novice

Kaj je zračni ležaj

 

LežajVerjamem, da je vsem znan naš pogosto uporabljeni kotalni ležaj, ki bi moral biti najbolj znan, saj je pomemben del sodobnih strojev in opreme. Kaj je torej zračni ležaj?

 

Plinski ležajDrsni ležaj, ki kot mazivo uporablja plin. Najpogosteje uporabljeno plinsko mazivo je zrak, po potrebi pa se lahko uporabijo tudi dušik, argon, vodik, helij ali ogljikov dioksid.

 

V plinskih kompresorjih, ekspanderjih in cirkulatorjih se delovni medij pogosto uporablja kot mazivo.

 

Zračni ležaj se nanaša na ležaj, ki podpira obremenitev s pomočjo tlačnega zračnega filma, ki se tvori med površino drsnega para ležaja, površina drsnega para pa je med delovanjem popolnoma ločena z zračnim filmom.

 

Zračni ležaji spadajo med drsne ležaje s tekočino v drsnih ležajih, ki so med delovanjem mazani s tekočino, njihov mazalni medij pa je zrak.

 

Klasifikacija zračnih ležajev

Glede na mehanizem nastanka tlačnega zračnega filma so zračni ležaji razdeljeni predvsem v dve kategoriji: aerodinamični ležaji in aerostatični ležaji.

 

Zračni film aerodinamičnega ležaja nastane tako, da se zrak zaradi medsebojnega gibanja drsnih parov dovaja v območje konvergence med površinama drsnih parov, zračni film pa je približno klinaste oblike. Ker aerodinamični ležaji ne potrebujejo zunanjega vira zraka, se imenujejo tudi "samozaposleni ležaji".

 

Film tlačnega zraka v aerostatičnem ležaju nastane z zunanjim stisnjenim zrakom, ki se dovaja skozi dušilko med površino drsnega para. Aerostatični ležaji zahtevajo dovod čistega zunanjega zraka.

 

Značilnosti zračnih ležajev

(1) Izjemno nizka odpornost na trenje

 

Ker je viskoznost plina veliko nižja od viskoznosti tekočine, je viskoznost zraka pri sobni temperaturi le 1/5000 viskoznosti mehanskega olja št. 10, trenje ležaja pa je neposredno sorazmerno z viskoznostjo, zato je trenje plinskih ležajev nižje kot pri ležajih, mazanih s tekočino.

 

(2) Širok razpon uporabnih hitrosti

 

Trenje plinskega ležaja je nizko, dvig temperature je nizek in pri hitrosti do 50.000 vrt/min dvig temperature ne presega 20~30 °C, hitrost pa doseže celo 1,3 milijona vrt/min. Hidrostatični ležaji se lahko uporabljajo tudi pri zelo nizkih hitrostih, celo pri ničelnih hitrostih.

 

(3) Širok razpon uporabnih temperatur

 

Plin ostane plinast v širokem temperaturnem območju, na njegovo viskoznost pa temperatura minimalno vpliva (viskoznost se pri naraščajočih temperaturah nekoliko poveča, npr. od 20 °C do 100 °C se viskoznost zraka poveča za 23 %), zato se plinski ležaji lahko uporabljajo v temperaturnem območju od -265 °C do 1650 °C.

 

(4) Nizka nosilnost

 

Nosilnost hidrodinamičnega ležaja je neposredno sorazmerna z viskoznostjo, nosilnost pnevmatskega ležaja pa je le nekaj tisočink enake velikosti hidrodinamičnega ležaja. Zaradi stisljivosti plina je nosilnost plinskodinamičnega ležaja omejena, obremenitev na enoto projicirane površine pa se lahko poveča le na 0,36 MPa.

 

(5) Zahteve glede visoke natančnosti obdelave

 

Za izboljšanje nosilnosti in togosti zračnega filma plinskih ležajev se običajno uporablja zračnost ležaja (manjša od 0,015 mm) kot pri ležajih, mazanih s tekočino, zato je treba ustrezno izboljšati natančnost delov.

 

Uporaba zračnih ležajev

Zračni ležaj je nova vrsta ležaja, ki za podporno vlogo uporablja elastično potencialno energijo zraka.

 

Edino uporabljeno mazivo je zrak; tehnologija zračnih ležajev je zato idealna za obdelovance, ki morajo biti brez kontaminacije, ali za delovna okolja.

 

V zračnih ležajih so kroglice nadomeščene z zračnimi blazinami. Morda je ena najbolj znanih aplikacij zračnih ležajev lebdenje.

 

Ogromen ventilator piha zrak pod lebdeče plovilo in blokira uhajanje zraka skozi elastično gumijasto "krilo". Visok zračni tlak, ki nastane pod lebdečim plovilom, podpira težo trupa in ga tako lebdi na zračni blazini.

 

Uporaba plinskih ležajev postaja vse bolj obsežna in je bila obsežno in intenzivno preučevana. Trenutno se plinski ležaji lahko uporabljajo v tekstilnih strojih, kabelskih strojih, instrumentalnih strojih, žiroskopih, visokohitrostnih centrifugalnih separatorjih, zobozdravstvenih vrtalnikih, hladilnikih, ki delujejo pri nizkih temperaturah, ekspanderjih vodika in plinskih krožnikih, ki delujejo pri visokih temperaturah.