¿Cómo se componen los rodamientos de expansores compuestos de azulejos libremente inclinados una película dinámica de fluido autosuficiente para lograr un funcionamiento eficiente? ​

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En los equipos industriales modernos, los expansores son los dispositivos centrales para la conversión y transmisión de energía, y su operación estable es inseparable del soporte de rodamientos de alto rendimiento. Entre los muchos tipos de rodamientos, los rodamientos compuestos por una serie de mosaicos soportados en un anillo de soporte y libremente inclinados se han convertido en componentes clave para el funcionamiento eficiente de los expansores debido a su capacidad para formar una película dinámica fluida autosuficiente. Vale la pena explorar cómo funciona esta estructura de rodamiento única y por qué puede desempeñar un papel importante en condiciones de trabajo complejas. ​
La estructura básica de rodamiento de expansores Consiste en azulejos y anillos de apoyo. Las baldosas son las unidades de rodamientos de carga núcleo, y el número generalmente se distribuye múltiple y se distribuye uniformemente en el lado interno del anillo de soporte. El anillo de soporte, como estructura de soporte, proporciona una base de instalación estable para los mosaicos y garantiza que la posición relativa de cada mosaico sea precisa. El diseño de los azulejos es único, y su superficie está mecanizada con precisión para mantener un espacio específico con el eje giratorio. Cada mosaico puede inclinarse libremente alrededor de su propio punto de apoyo. Este grado aparentemente simple de diseño de libertad en realidad contiene principios mecánicos exquisitos.
Cuando el eje giratorio del expansor comienza a funcionar, el espacio entre el eje y el mosaico se llena con medio lubricante, generalmente aceite lubricante. A medida que el eje gira, el aceite lubricante se lleva al espacio en forma de cuña entre el eje y el baldosa. Dado que el mosaico puede inclinarse libremente, bajo la acción del aceite lubricante, el mosaico ajustará automáticamente el ángulo de inclinación de acuerdo con el estado de posición y movimiento del eje. Cuando el eje gira, el aceite lubricante se exprime en el espacio en forma de cuña y la presión aumenta gradualmente. A medida que aumenta la velocidad del eje, la presión del aceite lubricante aumenta aún más y se forma una capa de película dinámica de fluido con una cierta capacidad de carga entre el eje y el mosaico. ​
Esta película dinámica fluida autosuficiente tiene múltiples funciones importantes. Primero, separa completamente el eje del mosaico, evitando el contacto directo entre los sólidos, reduciendo así en gran medida la resistencia a la fricción. En comparación con los rodamientos deslizantes tradicionales, este diseño reduce la pérdida de energía causada por la fricción y mejora la eficiencia mecánica del expansor. En segundo lugar, la película dinámica de fluidos tiene un buen rendimiento de amortiguación y reducción de vibraciones. Durante la operación del expansor, el eje se verá inevitablemente afectado por diversas perturbaciones y fuerzas desequilibradas, lo que hace que el eje vibre y desvíe. Las baldosas pueden ajustar rápidamente sus posiciones inclinadas libremente, de modo que el espesor y la distribución de presión del cambio de película dinámica del fluido, generando una fuerza opuesta a la dirección de perturbación, suprimiendo efectivamente la vibración del eje y asegurando el funcionamiento estable del eje. ​
En aplicaciones prácticas, este tipo de rodamiento muestra una fuerte adaptabilidad en diferentes condiciones de trabajo. En un expansor de alta velocidad, la velocidad del eje suele ser alta, y los rodamientos tradicionales pueden no ser capaces de funcionar de manera estable debido al calentamiento por fricción y una mayor vibración. El rodamiento compuesto por fichas libremente inclinadas puede ajustar automáticamente el estado de la película dinámica del fluido a medida que aumenta la velocidad del eje. El aceite lubricante forma una distribución de presión más estable bajo un flujo de alta velocidad, y las características de inclinación libres de los mosaicos aseguran que la película dinámica del fluido siempre mantenga un grosor y una forma adecuados, proporcionando un soporte confiable para el eje, para que el expansor aún pueda mantener un rendimiento eficiente y estable a alta velocidad. ​
Para las condiciones de trabajo de expansores con grandes cargas, este rodamiento también funciona bien. Cuando el eje se somete a una gran carga radial, el mosaico en el lado de la fuerza se inclinará aún más debajo de la carga, reduciendo el grosor de la película dinámica del fluido en ese lado y aumentando la presión, proporcionando así suficiente capacidad de soporte para soportar el peso del eje y las cargas externas. Otros mosaicos también ajustarán automáticamente sus ángulos de inclinación de acuerdo con las condiciones de la fuerza para compartir la carga y evitar daños a una sola mosaico debido a una presión excesiva. Esta característica adaptativa de carga permite que el rodamiento mantenga buenas condiciones de trabajo en condiciones de carga pesada, extendiendo la vida útil del rodamiento y el expansor. ​
En términos de la elección del método de lubricación, las características estructurales del rodamiento también proporcionan una solución flexible. Para diferentes condiciones y requisitos de funcionamiento, la caja de rodamientos se puede llenar completamente con aceite lubricante para garantizar que el rodamiento pueda lubricarse en diversas condiciones. Para escenarios de aplicación de alta velocidad, es más apropiado guiar el aceite lubricante a la superficie de empuje y luego dejar que el aceite se drene libremente de la caja de rodamientos. Este método de lubricación puede eliminar rápidamente el calor generado por la fricción durante la operación de alta velocidad, evitar la degradación del rendimiento del aceite lubricante debido a la alta temperatura y garantizar la estabilidad de la película dinámica del fluido. ​
Desde la perspectiva de la tecnología de fabricación, para lograr la inclinación gratuita de los mosaicos y la autorización de correspondencia precisa, se establecen requisitos extremadamente altos en la precisión del procesamiento. La superficie del mosaico debe estar finamente molida y pulida para garantizar que la rugosidad de la superficie alcance un nivel extremadamente bajo, reducir la resistencia al flujo del aceite lubricante y mejorar la eficiencia de formación de la película dinámica fluida. La fabricación del anillo de soporte también debe garantizar una buena precisión dimensional y la tolerancia a la forma y la posición para garantizar que cada mosaico pueda estresarse uniformemente y trabajar de manera estable después de la instalación. Además, el proceso de ensamblaje del rodamiento también es crítico, y el espacio libre coincidente entre el mosaico, el anillo de soporte y el eje debe controlarse estrictamente. A través de la medición y el ajuste precisos, se asegura que el rodamiento normalmente pueda ejercer sus ventajas de rendimiento después de la instalación.