Сферические роликоподшипники — дорожка качения очень похожа на конические роликоподшипники — конструкция чашки используется в стандартных конических роликоподшипниках. Тела качения имеют цилиндрическую форму, а подшипник обладает самоустанавливающимися свойствами, что является преимуществом в тех случаях, когда вал может прогибаться и возникают ударные нагрузки.
В конических роликоподшипниках отношение осевой нагрузки к радиальной определяется углом между осью ролика и осью подшипника. Тяжелые оси и силы тяги поддерживаются в одном направлении, в то время как некоторые варианты существуют в обоих направлениях. Допустимы даже умеренные радиальные нагрузки, но радиальная нагрузка контролируется клещевым подшипником (120%), как показано на рис. 1.
При увеличении скорости этого типа подшипников недостаточно для управления движением вала, и они заменяются плавающими подшипниками, в которых отсутствует внутренняя пленка, поддерживающая вал, а конструкция подшипника не вращается относительно корпуса. Существует два типа подшипников вала: фиксированные — втулочные, которые закручивают и поддерживают вал с помощью масляной пленки, и конструкции подшипников, такие как конические роликоподшипники и плоскогубцы, которые этого не делают.
В динамических подшипниках внутреннего вала вращение подшипника и последующая поддержка в его статическом корпусе создают вращение в области внешней масляной пленки, в которую закачивается масло. Это также приводит к центробежному движению вала вокруг внутреннего подшипника и имеет эффект перекачивания масла из внутренней пленки во внешнюю пленку, а также положительно влияет на давление масла на валу.
Опрокидывающиеся подшипники предназначены для передачи высоких осевых нагрузок на вращающийся вал, что упрощает установку и техническое обслуживание. Если вал недостаточно контролируется системой подшипников, он может выйти из-под контроля и позволить масляной пленке вращаться во внешней пленке, что в конечном итоге разрушит турбокомпрессор. В динамических подшипниках вала нижний подшипник вращается с той же скоростью, что и нижний. упорный подшипник, независимо от диаметра вала, на который он рассчитан.
Максимальная нагрузка для различных типов подшипников составляет от 0,5 до 500 тонн, при этом максимальная нагрузка составляет 1000 тонн для верхнего подшипника и 1,2 тонны для нижнего подшипника.
Угол контакта упорного подшипника увеличивается до 90 градусов по сравнению с радиальным шарикоподшипником, поэтому возникают только осевые нагрузки. Из-за своей специфической конструкции упорные подшипники не считаются стандартными и могут быть изготовлены из любого материала, такого как сталь, алюминий, стекло или другие материалы. Упорный подшипник — единственный тип подшипника с максимальной нагрузкой 1000 тонн и более.
Функция подшипника принципиально иной конструкции заключается в том, чтобы направлять усилие от центра масс к внешнему краю шарикоподшипника и обратно. Отличие этого подшипника в том, что нагрузка равномерно распределяется по телам качения.
Стандартные радиальные подшипники предназначены для поглощения радиальных усилий, но также могут воспринимать малые и средние осевые усилия. Как и в случае радиальных или радиальных шарикоподшипников, нагрузка равномерно распределяется по телу качения осевого подшипника. Благодаря особой конструкции двухтактные опоры особенно полезны в тех случаях, когда скорость низкая или средняя, и требуется более высокая жесткость.
Как и в гидродинамическом подшипнике, в упорном гидродинамическом подшипнике для поддержки ротора используется масло, но иначе, чем в радиальном подшипнике.
Масло впрыскивается в упорный диск подшипника, и между подшипником и ротором создается масляный клин. Сам подшипник имеет два разных типа масляных клиньев: один для радиального подшипника, а другой для гидродинамического упорного подшипника. Это зависит от конструкции и производителя оборудования, но, как правило, одинаково для обоих типов.
Масло может выдержать нагрузку около 500 фунтов на квадратный дюйм, прежде чем разрушится, но оборудование, выбранное производителем, рассчитано на максимальное давление в 1000 фунтов на квадратный дюйм (1,5 фунта на квадратный дюйм). В маленьком кольце, видимом на поверхности, находится масло, которое подается гидростатической подъемной системой, используемой как при старте, так и при остановке, чтобы обеспечить достаточную смазку жидкой пленки даже на малых скоростях.
Учет всего хранилища является сложной задачей, и другие гидродинамические подшипники ограничены небольшой долей общего количества масла в масляной пленке. Трудно создать полную картину всех различных гидростатических сил, действующих на один подшипник, поэтому может быть сложно учесть все.
Чтобы упорный подшипник выдерживал постоянную нагрузку на шарик, держатель должен корректировать колебания скорости.
Когда радиально-упорные шарикоподшипники не могут обеспечить длительный срок службы и большую тягу, используются маятниковые шарикоподшипники. Пружинная нагрузка используется для того, чтобы подшипник не был поврежден при столкновении с мячом или другим объектом, например камнем. Подшипник воспринимает радиальную нагрузку при каждой операции толкания, а пружинная нагрузка может использоваться в любой момент во время цикла толкания.
