I. Stručný přehled klíčových bodů
• Jedno{0}}ložisko: Rotor je podepřen ložiskem pouze na jednom konci generátoru, přičemž druhý konec nese spojka/ložisko motoru nebo konstrukce. Má menší rozměry, nižší cenu a snadněji se montuje. Je vhodný pro nízký-příkon nebo aplikace s dobrou pevnou základnou a nízkými vibracemi.
• Dvojité-ložisko: Rotor je na obou koncích podepřen ložisky. Poloha rotoru je více omezená, s lepší radiální a radiálně/axiální tuhostí během rotace. Dokáže udržet stabilní vzduchovou mezeru a má silnou odolnost proti bočnímu vychýlení. Je vhodný pro vyšší výkon, námořní/pohyblivé/vibrační podmínky nebo aplikace s vysokými požadavky na stabilitu vzduchové mezery.
• Principy výběru (zjednodušená verze): Určete jedno{0}}ložisko nebo dvojité{1}}ložisko na základě výkonu/délky rotoru (konzolový poměr), námořního/pohyblivého prostředí, kvality základny, povolené odchylky vzduchové mezery, metody spojování (přímá spojka/flexibilní spojka), výsledků analýzy vibrací a torzních vibrací, dostupnosti údržby a nákladů.
II. Strukturální rozdíly
2.1 Metoda mechanické podpory
Jednoduché ložisko: Pouze jeden konec v blízkosti skříně generátoru má valivé/kluzné ložisko, zatímco druhý konec je omezen spojkou ke konci motoru nebo základně. Výhodou je kompaktnost, nízká hmotnost a snížená spotřeba materiálu; nevýhodou je, že rotor je "konzolový" a vzduchová mezera je náchylná k nerovnoměrnostem při radiálním zatížení nebo vychýlení, což ovlivňuje elektrický výkon a vibrace.
2.2 Tuhost a stabilita vzduchové mezery
Dvojitá ložiska: Dvojitá-podpora konce výrazně zvyšuje tuhost rotoru, udržuje rovnoměrnější vzduchovou mezeru mezi statorem a rotorem, snižuje elektromagnetickou asymetrii, místní tepelné zatížení a hluk způsobený průhybem. Konstrukce, která jsou citlivá na nesouosost a průhyb, obvykle používají dvojitá ložiska.
2.3 Tolerance vůči vibracím/nárazům
Na základnách s vysokými{0}}vibracemi nebo s nízkou{1}}hmotností (jako jsou lodě nebo mobilní plošiny) mohou dvojitá ložiska lépe absorbovat/rozkládat boční zatížení a snížit koncentrovanou únavu na jediném ložisku.
2.4 Údržba a náklady
Jednotlivá ložiska mají méně dílů, snáze se montují a demontují a mají nižší náklady na údržbu; když se však vyskytnou problémy s ložiskem nebo spojkou, může být dopad poruchy složitější (může být například ovlivněn i konec motoru). Dvojitá ložiska mají vyšší počáteční náklady a více míst pro údržbu, ale nabízejí vyšší provozní stabilitu a jsou vhodná pro dlouhodobé-zátěžové-provozy.
III. Výběr
3.1 Určete základní parametry: Jmenovitý výkon, otáčky, celkovou délku rotoru (zejména délku vyčnívající ze statoru nebo konzoly) a rozložení hmoty rotoru.
3.2 Vyhodnoťte provozní prostředí: Offshore/Onshore, základní tuhost, očekávané spektrum vibrací a zda dochází k nárazům nebo častým cyklům start{1}}stop. Dvojitá ložiska jsou preferována pro offshore nebo mobilní zařízení.
3.3 Spojka/způsob instalace: Přímo pevná spojka (tuhá spojka) nebo pružná spojka; pokud je rotor podepřen koncovým ložiskem motoru, musí řešení s jedním ložiskem zajistit, aby koncové ložisko motoru a základna zvládly dodatečné zatížení.
3.4 Analýza elektrických/mechanických vazeb: Proveďte posouzení citlivosti vzduchové mezery a analýzu torzních vibrací, abyste zjistili, zda jediné ložisko způsobí excentricitu vzduchové mezery nebo vybudí elektromagnetickou nerovnováhu v důsledku průhybu. Pokud analýza ukáže, že vzduchová mezera nebo dynamická rovnováha jsou snadno ovlivněny, měla by být použita dvojitá ložiska.
3.5 Spolehlivost a strategie údržby: Pro dlouhodobé-nedostupné nebo vysoce spolehlivé požadavky (jako jsou oceánská-plavidla, kritické záložní zdroje energie) se doporučují dvojitá ložiska; naopak, pokud je požadována priorita objemu/nákladů a je možná pravidelná údržba, lze zvolit jednotlivá ložiska.
3.6 Požadavky výrobce a specifikace: Někteří výrobci generátorů mohou přímo doporučit nebo nařídit použití dvojitých ložisek pro specifické aplikace (nad určitý výkon, konkrétní typy lodí) a je třeba se řídit příručkou výrobce a námořními předpisy.
Ⅳ. Běžné poruchové režimy
4.1 Únava valivého kontaktu
Příčina: Cyklické namáhání, koncentrace zatížení, vyčerpání únavové životnosti materiálu. Běžně se vyskytuje v oblastech s vysokým cyklickým zatížením nebo místním přetížením.
Diagnóza: Zvýšené vibrace, odlupování/prášek na oběžné dráze ložiska, zvýšený výskyt kovových částic v oleji.
4.2 Opotřebení
Příčiny: Nedostatečné mazání, kontaminující částice, kontakt s kovem v důsledku hraničního/smíšeného mazání.
Diagnostika: Analýza olejových částic, zvýšená teplota ložiska, viditelné povrchové škrábance.
4.3 Selhání mazání (nedostatek oleje, zhoršená kvalita oleje)
Příčiny: Nedostatečné množství oleje, zablokovaný průchod oleje, nesprávné mazivo/olej, tepelná degradace nebo emulgace (pronikání mořské vody).
Diagnostika: Náhlé zvýšení teploty, analýza oleje (změna viskozity/znečištění/obsahu vody), alarm mazacího systému.
4.4 Elektroerozivní obrábění, EDM
Příčiny: Uzemnění/únik rotoru nebo jednotky nebo volný proud generovaný budicím/usměrňovacím zařízením protékající ložiskem k zemi, což způsobuje důlky/vlnění na oběžné dráze ložiska.
Diagnóza: Jehlovité -nebo drážkované- důlky na oběžné dráze ložiska, rané poškození, které je obtížné vysvětlit mechanickými příčinami. Běžné u generátorů.
4.5 Koroze (včetně koroze mořské vody)
Příčina: Selhání těsnění umožňující pronikání mořské vody/vlhkosti nebo chemické znečištění způsobující poškození bílého kovu/ložisek.
Diagnóza: Povrchová rez, bílé produkty oxidace, rané únavové lomy doprovázené korozními skvrnami.
4.6 Nesouosost / Chyby montáže
Příčiny: Nesprávné vystředění, nesprávné utažení a nesprávné axiální umístění. Konstrukce s jedním-ložiskem jsou obzvláště citlivé (průhyb konzoly).
Diagnóza: Specifická frekvenční vibrační spektra (2X, 3X), lokální zahřívání a rané nerovnoměrné opotřebení.
4.7 Brinelling / Falešné brineling / Fretting
Příčina: Vibrace během přepravy nebo skladování, axiální tření nebo přerušované zatížení způsobují promáčknutí nebo opotřebení třením na kontaktním povrchu.
Diagnóza: Promáčkliny/opotřebené pruhy na oběžné dráze, vibrace/hluk po spuštění.
4.8 Zlomení/opotřebení klece
Příčiny: Špatné mazání, vniknutí cizích těles, výrobní vady nebo nadměrný přechodný náraz.
Diagnóza: Abnormální hluk, nesouosost ložiskových válečků, nečistoty v oleji.