 26 ในรูป 3 มีค่าน้อยกว่าความต้านทานที่ชิ้นส่วนที่อยู่นิ่งในชั้น Reynolds-Mitchell และในชั้นต้นแบบให้การไหลอย่างมีนัยสำคัญ เนื่องจากพื้นที่ของแผนภาพแรกที่ความเร็วเท่ากัน 10 ของพื้นผิวการทำงานที่เคลื่อนที่ 11 นั้นมีนัยสำคัญ ใหญ่กว่าพื้นที่ของแผนภาพที่สอง ด้วยเหตุนี้ การใช้น้ำมันหล่อลื่นที่ป้อนจากช่องจ่าย 4 ในชั้นของตลับลูกปืนตามการประดิษฐ์จึงมากกว่าการใช้ตลับลูกปืน Reynolds-Mitchell และต้นแบบอย่างมีนัยสำคัญ (มากกว่าสองเท่า) แม้ว่าจะไม่ใช่การไหลของสารหล่อลื่นทั้งหมดที่มีความหนา 23 แต่เข้าสู่ชั้นจากช่องจ่ายและส่วนหนึ่งของมันซึ่งสอดคล้องกับความแตกต่างในพื้นที่ของแผนภาพความเร็ว 24 และ 33 ยังคงอยู่ในช่องจ่ายซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของกระแสน้ำวน 21 นอกจากนี้ ในช่องแรก การไหลจะคล้ายกับการไหลในช่องจ่าย โดยจะเร่ง และตามความหนาของการไหล (ความหนาระหว่างระนาบ 6 และพื้นผิว 11) แผนภาพความเร็วจะมีรูปทรง 34 ที่ด้านหน้าของพาร์ติชันที่สอง รูปร่างนี้คือ ไม่ใช่สี่เหลี่ยมผืนผ้าที่สมบูรณ์เหมือนรูปร่างของแผนภาพ 24 เนื่องจากความยาวและความลึกของช่อง 2 สั้นกว่าช่องจ่าย ขนาดช่องเหล่านี้และโดยเฉพาะความยาวจะต้องเหมาะสมที่สุดเพื่อให้จำนวนช่องไม่เล็กมาก แต่ยังเพื่อให้แผนภาพความเร็วการไหล 34 ในกระเป๋าได้รับความสมบูรณ์เพียงพอเพื่อสะสมพลังงานจลน์เพื่อเอาชนะความต้านทานของช่องว่างถัดไประหว่างกระเป๋าโดยไม่สูญเสียการไหลจำนวนมาก การสูญเสียนี้ยังคงเกิดขึ้นและสอดคล้องกับความแตกต่างในพื้นที่ของแผนภาพความเร็วทั้งสองด้านของช่องว่างการปิดผนึก สารหล่อลื่นที่ไม่เข้าไปในช่องซีลจะยังคงอยู่ในช่องและไหลเวียนอยู่ที่นั่นโดยเป็นส่วนหนึ่งของกระแสน้ำวน คล้ายกับกระแสน้ำวน 21 ในช่องจ่าย แรงกดดันที่เพิ่มขึ้นในช่องที่ 2 เกิดขึ้นเนื่องจากช่องว่างระหว่างขอบการซีล 7 และพื้นผิวการทำงาน (ความหนาของช่องว่างการซีล) ที่ทางออกของช่องนั้นเล็กกว่าที่ทางเข้า ดังนั้นการบริโภคน้ำมันหล่อลื่นที่เพิ่มขึ้นจากพื้นผิวที่เคลื่อนที่จึงเพิ่มขึ้นและความดันในชั้นเพิ่มขึ้นตามการประดิษฐ์เมื่อเปรียบเทียบกับชั้น Reynolds-Mitchell และต้นแบบเกิดขึ้นด้วยเหตุผลสองประการหลัก: ประการแรกขนาด 7 ของ การทื่อหรือการปัดเศษของขอบการซีลจะน้อยกว่าความยาวของส่วนทางเข้าอย่างมาก ดังนั้น ความต้านทานไฮดรอลิกของช่องว่างการซีลระหว่างช่องจะน้อยกว่า ดังนั้นแผนภาพความเร็วการไหลจะยังไม่ได้รับรูปร่างในสภาวะคงที่คล้ายกับ 26 ในรูป 3 และแรงเฉื่อยช่วยเอาชนะความต้านทานของช่องว่างการปิดผนึกนี้ ประการที่สองขนาดของกระเป๋าตามความยาวของชั้น 31 และ 32 ถูกสร้างขึ้นเพื่อให้การไหลในขณะที่เคลื่อนที่ในแต่ละกระเป๋ามีเวลาที่จะได้รับความเร็วที่เพิ่มขึ้นตามความหนาทั้งหมดของช่องว่างที่ระบุเพื่อเอาชนะความต้านทานสูงสุด ปริมาณการใช้น้ำมันหล่อลื่น แต่ขนาดเหล่านี้ควรมีขนาดเล็กที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อเพิ่มจำนวนช่องเพื่อให้กระบวนการเร่งการไหลในช่องถูกทำซ้ำมากขึ้นตลอดชั้นที่ความดันเพิ่มขึ้น หลักการพิจารณาของการสร้างแรงดันในชั้นหล่อลื่นตามการประดิษฐ์นั้นคล้ายคลึงกับหลักการสร้างแรงดันในเทอร์โบแมชชีนแบบหมุน: ในแต่ละขั้นตอนพลังงานจลน์จะถูกถ่ายโอนไปยังของไหลทำงานโดยโรเตอร์ที่กำลังเคลื่อนที่จากนั้นใน ใบพัดนำทางที่อยู่กับที่ พลังงานนี้จะถูกแปลงเป็นพลังงานความดัน เช่นเดียวกับกระบวนการนี้ ในชั้นหล่อลื่นตามการประดิษฐ์ ในแต่ละช่องตามความยาว พลังงานจลน์จะถูกถ่ายโอนไปยังการไหลของสารหล่อลื่นโดยพื้นผิวการทำงานที่กำลังเคลื่อนที่ และจากนั้นในช่องว่างปิดผนึกระหว่างช่องต่างๆ พลังงานจลน์นี้คือ แปลงเป็นพลังงานความดันในช่องถัดไป เนื่องจากในช่องว่างนี้มีแรงเฉื่อยไหลและแรงเสียดทานแบบอุทกพลศาสตร์จากพื้นผิวที่กำลังเคลื่อนที่จะกระทำต่อแรงดันที่สอดคล้องกับความแตกต่างของความดันระหว่างช่องต่างๆ พื้นที่ 5 ของพื้นผิวการทำงานระหว่างกระเป๋าและที่ขอบของชั้นส่วนใหญ่ทำหน้าที่เป็นซีลที่ช่วยลดการรั่วไหลด้านข้าง การก่อตัวของแรงดันในชั้นนั้นมั่นใจได้จากความแตกต่างของความหนาของช่องซีลที่ทางเข้าและทางออกของ กระเป๋า ดังนั้นการเพิ่มขอบการซีลให้ลึกขึ้นโดยสัมพันธ์กับระดับของพื้นผิวการทำงานทำให้สามารถสร้างความหนาของชั้นที่แตกต่างกันในช่องการซีลและที่พื้นผิวการทำงานและสร้างค่าที่เหมาะสมที่สุดทั้งเพื่อลดการรั่วไหลด้านข้างและเพิ่มการใช้สารหล่อลื่น ด้วยเหตุนี้ ความหนาของชั้นหล่อลื่นระหว่างพื้นผิว 5 และ 11 จึงมีค่าน้อยที่สุด โดยน้อยกว่าความหนาของช่องซีลประมาณ 30 มาตรการการออกแบบนี้ช่วยลดการรั่วไหลด้านข้างในขณะที่เพิ่มปริมาณสารหล่อลื่นที่ขนส่งโดยพื้นผิวการทำงานที่เคลื่อนไหว ในพื้นที่ของชั้นที่ความดันไม่เพิ่มขึ้น (ถึงสูงสุดหรือลดลง) เนื่องจากไม่มีช่องว่างพื้นผิวที่อยู่นิ่งจะชะลอการไหลของสารหล่อลื่นให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ตามที่จำเป็นเพื่อลดแรงกด หยด. นอกจากนี้ ตำแหน่งของกระเป๋าที่อยู่นอกโซนการสึกหรอสูงสุดซึ่งเกิดขึ้นที่จุดที่ความหนาของชั้นขั้นต่ำจะช่วยลดการสึกหรอของพาร์ติชันการปิดผนึกบาง ๆ ระหว่างกระเป๋าเหล่านั้นได้อย่างมาก ในพื้นที่พ็อกเก็ต ความกว้างของพื้นผิวการทำงานที่ขอบของชั้นสามารถเพิ่มขึ้นตามความยาวของชั้นเมื่อความดันในชั้นเพิ่มขึ้น ซึ่งจะช่วยลดการรั่วไหลด้านข้างเพิ่มเติม ในรูป รูปที่ 5 แสดงแผนของแผ่นรองตลับลูกปืนกันรุน ซึ่งในบริเวณที่มีกระเป๋าอยู่ ความกว้างของพื้นผิวการทำงานที่ขอบของชั้นจะเพิ่มขึ้นตามความยาวของชั้น ในรูป 6 และรูปที่ รูปที่ 7 แสดงภาพตัดขวางของหมอนนี้ตามแนว AA และ BB ตามลำดับ ตัวเลขเหล่านี้แสดง: พื้นที่ 12 ซึ่งเป็นที่ตั้งของกระเป๋า 2; พื้นที่ 13 ที่ทางออกจากเลเยอร์โดยไม่มีกระเป๋า แผนภาพที่ 15 ของการกระจายแรงดันตามความยาวของชั้น ขนาด 35 ที่เล็กที่สุดและใหญ่ที่สุด 36 ของความกว้างของพื้นผิวการทำงานที่ขอบของชั้น ขนาดกระเป๋าที่เล็กที่สุด 37 และใหญ่ที่สุด 38 ขนาดตามความยาวชั้น (ความยาวกระเป๋า) ขนาดกระเป๋า 39 ข้ามความกว้างของชั้น (ความกว้างของกระเป๋า) แผนภาพ 40 ของการกระจายแรงกดข้ามความกว้างของชั้น ในรูป รูปที่ 8 แสดงส่วนตามแนว AA (รูปที่ 2) ตามแนวความกว้างของบูชแบริ่งรองรับซึ่งนอกเหนือจากส่วนของพื้นผิวการทำงานที่ขอบของชั้นที่มีขนาด 41 แล้ว ช่อง 2 จะถูกแยกออกจากกัน ซึ่งกันและกันตามความกว้างของชั้นโดยส่วนต่างๆ ของพื้นผิวการทำงาน ซึ่งมีขนาด 42 นอกจากนี้ แผนภาพยังแสดงการกระจายแรงกด 43 ครั้งตลอดความกว้างของชั้นอีกด้วย อุปกรณ์ตามการประดิษฐ์ที่แสดงไว้ในรูปที่ 5-8 ทำงานตามที่แสดงไว้ในรูปที่ 4. นอกเหนือจากที่กล่าวมาข้างต้นควรสังเกตว่าการเพิ่มความกว้างของพื้นผิวการทำงานตามความยาวของชั้นที่ขอบจากขนาด 35 เป็นขนาด 36 (รูปที่ 5) ช่วยลดปริมาณการรั่วไหลจากชั้นเนื่องจาก ความกว้างที่ใหญ่ขึ้นจะถูกสร้างขึ้น ณ จุดที่มีแรงกดดันมากขึ้น (ดูแผนภาพ 15 ในรูปที่ 6) นอกจากนี้ การเพิ่มขนาดของช่องตามความยาวของชั้นจากค่า 37 เป็นค่า 38 (รูปที่ 6) ที่ช่องจ่ายทำให้มีสภาวะที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการฟื้นฟูความเร็วการไหลในช่อง โดยลดลงในช่องปิดผนึกที่ ทางเข้าสู่กระเป๋า เนื่องจากยิ่งความหนาของช่องมากขึ้น (การไหลที่หนาเข้าไปในช่อง) ยิ่งต้องมีระยะห่างระหว่างช่องปิดผนึกมากขึ้นเพื่อเรียกคืนอัตราการไหล จากเงื่อนไขนี้รวมถึงการคำนึงถึงขนาดที่แท้จริงของความหนาของช่องปิดผนึกและความเป็นไปได้ในการสร้างช่องจำนวนมากขึ้น ขนาดของช่อง 39 (รูปที่ 7 และรูปที่ 8) ในความกว้างของ ชั้นควรมากกว่าความยาว สำหรับความสัมพันธ์ระหว่างขนาด 39 (รูปที่ 8) ของช่องและขนาด 42 ของส่วนของพื้นผิวการทำงานในช่องว่างระหว่างช่องต่างๆ เนื่องจากส่วนเหล่านี้มีจุดประสงค์เพื่อลดการไหลของสารหล่อลื่นผ่านความกว้างของช่องเท่านั้น จากกระเป๋าหนึ่งไปอีกกระเป๋าหนึ่งขนาด 32 ควรมีขนาดเล็กกว่าขนาด 39 เนื่องจากอิทธิพลทั่วไปของปัจจัยการออกแบบที่ระบุความหนาขั้นต่ำของชั้นน้ำมันหล่อลื่นจึงเพิ่มขึ้นมากกว่า 2 เท่า ด้วยเหตุนี้ การสร้างความร้อน (การใช้พลังงาน) จะลดลงในปริมาณที่เท่ากัน และความสามารถในการรับน้ำหนักของตลับลูกปืนเพิ่มขึ้นมากกว่า 4 เท่า และการสึกหรอก็ลดลงเช่นกัน

หลักการทำงานของตลับลูกปืนอุทกพลศาสตร์. แบริ่งอุทกพลศาสตร์เป็นตัวรองรับแรงเสียดทานของของไหล ตลับลูกปืนเหล่านี้มาในตลับลูกปืนแนวรัศมีและตลับลูกปืนกันรุน ตลับลูกปืนเรเดียลมีสามหรือสี่ส่วน (รองเท้า) 1 (รูปที่ 7.6) ส่วนรองรับเติมน้ำมันโดยใช้ระบบไฮดรอลิก แกนหมุนที่ไม่หมุนตามแรงโน้มถ่วง 3 ลงมาเป็นส่วนๆ เมื่อหมุนสปินเดิล พื้นผิวที่ขรุขระจะดึงน้ำมันเข้าไปในช่องว่างระหว่างสปินเดิลกับส่วนต่างๆ การออกแบบส่วนต่างๆ โดยเฉพาะตำแหน่งออฟเซ็ตของส่วนรองรับ 2 สัมพันธ์กับแกนสมมาตรช่วยให้หมุนได้ภายใต้อิทธิพลของแรงดันน้ำมันทำให้เกิดช่องว่างลิ่มทำให้ทิศทางการหมุนของแกนหมุนแคบลง แรงดันอุทกพลศาสตร์ เกิดขึ้นในช่องว่างนี้ อาร์จับแกนหมุนให้อยู่ในตำแหน่งที่ถูกระงับ หากแกนหมุนหมุนบนแบริ่งหลายลิ่มโดยมีส่วนจัดตำแหน่งตัวเองซึ่งครอบคลุมเท่า ๆ กันรอบเส้นรอบวง การกระจัดเล็กน้อยจากตำแหน่งเฉลี่ยภายใต้การกระทำของโหลดภายนอกจะนำไปสู่การกระจายแรงกดในช่องว่างลิ่มและการเกิดขึ้น ของแรงอุทกไดนามิกที่เกิดขึ้นซึ่งช่วยรักษาสมดุลของภาระภายนอก

แนะนำให้ใช้ตลับลูกปืนอุทกไดนามิกกับสปินเดิลที่หมุนด้วยค่าคงที่สูงหรือความถี่ที่แตกต่างกันเล็กน้อย และทนทานต่อภาระเล็กน้อย เช่น สปินเดิลของเครื่องเจียร ข้อดีของตลับลูกปืนอุทกไดนามิกคือความแม่นยำและความทนทานสูง (แรงเสียดทานแบบผสมเฉพาะในช่วงเวลาที่สตาร์ทและหยุดเท่านั้น) ข้อเสียคือความซับซ้อนของการออกแบบระบบจ่ายน้ำมันสำหรับตัวรองรับ และการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งของ แกนแกนหมุนเมื่อความถี่การหมุนเปลี่ยนแปลง

น้ำมันสำหรับตลับลูกปืนอุทกพลศาสตร์. โดยทั่วไปจะใช้น้ำมันแร่เกรด L (velocit) ซึ่งมีค่าสัมประสิทธิ์ความหนืดแบบไดนามิก ยู.= (4...5)10~ 3 Pa-s ที่อุณหภูมิ 50 C น้ำมัน (1...3 ลิตร/นาทีที่ความดัน 0.1...0.2 MPa) ถูกส่งไปยังแบริ่งโดยใช้ไฮดรอลิก รวมถึงระบบกรองละเอียดและหน่วยทำความเย็น

รุ่นการออกแบบของตลับลูกปืนอุทกพลศาสตร์แนวรัศมี. ส่วนแบริ่งจะต้องสามารถเปลี่ยนตำแหน่งได้อย่างอิสระทั้งในระนาบที่ตั้งฉากกับแกนแกนหมุนและในระนาบที่ผ่านแกน ส่วนหลังจะขจัดแรงกดดันขอบสูงที่เป็นไปได้ในส่วนรองรับ ตามมาด้วยความร้อนสูงเกินไปของน้ำมันในฟิล์มขอบบางและการสูญเสียคุณสมบัติการหล่อลื่น มีการออกแบบตลับลูกปืนหลายแบบซึ่งระยะห่างระหว่างเพลาและส่วนจะเปลี่ยนโดยอัตโนมัติ ขึ้นอยู่กับโหลดและความเร็วแกนหมุน

หนึ่งในการออกแบบ - LON-88 ซึ่งพัฒนาโดย ENIMS แสดงในรูปที่ 1 7.7. ตลับลูกปืนทำในรูปแบบของบล็อกแยกซึ่งประกอบด้วยวงแหวนสองวง 2 สามส่วน 1 และแหวนสเปเซอร์ 3. พื้นผิวด้านนอกของเซ็กเมนต์นั้นสัมผัสกับพื้นผิวทรงกรวยของวงแหวนสองจุด ส่งผลให้สามารถติดตั้งเซ็กเมนต์ตามแนวแกนของแกนหมุนและในทิศทางการหมุนได้ วงแหวนสเปเซอร์ที่มีส่วนยื่นจะป้องกันไม่ให้ส่วนต่างๆ เคลื่อนที่ไปรอบๆ เส้นรอบวง คุณสามารถปรับระยะห่างในการทำงานของตลับลูกปืนได้โดยการเปลี่ยนความหนาของแหวนเว้นระยะ

ตลับลูกปืนที่มีการออกแบบแตกต่าง - LON-34 - พร้อมส่วนต่างๆ 1 ติดตั้งอันเป็นผลมาจากการหมุนบนส่วนรองรับทรงกลม ก(รูปที่ 7.8) อนุญาตให้มีความเร็วการเลื่อนสูงถึง 60 ม./วินาที ในกรณีที่ไม่มีแรงกดที่ขอบ* ส่วนรองรับส่วนนั้นทำในรูปแบบของสกรู 2 ที่ทำจากเหล็กชุบแข็งพร้อมเกลียวละเอียด โดยการเคลื่อนพวกมันไปในทิศทางแนวรัศมี ระยะห่างในแนวรัศมีในส่วนรองรับและตำแหน่งของแกนแกนหมุนจะถูกปรับ เพื่อเพิ่มความแข็งแกร่งจึงเลือกช่องว่างในการเชื่อมต่อแบบเกลียวของหมุดรองรับกับตัวเครื่องโดยใช้น็อต 3, เพื่อลดการสึกหรอของเซ็กเมนต์ในขณะที่สตาร์ทและเบรกสปินเดิล พวกมันจึงทำจากโลหะคู่: ชั้นทองแดง Br OF10-0.5, Br 0S10-10 หรือวัสดุต้านการเสียดสีอื่น ๆ ถูกนำไปใช้กับฐานเหล็ก โดยใช้การหล่อแบบแรงเหวี่ยง พารามิเตอร์ความหยาบ ราพื้นผิวการทำงานของเซกเมนต์ไม่ควรเกิน 0.32 ไมครอน เจอร์นัลของสปินเดิลไม่ควรสูงกว่า 0.04...0.16 ไมครอน ขนาดของส่วนและสกรูรองรับแสดงไว้ในตาราง 7.1 และ 7.2

ตัวอย่างการออกแบบการประกอบแกนหมุน. มีการติดตั้งแบริ่งอุทกพลศาสตร์ในส่วนรองรับด้านหน้าและด้านหลังของชุดแกนหมุนของเครื่องเจียร (รูปที่ 7.9) 1 ประเภท LON-88 โหลดตามแนวแกนถูกดูดซับโดยตลับลูกปืนกันรุนสองด้านที่เกิดจากแผ่นดิสก์ 2 และ 4, ปลอกคอสัมผัสกับพวกมัน 3 แกนหมุน น้ำมันหล่อลื่นถูกจ่ายให้กับตลับลูกปืนนี้ผ่านรู บีและ 5. ซีลแบบสล็อตป้องกันไม่ให้น้ำมันรั่วไหลออกจากหัวสปินเดิล ตามช่องทาง ชน้ำมันจากช่องซีลจะถูกระบายเข้าไปในตัวเรือนส่วนหัว

พารามิเตอร์การออกแบบตลับลูกปืน เส้นผ่านศูนย์กลาง ดีวารสารสปินเดิลจะถูกเลือกตามเงื่อนไขความแข็งแกร่ง ความยาวแบริ่ง I สำหรับเครื่องเจียร - 0.751) สำหรับเครื่องกลึงที่มีความแม่นยำและเครื่องคว้าน - (0.85-0.9) ดี.ความยาวของส่วนโค้งของการปกปิดของไลเนอร์ (0.6-0.8)1. ระยะห่างจากเส้นทแยงมุม = 0.003 D โดยทั่วไปจะใช้ตลับลูกปืนที่มีไลเนอร์สามหรือสี่อัน

การคำนวณตลับลูกปืนเรเดียลอุทกพลศาสตร์. ทำการคำนวณเพื่อกำหนดขนาดของตลับลูกปืนขึ้นอยู่กับความสามารถในการรับน้ำหนักที่กำหนดของส่วนรองรับและความแข็งแกร่ง นอกจากนี้ยังกำหนดการสูญเสียแรงเสียดทานในส่วนรองรับด้วย

ด้านล่างนี้เป็นวิธีการคำนวณตลับลูกปืนอุทกไดนามิกในแนวรัศมีโดยมีส่วนจัดตำแหน่งตัวเองสามหรือสี่ส่วนเพื่อรองรับความเร็วการเลื่อนสูงสุด 30 ม./วินาที [67]

ข้อมูลเบื้องต้น: พารามิเตอร์การออกแบบของตลับลูกปืน ความเร็วของแกนหมุน โหลดในแนวรัศมีสูงสุด ความแข็งแกร่งในแนวรัศมีของส่วนรองรับที่ต้องการ

ความสามารถในการรับน้ำหนัก (N) ของส่วนหนึ่งที่มีตำแหน่งตรงกลางของสปินเดิล

ความหนืดไดนามิกของน้ำมันอยู่ที่ไหน Pa-s; n- ความเร็วในการหมุนของแกนหมุน, r/s; ดี- เส้นผ่านศูนย์กลางของการเจาะเซกเมนต์ mm; ใน- คอร์ดส่วนโค้ง mm; ล- ความยาวส่วน mm; ; การออกแบบระยะห่างเส้นผ่านศูนย์กลางมม.

ภายใต้การกระทำของแรงที่เกิดขึ้น แกนหมุนจะเคลื่อนที่จากตำแหน่งเริ่มต้นไปที่ จมิลลิเมตร และตำแหน่งใหม่นั้นมีลักษณะเฉพาะโดยความเยื้องศูนย์ หากแรงที่เกิดขึ้นนั้นมุ่งไปตามแกนของส่วนรองรับส่วนรับน้ำหนักของตลับลูกปืนสามส่วน

เรียกร้อง

1. ตลับลูกปืนแบบอุทกไดนามิกซึ่งมีการสร้างช่องน้ำมันบนพื้นผิวการทำงานด้านใดด้านหนึ่งซึ่งสร้างชั้นการหล่อลื่นแบบอุทกพลศาสตร์โดยมีลักษณะเฉพาะคือช่องทั้งหมดจะอยู่เพียงบางส่วนหรือทั่วทั้งพื้นที่ของชั้นโดยที่ความดันตามความยาว ของชั้นที่เพิ่มขึ้นลงในช่องเริ่มต้นจากตัวป้อนซึ่งสารหล่อลื่นเข้าสู่ชั้นนั้นจะถูกแยกออกจากกันตามความยาวของชั้นโดยฉากกั้นที่มียอดแหลมปิดท้ายด้วยขอบซีล 2. ตลับลูกปืนตามข้อถือสิทธิข้อ 1 โดยมีลักษณะว่าขนาดของกระเป๋าตามความกว้างของชั้นจะใหญ่กว่าตามความยาว 3. ตลับลูกปืนตามข้อถือสิทธิข้อ 1 โดยมีลักษณะดังนี้ตามความกว้างของชั้นระหว่างกระเป๋ามีส่วนของพื้นผิวการทำงาน 4. ตลับลูกปืนตามข้อถือสิทธิข้อ 1 โดยมีลักษณะว่าระยะห่างตามความกว้างของชั้นจากขอบของพื้นผิวการทำงานถึงกระเป๋าจะเพิ่มขึ้นตามความยาวของชั้น 5. ตลับลูกปืนตามข้อถือสิทธิข้อที่ 1 โดยมีลักษณะเฉพาะคือขนาดของช่องตามความยาวของชั้นจะเพิ่มขึ้น ยิ่งช่องเข้าใกล้ตัวป้อนมากขึ้นเท่านั้น