การออกแบบแกนหลักของตลับลูกปืนเลื่อนช่วยให้สามารถรองรับการรับน้ำหนักพื้นฐานสองประเภทได้ในเวลาเดียวกัน กลไกแบริ่งมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับคุณสมบัติทางกายภาพของฟิล์มน้ำมันหล่อลื่น ต่อไปนี้เป็นวิธีดูว่าโหลดทั้งสองนี้ได้รับการสนับสนุนอย่างไร:
1.โหลดรัศมี: แรงรองรับตั้งฉากกับแกน
เมื่อคอเพลาหมุน สารหล่อลื่นจะถูกบีบลงในช่องว่างลิ่มระหว่างเปลือกแบริ่งและคอเพลา ทำให้เกิดฟิล์มน้ำมันจลนศาสตร์ของไหล ฟิล์มน้ำมันสร้างแรงดันที่รองรับน้ำหนักของคอเพลาและแรงในแนวรัศมีภายนอก (เช่น เฟืองเกียร์และความตึงของสายพาน) ตัวอย่างเช่น ในแบริ่งเพลาข้อเหวี่ยงของเครื่องยนต์รถยนต์ ฟิล์มน้ำมันจะต้องสามารถทนต่อแรงกระแทกจากการระเบิดของลูกสูบที่เคลื่อนลงด้านล่าง ในขณะเดียวกันก็ป้องกันไม่ให้คอเพลาสัมผัสกับเปลือกแบริ่งโดยตรง
คุณสมบัติที่สำคัญ:
ความหนาของฟิล์มน้ำมันน้ำมัน: ความเสถียรของฟิล์มน้ำมันถูกควบคุมโดยการปรับระยะห่างระหว่างคอเพลาและเปลือกแบริ่งโดยทั่วไป 0.001 ถึง 0.002 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางเพลา)
การปรับความเยื้องศูนย์: เมื่อภาระในแนวรัศมีเพิ่มขึ้น คอเพลาจะเบี่ยงเบนเล็กน้อย และความหนาของฟิล์มน้ำมันจะปรับโดยอัตโนมัติเพื่อรักษาการหล่อลื่น ความยืดหยุ่นของวัสดุ: แผ่นแบริ่งมักทำจากโลหะอ่อน เช่น โลหะผสมแบบ babbitt และการเปลี่ยนรูปแบบยืดหยุ่นจะชดเชยข้อผิดพลาดในการผลิตและป้องกันการโอเวอร์โหลดในท้องถิ่น
2.Axial Load: แรงขับขนานกับเพลา
แบริ่งเลื่อนสามารถทนต่อแรงในแนวแกนของแผ่นแรงขับหรือฟิล์มน้ำมันส่วนปลายได้ โดยปกติจะใช้ในการใช้งานที่ต้องจำกัดการเคลื่อนที่ตามแนวแกน (เช่น คอมเพรสเซอร์และกังหัน) แผ่นแบริ่งแรงขับมักได้รับการออกแบบให้มีร่องเกลียวหรือพื้นผิวที่ลาดเอียง และผลกระทบจากแรงกดแบบไดนามิกของการหมุนจะใช้เพื่อสร้างฟิล์มน้ำมันที่ต้านแรงขับตามแนวแกนหรือแรงตึง ตัวอย่างเช่น ตลับลูกปืนกันรุนในเพลาขับเคลื่อนทางทะเลจะต้องสามารถทนต่อแรงขับตามแนวแกนขนาดมหึมาที่เกิดจากใบพัด และป้องกันไม่ให้เพลาเคลื่อนที่
คุณสมบัติที่สำคัญ:
มุมกันกระแทก: พื้นผิวสัมผัสระหว่างแผ่นแรงขับและไหล่เพลาได้รับการออกแบบให้เป็นมุมเล็กน้อย (ปกติคือ 5 ถึง 15 องศา) เพื่อปรับสมดุลแรงดันและการรั่วไหลของฟิล์มน้ำมัน
Segment Floating: ตลับลูกปืนกันรุนขนาดใหญ่ถูกสร้างขึ้นด้วยเบาะรองนั่งหลายตัว ซึ่งแต่ละอันลอยได้อย่างอิสระเพื่อรองรับการขยายตัวทางความร้อนและความผันผวนของโหลด
การออกแบบการทำความเย็น: ความร้อนจากแรงเสียดทานที่เกิดจากภาระในแนวแกนจะต้องกระจายผ่านการไหลเวียนของน้ำมันหรือระบบทำความเย็นภายนอกเพื่อป้องกันการแตกของฟิล์มน้ำมัน ผลเสริมฤทธิ์กันของการโหลดสองครั้ง
ภายใต้สภาวะการทำงานจริง ตลับลูกปืนเลื่อนมักจะต้องรับมือกับโหลดในแนวรัศมีและแนวแกนไปพร้อมๆ กัน ตัวอย่างเช่น:
ระบบส่งกำลังเกียร์เฮลิคอล: แรงประกบเฟืองถูกแบ่งออกเป็นส่วนประกอบในแนวรัศมี (แบกโดยแบริ่งทรงกระบอก) และส่วนประกอบตามแนวแกน (แบกโดยแบริ่งแรงขับ)
กังหัน: แบริ่งที่รวมกันของกังหันไอน้ำใช้การออกแบบแรงขับในแนวรัศมี-แบบบูรณาการเพื่อลดความซับซ้อนของโครงสร้างและปรับปรุงความน่าเชื่อถือ
การขับเคลื่อนของใบพัด: แบริ่งท้ายเรือจะต้องทนทานต่อแรงขับในแนวรัศมีของอุทกพลศาสตร์และแรงขับตามแนวแกนของใบพัด การใช้ตลับลูกปืนทรงกรวยเพื่อรับภาระรับน้ำหนักแบบสองทิศทาง