Cuscinetto per turbine a vapore personalizzato con rivestimento in lega Babbitt e lubrificazione a pellicola d'olio

Il cuscinetto di banco funge da base portante per i componenti rotanti delle turbine a vapore. Sebbene apparentemente poco appariscente, determina direttamente il funzionamento stabile del rotore della turbina. Se il rotore della turbina a vapore viene paragonato a un atleta che corre ad alta velocità, il cuscinetto di banco è la pista che lo supporta. Una volta che la pista malfunziona, la sicurezza operativa dell'intera unità sarà minacciata.

I ruoli principali dei cuscinetti di banco sono supportare il peso dei rotori delle turbine a vapore e ridurre la resistenza all'attrito durante la rotazione. Un rotore di turbina può pesare decine o addirittura centinaia di tonnellate e funzionare a velocità nominali fino a 3000 giri/min (o altre velocità specificate). I cuscinetti di banco devono sostenere costantemente carichi così pesanti consentendo al contempo una rotazione flessibile del rotore. Attraverso il film d'olio lubrificante, assorbono le vibrazioni generate durante il funzionamento del rotore e sopprimono la trasmissione e l'amplificazione delle vibrazioni, mantenendo un funzionamento stabile del rotore e prevenendo danni alle apparecchiature causati da vibrazioni eccessive.

Il cuscinetto di banco presenta una struttura relativamente semplice, eppure ogni componente svolge funzioni critiche:

• Guscio del cuscinetto: Alloggiamento esterno generalmente realizzato in ghisa o acciaio fuso con sufficiente resistenza e rigidità per trasferire il peso del rotore al piedistallo del cuscinetto
• Bronzina: Parte in contatto diretto con il perno del rotore, per lo più prodotta da leghe di babbitt (lega di babbitt a base di stagno, lega di babbitt a base di piombo). La lega di babbitt morbida e duttile compensa lievi fuori-tondità del perno e fornisce una buona resistenza all'usura e capacità di incorporare contaminanti per intrappolarli
• Ingresso olio e scanalatura dell'olio: L'ingresso dell'olio alimenta l'olio lubrificante nello spazio libero; le scanalature dell'olio distribuiscono uniformemente il lubrificante per una completa formazione del film d'olio
• Dispositivi di posizionamento: Inclusi perni di localizzazione, spessori e altri elementi che fissano la posizione relativa tra il guscio del cuscinetto e il piedistallo del cuscinetto, impedendo la rotazione o lo spostamento del cuscinetto durante il funzionamento

Il supporto stabile e la riduzione dell'attrito dei cuscinetti di banco si basano sulla formazione di un film d'olio lubrificante. Quando il rotore è fermo, il perno è a contatto diretto con la bronzina. Quando il rotore inizia a ruotare, l'olio lubrificante fluisce nello spazio libero attraverso l'ingresso dell'olio. Con l'aumento della velocità di rotazione, il perno trascina il lubrificante a circolare, formando un film d'olio a forma di cuneo tra il perno e la bronzina.

Il film d'olio pressurizzato solleva leggermente il perno, separandolo fisicamente dalla bronzina e stabilendo uno stato di attrito liquido. Il peso del rotore è completamente bilanciato dalla pressione del film d'olio, riducendo notevolmente la resistenza all'attrito e minimizzando l'usura sia del cuscinetto che del perno, nonché la perdita di energia. La qualità del film d'olio è strettamente correlata alla viscosità del lubrificante, alla pressione di alimentazione dell'olio, alla velocità del rotore e ad altri parametri.

Una corretta manutenzione dei cuscinetti di banco è essenziale per il funzionamento sicuro della turbina. L'attenzione quotidiana dovrà essere rivolta ai seguenti elementi:

• Ispezione della qualità del lubrificante: Testare regolarmente la viscosità, il contenuto di umidità, le impurità e altri indici per soddisfare i requisiti delle specifiche
• Monitoraggio del livello e della pressione dell'olio: Mantenere il livello del serbatoio dell'olio entro il normale intervallo e mantenere una pressione di alimentazione dell'olio stabile
• Monitoraggio della temperatura: La temperatura di funzionamento normale generalmente non dovrebbe superare i 90°C (soggetto alle specifiche dell'unità)
• Ispezione periodica allo smontaggio: Durante la revisione generale, smontare i cuscinetti per esaminare le condizioni della bronzina e verificare il gioco perno-bronzina