I. Ključne točke na prvi pogled
• Enojni-ležaj: Rotor je podprt z ležajem samo na enem koncu generatorja, drugi konec pa podpira ležaj sklopke/motorja ali struktura. Je manjše velikosti, cenejši in enostavnejši za sestavo. Primeren je za nizko-moč ali aplikacije z dobro fiksno podlago in nizkimi vibracijami.
• Dvojni-ležaj: Rotor je podprt z ležaji na obeh koncih. Položaj rotorja je bolj omejen, z boljšo radialno in radialno/aksialno togostjo med vrtenjem. Ohranja lahko stabilno zračno režo in ima močno odpornost na stranski odklon. Primeren je za višjo moč, pomorske/gibljive/vibracijske pogoje ali aplikacije z visokimi zahtevami glede stabilnosti zračne reže.
• Načela izbire (poenostavljena različica): določite enojni-ležaj ali dvojni-ležaj na podlagi moči/dolžine rotorja (razmerje konzole), morskega/gibljivega okolja, osnovne kakovosti, dovoljene spremembe zračne reže, načina spajanja (neposredna sklopka/fleksibilna sklopka), rezultatov analize vibracij in torzijskih vibracij, dostopnosti vzdrževanja in stroškov.
II. Strukturne razlike
2.1 Metoda mehanske podpore
Enojni ležaj: samo en konec v bližini ohišja generatorja ima kotalni/drsni ležaj, medtem ko je drugi konec pritrjen s sklopko na konec motorja ali podnožje. Prednosti so kompaktnost, majhna teža in manjša poraba materiala; slabosti so, da je rotor "konzola" in je zračna reža nagnjena k neravninam zaradi radialnih obremenitev ali odklona, kar vpliva na električno zmogljivost in vibracije.
2.2 Togost in stabilnost zračne reže
Dvojni ležaji: podpora z dvojnim- koncem znatno poveča togost rotorja, ohranja enakomernejšo zračno režo med statorjem in rotorjem, zmanjša elektromagnetno asimetrijo, lokalno toplotno obremenitev in hrup, ki ga povzroča odklon. Dizajni, ki so občutljivi na neusklajenost in upogibanje, običajno uporabljajo dvojne ležaje.
2.3 Toleranca na vibracije/udarce
Na podlagah z visoko-vibracijami ali nizko{1}}maso (kot so ladje ali mobilne ploščadi) lahko dvojni ležaji bolje absorbirajo/razporedijo bočne obremenitve in zmanjšajo koncentrirano utrujenost na enem ležaju.
2.4 Vzdrževanje in stroški
Enojni ležaji imajo manj delov, jih je lažje sestaviti in razstaviti ter imajo nižje stroške vzdrževanja; če pa pride do težav z ležaji ali sklopko, je lahko vpliv napake bolj zapleten (prizadene lahko na primer tudi stran motorja). Dvojni ležaji imajo višje začetne stroške in več točk vzdrževanja, vendar nudijo večjo stabilnost delovanja in so primerni za dolgoročno-obremenitev-delovanje.
III. Izbira
3.1 Določanje osnovnih parametrov: nazivna moč, hitrost, skupna dolžina rotorja (zlasti dolžina, ki štrli iz statorja ali konzole) in porazdelitev mase rotorja.
3.2 Ocenite delovno okolje: na morju/na kopnem, togost podnožja, pričakovani spekter vibracij in ali obstajajo udarci ali pogosti cikli zagon-ustavitev. Dvojni ležaji so prednostni za offshore ali mobilno opremo.
3.3 Metoda priklopa/namestitve: Neposredno pritrjena sklopka (toga spojka) ali elastična sklopka; če je rotor podprt z ležajem na koncu motorja, mora rešitev z enim ležajem zagotoviti, da ležaj na koncu motorja in osnova preneseta dodatno obremenitev.
3.4 Analiza električne/mehanske sklopke: Izvedite oceno občutljivosti zračne reže in analizo torzijskih vibracij, da ugotovite, ali bo posamezen ležaj povzročil ekscentričnost zračne reže ali sprožil elektromagnetno neravnovesje zaradi odklona. Če analiza pokaže, da je na zračno režo ali dinamično ravnovesje lahko vplivati, je treba uporabiti dvojne ležaje.
3.5 Zanesljivost in strategija vzdrževanja: za dolgoročno-nedostopne ali zelo zanesljive zahteve (kot so čezoceanska-ladje, kritični rezervni viri energije) priporočamo dvojne ležaje; Nasprotno, če je zahtevana prioriteta količina/strošek in je možno redno vzdrževanje, je mogoče izbrati posamezne ležaje.
3.6 Zahteve proizvajalca in specifikacije: Nekateri proizvajalci generatorjev lahko neposredno priporočajo ali zahtevajo uporabo dvojnih ležajev za posebne namene (nad določeno močjo, posebne vrste ladij), pri čemer je treba upoštevati proizvajalčev priročnik in pomorske predpise.
Ⅳ. Pogosti načini napak
4.1 Utrujenost kotalnega kontakta
Vzrok: Ciklična obremenitev, koncentracija obremenitve, izčrpanost materiala ob utrujanju. Običajno se pojavi na območjih z visokimi cikličnimi obremenitvami ali lokalno preobremenitvijo.
Diagnoza: Povečane vibracije, luščenje/prašek na vodilu ležaja, povečan delež kovinskih delcev v olju.
4.2 Obraba
Vzroki: Nezadostno mazanje, kontaminirani delci, kovinski stik zaradi mejnega/mešanega mazanja.
Diagnoza: Analiza oljnih delcev, povišana temperatura ležaja, vidne površinske praske.
4.3 Napaka pri mazanju (nezadostna količina olja, poslabšana kakovost olja)
Vzroki: nezadostna količina olja, zamašen prehod za olje, napačna mast/olje, termična razgradnja ali emulgiranje (vdor morske vode).
Diagnoza: Nenadno povišanje temperature, analiza olja (spremembe viskoznosti/onesnaženosti/vsebnosti vode), alarm sistema mazanja.
4.4 Obdelava z elektroerozijo, EDM
Vzroki: Ozemljitev/puščanje rotorja ali enote ali prosti tok, ki ga ustvari vzbujalna/usmerniška naprava, ki teče skozi ležaj do tal, kar povzroča luknjičaste/nagubane na vodilu ležaja.
Diagnoza: igličasto-ali utorom-podobno luknjanje na vodilu ležaja, zgodnja poškodba, ki jo je težko razložiti z mehanskimi vzroki. Pogosto v generatorjih.
4.5 Korozija (vključno s korozijo morske vode)
Vzrok: okvara tesnjenja, ki omogoča vdor morske vode/vlage, ali kemična kontaminacija, ki povzroča poškodbe bele kovine/ležajev.
Diagnoza: Površinska rja, beli produkti oksidacije, zlomi zaradi zgodnje utrujenosti, ki jih spremljajo korozijske lise.
4.6 Neusklajenost/napake pri vgradnji
Vzroki: Nepravilno centriranje, nepravilno zategovanje in nepravilna aksialna namestitev. Izvedbe z eno-ležaji so še posebej občutljive (upogib konzole).
Diagnoza: Specifični frekvenčni spektri vibracij (2X, 3X), lokalno segrevanje in zgodnja neenakomerna obraba.
4.7 Brineliranje / Lažno slanjenje / Fretting
Vzrok: Vibracije med transportom ali skladiščenjem, aksialno strganje ali občasne obremenitve povzročajo udrtine ali obrabo na kontaktni površini.
Diagnoza: Udrtine/proge obrabe na dirkalni stezi, vibracije/hrup po zagonu.
4.8 Zlom/obraba kletke
Vzroki: Slabo mazanje, vdor tujkov, proizvodne napake ali čezmerni prehodni udarci.
Diagnoza: Nenormalen hrup, neporavnanost ležajnih valjev, ostanki v olju.