Конструкция, принцип работы и преимущества ЛГП
Лепестковые газодинамические подшипники (ЛГП) – это тип безмасляных опор для энергетических машин, обладающий особыми стабилизирующими свойствами, длительным ресурсом без необходимости обслуживания.
Они состоят из набора тонких пластин, между которыми при наборе скорости вала образуется устойчивый газовый клин, исключающий контакт подшипника и вала – несущая способность опоры увеличивается по мере набора скорости. Благодаря этому обеспечивается отсутствие трения и износа деталей в рабочем режиме.
Изготовленные из тонкой пружинной стали лепестки закрепляются в корпусе оборудования через пазы. При начале движения вала на лепестки начинают действовать аэродинамические силы, по мере увеличения которых пластины начинают отделение от вала, между деталями образуется прочный газовый клин.
Разработка такого типа подшипниковых узлов стала следствием усложнения условий эксплуатации турбинного и компрессорного оборудования – повышения скоростей вращения вала, увеличения рабочих температур, нагрузок, тенденция к уменьшению габаритных размеров техники.
ЛГП получают широкое распространение в малых энергетических машинах – микротурбинах, турбодетандерах, турбокомпрессорах, высокоскоростных электромоторах, турбохолодильных установках и другом оборудовании.
Преимущества применения лепестковых газодинамических подшипников:
- Стабилизирующие свойства – прочный слой газовой смазки не допускает появления вихревой неустойчивости
- Простота конструкции и отсутствие необходимости обслуживания
- Увеличенный ресурс
- Термостойкость
- Повышение чистоты оборудования за счет отказа от использования масляной системы
Увеличенный ресурс, отсутствие необходимости обслуживания, возможность уменьшения габаритов позволяют повысить экономическую эффективность оборудования.
Покрытия для ЛГП
Обязательным этапом производства лепестковых газодинамических подшипников является нанесение на несущие поверхности лепестков антифрикционных покрытий.
Эта процедура необходима для обеспечения работоспособности подшипников в переходных режимах работы оборудования – в моменты пуска и останова, а также в аварийных ситуациях, когда скорости вращения вала недостаточно для формирования устойчивого газового клина, следовательно пластины касаются ротора.
Для ЛГП разрабатываются специальные покрытия, которые способны обеспечивать работоспособность деталей в сложных условиях эксплуатации.
Они должны обладать высокой термостойкостью (особенно при работе на горячих ступенях оборудования), обеспечивать низкий коэффициент трения при касании лепестков подшипников с валом, иметь очень высокую износостойкость.
Для применения на лепестках газодинамических подшипников разработано антифрикционное покрытие MODENGY 1071. В его композиции реализован адаптационный механизм, позволяющий сохранять коэффициент трения низким и стабильным в широком диапазоне контактных давлений.
Покрытие устойчиво к перепадам температур, работоспособно при температуре -200…+260 °С.
MODENGY 1071 заменяет стандартные импортные покрытия (например Korolon® Coatings) для ЛГП. Российский материал является лучшим представителем специализированных покрытий для ЛГП по большинству показателей согласно результатам сравнительных испытаний.
Для работы в условиях экстремальных температур предназначено покрытие MODENGY 1090.
В его составе содержится высокотемпературная адаптивная композиция твердых смазочных веществ, покрытие обладает термостойкостью до +730 °С.
Адаптивный механизм проявляется формированием в покрытии новых структур при достижении определенных режимов работы оборудования, что позволяет антифрикционному слою не терять свою работоспособность.
Внедрение лепестковых газодинамических подшипников в конструкцию энергетических машин позволяет значительно снизить риск и количество отказов оборудования. В результате сравнительных испытаний ЛГП с газостатическими и другими типами опор для турбомашин доказано существенное превосходство первых.