Что такое биение вала турбины

Аксиома такова: без люфтов ротора (радиального и осевого) турбина работать не может – они должны быть. Припомним, что вращающийся вал ротора удерживается в центральном корпусе подшипниками скольжения: двумя радиальными (иногда они изготавливаются в виде единой детали — «патрона») и одним упорным.

Все пары трения смазываются гидродинамическим способом. Масло поступает в зазоры между вращающимися деталями под давлением. В зазоре образуется прочная пленка, так называемый масляный клин. Пленка разделяет смазываемые поверхности, исключая контакт металлических поверхностей, и одновременно центрирует вал в подшипниках. Образно говоря, вращающийся вал «плавает» в масляной ванне. Нет зазоров – нет пленки. Нет пленки – «кирдык» турбине.

Зазор, необходимый и достаточный для формирования масляного клина, составляет несколько сотых долей миллиметра. Каково это наощупь, можно почувствовать, если пальцами смещать ротор в осевом направлении, где его люфт определяется единственным зазором между валом и упорным подшипником. Можно убедиться в том, что люфт в несколько «соток» едва ощутим. Если же ротор покачать за кончик вала в радиальном направлении, смещение будет хорошо заметно и «наощупь», и визуально.

Во-первых, потому, что радиальные подшипники – плавающие. Они устанавливаются с зазором относительно и вала ротора, и центрального корпуса турбины. Так что сам подшипник вращается в корпусе с частотой примерно вдвое меньшей частоты вращения ротора. Значит, в радиальном направлении ротор имеет «слабину» относительно корпуса в четыре зазора (по два на сторону). А это уже несколько «десяток».

Во-вторых, качая ротор из стороны в сторону за кончик, мы ощущаем не радиальный люфт, а так называемую перекладку ротора. Геометрия двухопорной конструкции такова, что перекладка ротора всегда заметно больше его радиального люфта. Перекладка определяется не только величиной зазоров, но и расстоянием между опорами вала и вылетом вала относительно опоры. Характерная величина перекладки у легковых турбин – десятые доли миллиметра.

Итак, если наличие зазоров строго определенной величины – залог работоспособности конструкции, то очередной вопрос, который должна прояснить экспертиза: являются ли люфты ротора допустимыми или они вышли из допуска. Данные по зазорам производителями турбокомпрессоров не афишируются – их приходится по крохам собирать из разных источников. Для каждой модели турбины они устанавливаются индивидуально. Более того, каждый турбопроизводитель диктует свою методику проверки люфтов ротора. Один – опосредованно, через перекладку, другой – непосредственным измерением смещения вала через отверстие для слива масла. Если измерения показали, что люфты в допуске, разбирать и ремонтировать картридж нет смысла. Разборка картриджа – это неизбежное нарушение положения колес, а, значит, и балансировки ротора. Поэтому без веской причины (а именно – увеличенных люфтов ротора, свидетельствующих об износе пар трения) делать этого не стоит. Разумнее сразу приступить к проверке дисбаланса ротора и герметичности его уплотнений в составе сборочного узла.

Видео:ЛР Контроль радиального и торцевого биенияСкачать

Какой люфт должен быть у турбины? Подробно + видео

В интернете существует просто огромное количество мифов о турбонагнетателях (в простонародье о ТУРБИНАХ). И один прочный, укоренившийся миф это то, что у вала, на котором держатся «крыльчатки», вообще не должно быть никакого люфта. Я иногда даже смотрю каналы, вроде бы нормальных мастеров, которые перелопатили кучу моторов, но даже они вытаскивают турбину, говорят – «там люфт, надо менять». И человек покупает новую (за «дофига» денег), но на ней оказывается тоже люфт! Просто жесть мастера. В общем, сегодня решил пояснить, нормально это или нет, откуда он берется, какой считается в норме. Будет интересно, как обычно будет текстовая версия + видео …

Читайте также: Изготовление валов шестерен по чертежам заказчика

СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ

Классическая турбина это очень теплонагруженная деталь, однако, она состоит в основном из металлических частей. НА этой фразе, наверное, многие могли догадаться к чему я клоню, если нет, давайте по порядку.

Видео:Вибрация турбиныСкачать

Пару слов об устройстве

У турбины есть две части, холодная и горячая. И с той и с другой стороны есть определенная «крыльчатка», которая заключена в «улитку», но обе «крыльчатки» сидят на одном валу (я сейчас не буду подробно размусоливать, все же у меня есть статьи про это). Горячая часть, горячая крыльчатка, приводится в движение от энергии выхлопных газов, именно они ее раскручивают, причем вращаться она может с «бешенной» скоростью, до 100 – 150 000 оборотов в минуту. Холодная часть – это холодная улитка, и крыльчатка, также начинает раскручиваться, ибо они соединены одним валом, но холодная часть соединена с забором воздуха, через интеркулер. В итоге в мотор подается воздух (а нам важен в нем кислород), под высоким давлением.

То есть простыми словами турбина нагнетает больше воздушно-топливной смеси в цилиндры, при таком же объеме двигателя. Мощность растет.

Я думаю понятно объяснил, как работает «турбонагнетатель».

Видео:Допустимый люфт турбокомпрессора. Как проверить люфт турбины?Скачать

Про температуру и масло

НО как вы поняли, этот «турбо-аппарат» является очень сильно теплонагруженным. Ведь выхлопные газы могут достигать температуры в 800 – 900 градусов Цельсия, также тепла может добавлять и катализатор (ведь там идет процесс преобразования газов).

Турбина должна хорошо охлаждаться, и в основном, отвод тепла идет через масляные каналы которые проходят через втулки. Причем масло идет под давлением и должно хорошо прокачиваться. ДА и требования для масел у турбированных моторов совсем другое, нежели у атмосферных.

Видео:Расчеты на прочность. Вибрация турбин. Критическая частота вращенияСкачать

Про люфт

Вводную информацию я вам дал, но вы мне скажете – «а какое отношение это имеет к люфту?» Самое прямое.

Смотрите сейчас турбины идут в основном двух типов:

• Это так называемые — «втулочные», у которых нет подшипников качения, а вместо них идут втулки около холодной и горячей частью. Сейчас их на рынке большинство, я бы даже сказал 80 – 85% производителей используют именно такие агрегаты.

• Так называемые – «подшипниковые». Как вы догадались у них вместо втулок идут подшипники. Причем используются не просто какие-то, а радиально — упорные подшипники качения (отдаленно напоминает «ступичные»).

Так вот, так как в основном идут втулочные типы, у них устройство элементарное, я бы сказал проверенное временем, но имеющее ряд недостатков.

• Вал сажают на втулки, обычно они идут из мягких металлов, типа бронзы, в это место подается масло и вал вращается внутри это втулки. От нагревания и втулка и вал расширяются (вспоминаем горячую часть). ЕСЛИ СДЕЛАТЬ ВООБЩЕ БЕЗ ЗАЗОРОВ, то есть ЛЮФТА НЕ БУДЕТ, при расширении металлов вал просто заклинит и турбина вращаться не будет. Радиальный люфт – это нормальное явление, которое проходит после нагрева стенок.

Читайте также: Компрессор винтовой fini cube sd 1010 500f

• Есть опорные подшипники (которые как бы закрывают вращающуюся часть внутри, не давай валу перемещаться по оси). Они также сделаны из бронзы. И они также имеют зазоры (чтобы не было «клина»), хотя намного меньше. Это так называемый — осевой люфт.

И как вы понимаете, даже новый «ТУРБОНАГНЕТАТЕЛЬ» будет иметь ход, зазоры (это абсолютно нормально), которые после запуска мотора (и его разогрева), практически уходят на нет, из-за теплового расширения и подачи масла (оно, кстати, образует как бы «масляный клин» на втулках и валу). НО из-за не герметичности конструкции, втулочная турбина, будет расходовать масло (хотя в современных агрегатах, это практически сведено к минимуму)

Подшипниковые турбины, работают более стабильно. Здесь опорная пластина и втулка на валу, заменены, одним только радиально – упорным подшипником. Который также имеет люфт, но он практически сведен к минимуму, к нескольким «соткам» (сотых миллиметра). Опять же через каналы к ним подается масло, но необходимости в «масляном клине» уже нет, поэтому можно подводить намного меньше. Поэтому расхода масла практически нет.

НО подшипниковые варианты, не такие надежные. Ранее сепараторы подшипника были сделаны из пластмассы, и они при высоких температурах просто плавились и разрушались. Такой подшипник быстро приходил в негодность, даже «клинил».

Далее появились подшипниковые агрегаты, которые были сделаны с бронзовой обоймой. Но тут опять присутствовал зазор, причем больший чем у втулочного собрата. Пришлось придумать специальную распорную пружину, которая уменьшала люфт, и распирала обойму. НО такие турбины получились слишком сложные и дорогие, и они редко применяются.

Видео:Паровые турбины. Тепловые расширения в турбинеСкачать

Так какой же люфт считается нормальным (НОРМЫ)?

Вообще это заложено у каждого производителя. Нет общепринятого значения и норм, все зависит от размеров и мощности.

НО в целом есть определенные параметры, которые проглядываются на многих аппаратах.

Осевой люфт – гуляет в пределах 0,05 – 0,09 мм (5 – 9 соток)

Радиальный люфт – гуляет в пределах 0,5 – 1,5 мм (у различных производителей по-разному)

Допустимый зазор от «крыльчатки» и корпуса турбины – 0,5 – 1,1 мм

Собственно если вы сняли турбину, и у нее есть люфт, это не означает что она неисправна, у новой, скорее всего, будет все тоже самое. Просто прикиньте, хотя бы с элементарными инструментами, на какое расстояние от стенки находится турбинное колесо.

А вот если вы ее сняли, видите поломанную крыльчатку, задранные стенки, и еще огромный люфт, значит ей пришел конец.

Сейчас видео версия, смотрим

НА этом заканчиваю, думаю мои статья и видео вам понравились. Искренне ваш, АВТОБЛОГГЕР.

(9 голосов, средний: 4,78 из 5)

Похожие новости

Карбюратор или инжектор. Что лучше и какая у них разница

Стук (шум) в двигателе. На холодную или горячую, а также при хол.

Добавить комментарий Отменить ответ

Скоро праздники, а это значит — большая часть нашей страны будет употреблять алкоголь. Легкий: —…

Напряжение аккумулятора транспортного средства, как и его емкость – самые важные показатели этого автомобильного узла,…

Меня часто спрашивают о выхлопе автомобиля. Зачастую новичкам, да и водителем со стажем не нравится,…

Читайте также: Обработка длинных тонких валов

Видео:Уплотнения турбиныСкачать

Люфт турбины: допустимые значения

Видео:Балансировка вала турбины.Скачать

Экспертиза люфтов ротора при ремонте турбины

Работоспособность турбины зависит от наличия люфтов ротора определенной величины. Зазоры между поверхностями вращающихся деталей формируют емкость для смазки, предотвращающей их износ. Поскольку частой причиной поломки турбин является отхождение величины люфта от нормативов, необходимо провести соответствующие замеры.

Измерения люфтов ротора турбины

Наличие осевого и радиального люфта турбины является обязательным условием для поддержания ее работы в штатном режиме. Люфты, формируемые зазорами между вращающимися деталями, наполнены смазывающим материалом. Таким образом, приведенный в движение вал постоянно находится в масляной ванне, противодействующей трению.

Как формируется масляная ванна

Как известно, вращающийся вал ротора, размещенный в корпусе, фиксируется парой из упорного и радиального подшипника. Они поставляются в виде отдельных деталей или объединены в единый «патрон». Смазка пар трения осуществляется посредством подачи смазывающего вещества под давлением. В результате в полости образуется масляный клин, представляющий собой прочную пленку, которая:

• разделяет контактирующие детали;
• противодействует износу металлических поверхностей из-за постоянного трения;
• центрирует механизм.

Визуальная оценка люфтов

Чтобы сформировать масляный клин, достаточно зазора шириной всего в несколько десятков микрон. Осевое смещение практически не ощутимо на ощупь, при этом радиальное перемещение легко заметить. Данное явление объясняется тем, что задействованные в механизме подшипники являются плавающими. При их установке суммируется расстояние относительно не только вала, но и корпуса агрегата. Соотношение частот вращения подшипника и ротора приблизительно равно одному к двум. Ощутимое смещение происходит вследствие того, что между ротором и корпусом образуется сразу четыре промежутка, их суммарная ширина достигает десятых долей миллиметра.

Также необходимо отметить, что при раскачивании в радиальном направлении причиной наблюдаемого сдвига является скорее не люфт, а перекладка ротора. Ее размеры всегда превосходит ширину зазора из-за особенностей геометрии, характерной для конструкции с двумя опорами. Соответственно, для расчета перекладки следует учитывать люфт, а также расстояние между вылетом вала по отношению к опоре. В среднем величина перекладки, образуемая в легковых турбинах, достигает несколько сотен микрон.

Сложность проверки соответствия нормативам

Работоспособность силового агрегата всецело зависит от наличия в конструкции зазоров заданной величины. При проведении экспертизы необходимо выяснить, соответствуют ли люфты нормам допуска или же присутствует отклонение. К сожалению, получить данные о нормативах непосредственно от производителей практически невозможно, поэтому приходится изучать сторонние источники информации, с чем связано ряд сложностей:

• нормативы у разных моделей отличаются;
• каждый изготовитель техники разрабатывает собственную методику тестирования;
• качественная экспертиза требует от специалиста опыта работы с техникой конкретного производителя.

Контроль допуска, в зависимости от модели турбины, может осуществляться через измерение перекладки, либо измеряется смещение вала. Каждый случай индивидуален и требует четкого соблюдения технологической процедуры.

Что делать, если проверка люфтов не показала отклонений

В тех случаях, когда экспертиза люфтов не обнаружила отклонений от допуска, разборка и последующий ремонт картриджа не только не дадут положительного результата, но и создадут риск общей разбалансировки устройства. Устранение возможных неполадок следует начинать с обследования герметичности уплотнителей в сборочном узле и расчета дисбаланса конструкции.

• Свежие записи
  • Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
  • Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
  • Какие моторы бывают у стиральных машин
  • Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
  • Как снять стопорную шайбу с вала

  
  

  источники:

  https://evakuatorinfo.ru/chto-takoe-bienie-vala-turbiny

  🌟 Видео

  Система смазки подшипников паровых турбинСкачать

  

  Методическое видео-пособие к лабораторной работе по изучению вибрации роторов турбинСкачать

  

  Замер радиального биения валаСкачать

  

  Первые признаки, что турбокомпрессор выходит из строя | Как правильно ехать на таком автомобилеСкачать

  

  Устройство и причины выхода из строя турбокомпрессораСкачать

  

  Роторы паровых турбинСкачать

  

  Валоповоротное устройство. Паровые турбиныСкачать

  

  Балансировка ротора турбины. Дисбаланс ротора.Скачать

  

  Неуравновешенность (дисбаланс)ротораСкачать

  

  проверка биения валаСкачать

  

  Балансировка картриджа турбины. [Ремонт турбины.] Авто-идея.Скачать

  

  Устранения вибрации электродвигателяСкачать

  

  Что лучше Ремонт турбины или купить новую!Скачать