Ngưỡng quan trọng để vận hành an toàn ổ trục chịu áp lực chất lỏng.
Độ tin cậy của ổ trục áp suất động chất lỏng trong máy móc quay tốc độ cao liên quan trực tiếp đến tuổi thọ tổng thể và an toàn vận hành của máy. Cốt lõi của nó nằm ở việc duy trì màng dầu bôi trơn ổn định - một khi màng dầu bị vỡ, tiếp xúc trực tiếp với bề mặt kim loại sẽ nhanh chóng gây ra mài mòn, tăng nhiệt độ và thậm chí là hỏng hóc nghiêm trọng. Vậy, làm thế nào để xác định chính xác và tránh "điểm tới hạn" này?
Chìa khóa là nắm bắt được hai ranh giới hư hỏng: độ dày màng dầu không đủ và nhiệt độ tăng không kiểm soát. Theo các tài liệu kỹ thuật liên quan, độ dày màng dầu tối thiểu phải lớn hơn tổng độ nhám bề mặt của hai cặp ma sát, nếu không các phần nhô ra nhỏ sẽ xuyên thủng màng dầu, gây ra hiện tượng bôi trơn ranh giới hoặc thậm chí là ma sát khô.
Lấy ví dụ về thiết kế ổ trục tuabin hơi, trong Sơ đồ 1, việc cung cấp dầu không đủ và lựa chọn độ nhớt không phù hợp đã dẫn đến nhiệt độ vận hành tăng quá mức. Sau đó, bằng cách tối ưu hóa tỷ lệ trục, điều chỉnh đặc tính nhiệt độ nhớt của dầu bôi trơn và tăng cường hệ thống làm mát, nhiệt độ tăng đã được kiểm soát thành công trong phạm vi an toàn. Điều này cho thấy các thông số cấu trúc hợp lý và thiết kế hệ thống cung cấp nhiên liệu là hai yếu tố đảm bảo kép để ngăn ngừa hư hỏng.
Ngoài ra, không thể bỏ qua phân tích độ ổn định. Khi tốc độ, tải trọng hoặc độ lệch tâm vượt quá phạm vi tới hạn, màng dầu có thể trở nên không ổn định, gây ra xoáy nước hoặc dao động. Do đó, trong giai đoạn thiết kế, cần kết hợp phương trình Reynolds cho mô phỏng động lực học để đảm bảo điểm làm việc nằm xa vùng không ổn định.
Tóm lại, các chiến lược cốt lõi để tránh hư hỏng ổ trục chịu áp lực động chất lỏng bao gồm:
1. Tính toán chính xác và chừa lại biên độ cho độ dày màng dầu tối thiểu;
2. Lựa chọn độ nhớt và áp suất cung cấp dầu bôi trơn hợp lý dựa trên điều kiện làm việc;
3. Tối ưu hóa các thông số hình học của ổ trục (như khe hở, tỷ lệ khung hình);
4. Tăng cường quản lý nhiệt để ngăn nhiệt độ dầu quá cao gây ra tình trạng độ nhớt giảm đột ngột.
Chỉ bằng cách kiểm soát một cách có hệ thống các yếu tố này thì thiết bị mới có thể hoạt động hiệu quả đồng thời tránh được nguy cơ vỡ màng dầu.
