Menjelajahi Opsi Bantalan Nonkontak untuk Kompresor Turbo
Bantalan memainkan peran kritis dalam setiap mesin berputar. Mereka tidak hanya mendukung beban rakit poros berputar, tetapi juga mengurangi gesekan yang dihasilkan antara bagian bergerak dan stasioner. Jenis bantalan umum termasuk bantalan bola tradisional, bantalan rol dan bantalan rol kerucut. Bantalan ini dapat diterima untuk peralatan yang beroperasi pada kecepatan normal tetapi terbatas dari beroperasi pada kecepatan sangat tinggi karena jumlah panas yang dihasilkan. Untuk mengoperasikan mesin berputar pada 10.000+ rotasi per menit (RPM), solusi berbeda diperlukan untuk mencegah kegagalan dini.
Masuk bantalan nonkontak. Seperti yang namanya sungguhkan, bantalan ini memungkinkan rakit berputar untuk didukung tanpa menyentuh permukaan lainnya. Bantalan nonkontak menawarkan efisiensi terbesar dengan menghilangkan kehilangan bantalan tipikal karena gesekan antara elemen bergulir. Ada dua jenis utama bantalan nonkontak: bantalan fluida dan bantalan magnetik.
Bantalan fluida lebih diperkecil menjadi bantalan hidrodinamik atau hidrostatik. Dalam kedua jenis, fluida seperti minyak, air, atau udara digunakan sebagai medium dukungan. Bantalan tipe statis menggunakan fluida yang ditekan secara eksternal dari pompa untuk mendukung poros. Bantalan dinamis bergantung pada rakit berputar kecepatan tinggi untuk menciptakan cekungan yang ditekan antara poros dan permukaan bantalan. Untuk artikel ini, kami akan fokus pada bantalan fluida tipe air foil dan bantalan magnetik sebagai opsi untuk kompresor turbo kecepatan tinggi. Mari kita lihat lebih dekat cara kerja bantalan ini dan keuntungan yang ditawarkannya.
Air Foil Bearings
Bantalan air foil bekerja sebagian karena kondisi no-slip fluida. Saat poros berputar meningkat kecepatan, molekul udara menempel pada poros dan akhirnya ditarik di bawah untuk membentuk bantal pendukung udara. Bantal ini memisahkan poros dan komponen sekitarnya dan memungkinkan poros berputar bebas. Komponen lain yang diperlukan untuk bantalan udara adalah air foil dan struktur dukungan pegas yang memberikan kapasitas beban pada bantalan.
Bantalan air foil memiliki keuntungan tidak memerlukan pompa atau kompresor eksternal untuk menekan udara. Foil terdiri dari potongan tipis baja tahan suhu tinggi yang dibentuk ke dalam struktur foil yang tepat. Ini berarti bantalan menawarkan keuntungan tidak ada kontak selama operasi dan kapasitas beban yang layak dengan biaya manufaktur yang sangat rendah.
Salah satu kerugian bantalan air foil adalah kapasitas beban yang lebih rendah daripada bantalan rol tradisional. Ini berarti rakit poros yang didukung harus lebih kecil daripada yang didukung oleh bantalan rol. Karena alasan ini, mesin yang menggunakan jenis bantalan ini terbatas pada beberapa ratus tenaga kuda. Sementara bantalan udara tidak memiliki kontak selama operasi normal, mereka memiliki kontak selama periode mulai dan berhenti operasi mesin. Periode gesekan geser ini seringkali diatasi dengan penerapan lapisan non-stick, seperti Teflon, pada permukaan foil atas. Namun, lapisan akhirnya akan aus hingga gesekan selama mulai dan berhenti terlalu tinggi, dan bantalan gagal.
Bantalan Magnetik
Bantalan magnetik bekerja dengan menggunakan elektromagnet untuk melemparkan rotor selama operasi. Arus diinjeksikan ke dalam rangkaian coil di sekitar rotor yang menarik poros ke setiap coil saat aktif. Selain levitasi umum, arus yang diinjeksikan digunakan untuk menjaga rotor berputar di sekitar sumbu untuk mencegah kontak dengan bagian stasioner. Kecepatan putaran tinggi berarti posisi poros harus dianalisis pada tingkat yang sangat tinggi untuk menyuntikkan arus ke coil yang tepat dan menjaga poros berputar di tempat. Ini memerlukan pengontrol bantalan canggih.
Bantalan magnetik memiliki beberapa keuntungan. Pertama, tidak ada aus mekanis bahkan selama operasi mulai dan berhenti. Oleh karena itu, tidak ada umur fadig praktis untuk jenis bantalan ini. Selain itu, turbomachinery yang mengalami surge dapat dilindungi dari kerusakan selama surge. Bantalan magnetik dapat secara aktif mendeteksi gaya surge dan menyuntikkan arus untuk menjaga poros berputar di sumbu. Kelemahan berasal dari biaya tambahan dari rangkaian coil magnetik dan pengontrol bantalan aktif. Ringkasnya, ketahanan dan keandalan tambahan bantalan magnetik datang dengan harga yang lebih tinggi untuk rangkaian bantalan.
Blower yang menggunakan bantalan nonkontak dapat lebih mahal, tetapi mereka menyediakan efisiensi dan ROI terbesar dalam bentuk penghematan energi dengan menghilangkan kehilangan gesekan bantalan tradisional. Hubungi salah satu ahli kami untuk melihat seberapa besar Anda dapat menghemat dengan memasang mesin hemat energi.
