یاتاقان هوایی چیست؟
بلبرینگمن معتقدم که همه با یاتاقان غلتشی رایج ما آشنا هستند، این یاتاقان بخش مهمی از ماشینآلات و تجهیزات امروزی است. پس یاتاقان هوایی چیست؟
یاتاقان گازی: یاتاقان سادهای که از گاز به عنوان روانکننده استفاده میکند. رایجترین روانکننده گازی مورد استفاده هوا است، اما در صورت نیاز میتوان از نیتروژن، آرگون، هیدروژن، هلیوم یا دیاکسید کربن نیز استفاده کرد.
در کمپرسورهای گاز، منبسطکنندهها و سیرکولاتورها، سیال عامل اغلب به عنوان روانکننده استفاده میشود.
یاتاقان هوایی به یاتاقانی اطلاق میشود که بار را با کمک لایه هوای فشاری که بین سطح جفت کشویی یاتاقان تشکیل شده است، تحمل میکند و سطح جفت کشویی هنگام کار کاملاً توسط لایه هوا از هم جدا میشود.
یاتاقانهای هوایی متعلق به یاتاقانهای کشویی سیال در یاتاقانهای کشویی هستند که هنگام کار با سیال روانکاری میشوند و محیط روانکاری آنها هوا است.
طبقه بندی یاتاقان های هوایی
بر اساس مکانیزم تشکیل لایه هوای فشرده، یاتاقانهای هوایی عمدتاً به دو دسته تقسیم میشوند: یاتاقانهای آیرودینامیکی و یاتاقانهای آیرواستاتیکی.
لایه هوای تحت فشار یاتاقان آیرودینامیکی با وارد کردن هوا به ناحیه همگرایی بین سطوح جفتهای لغزشی توسط حرکت متقابل جفتهای لغزشی تشکیل میشود و لایه هوا تقریباً به شکل گوه است. از آنجایی که یاتاقانهای آیرودینامیکی به منبع هوای خارجی نیاز ندارند، به آنها "یاتاقانهای خود-عملگر" نیز گفته میشود.
لایه هوای تحت فشار یاتاقان آئرواستاتیک توسط هوای فشرده خارجی که از طریق دریچه گاز بین سطح جفت لغزشی وارد میشود، تشکیل میشود. یاتاقانهای آئرواستاتیک به یک منبع هوای خارجی تمیز نیاز دارند.
ویژگیهای یاتاقان هوایی
(1) مقاومت اصطکاکی بسیار کم
از آنجایی که ویسکوزیته گاز بسیار کمتر از مایع است، ویسکوزیته هوا در دمای اتاق تنها 1/5000 روغن مکانیکی شماره 10 است و مقاومت اصطکاک یاتاقان مستقیماً با ویسکوزیته متناسب است، بنابراین اصطکاک یاتاقانهای گازی کمتر از یاتاقانهای روانکاری شده با مایع است.
(2) طیف وسیعی از سرعتهای قابل اجرا
مقاومت اصطکاکی یاتاقان گازی کم است، افزایش دما کم است و وقتی سرعت تا ۵۰۰۰۰ دور در دقیقه میرسد، افزایش دما از ۲۰ تا ۳۰ درجه سانتیگراد تجاوز نمیکند و سرعت حتی تا ۱.۳ میلیون دور در دقیقه نیز میرسد. یاتاقانهای هیدرواستاتیک را میتوان برای سرعتهای بسیار پایین، حتی سرعت صفر نیز استفاده کرد.
(3) طیف وسیعی از دماهای قابل اجرا
گاز در طیف وسیعی از دما به صورت گازی باقی میماند و ویسکوزیته آن حداقل تحت تأثیر دما قرار میگیرد (با افزایش دما، ویسکوزیته کمی افزایش مییابد، مثلاً از 20 درجه سانتیگراد تا 100 درجه سانتیگراد، ویسکوزیته هوا 23٪ افزایش مییابد)، بنابراین یاتاقانهای گازی را میتوان در محدوده دمایی 265- درجه سانتیگراد تا 1650 درجه سانتیگراد استفاده کرد.
(4) ظرفیت تحمل کم
ظرفیت تحمل یاتاقان هیدرودینامیکی مستقیماً با ویسکوزیته متناسب است و ظرفیت تحمل یاتاقان پنوماتیکی تنها چند هزارم اندازه یاتاقان هیدرودینامیکی است. به دلیل تراکم پذیری گاز، محدودیتی در ظرفیت تحمل بار یاتاقان دینامیکی گازی وجود دارد و بار در واحد سطح پیشبینی شده فقط میتواند تا 0.36 مگاپاسکال افزایش یابد.
(5) الزامات دقت بالای پردازش
به منظور بهبود ظرفیت تحمل بار و سختی لایه هوای یاتاقانهای گازی، معمولاً از لقی یاتاقان (کمتر از 0.015 میلیمتر) در مقایسه با یاتاقانهای روانکاری شده با مایع استفاده میشود و دقت قطعات نیز باید بر این اساس بهبود یابد.
کاربرد یاتاقانهای هوایی
یاتاقان هوایی نوع جدیدی از یاتاقان است که از انرژی پتانسیل الاستیک هوا برای ایفای نقش تکیهگاه استفاده میکند.
تنها روانکننده مورد استفاده هوا است؛ بنابراین، فناوری یاتاقانهای هوایی برای قطعات کاری که باید عاری از آلودگی باشند یا برای محیطهای کاری ایدهآل است.
در یاتاقانهای هوایی، ساچمهها با بالشتکهای هوایی جایگزین میشوند. شاید یکی از شناختهشدهترین کاربردهای یاتاقانهای هوایی، هاورکرافت باشد.
یک فن بزرگ، هوا را به زیر هاورکرافت میدمد و مانع از خروج هوا از طریق یک «دامن» لاستیکی کشسان میشود. فشار هوای بالای تولید شده در زیر هاورکرافت، وزن بدنه را تحمل میکند و در نتیجه آن را روی بالشتک هوا شناور میسازد.
کاربرد یاتاقانهای گازی روز به روز گستردهتر میشود و به طور گسترده و فشرده مورد مطالعه قرار گرفته است. در حال حاضر، یاتاقانهای گازی را میتوان در ماشینآلات نساجی، ماشینآلات کابل، ماشینهای ابزار دقیق، ژیروسکوپها، جداکنندههای گریز از مرکز با سرعت بالا، متههای دندانپزشکی، یخچالهایی که در دماهای پایین کار میکنند، منبسطکنندههای هیدروژن و گردشدهندههای گاز که در دماهای بالا کار میکنند، استفاده کرد.
زمان ارسال: ۲۸ مارس ۲۰۲۵
