Hvordan forklare en Kingsbury aksiallageret

I 1912, ingeniør Albert Kingsbury installert første Kingsbury aksiallageret i generatoren 5 i Holtwood Dam, et vannkraftverk på elven Susquehanna i Pennsylvania. De første lagrene installert i Holtwood Dam, konvensjonelle rullelagre, hadde vart bare to måneder. Etter en innledende svikt av lager han hadde installert, installeres på nytt Kingsbury en andre versjon av lageret. Fire år senere, generator 5 ble demontert og Kingsbury peiling ble inspisert. Ingeniører fant ingen slitasje og spådde lageret skulle vare en annen 1,320 år. Nesten 100 år etter sin installasjon, denne første Kingsbury lageret var fortsatt i drift.

Bruksanvisning

1 Plasser tre 8-tommers med 10-tommers biter av papp på bordet foran deg. Plasser en kaffekopp munn ned i midten av en av de stykker av papp og trekke rundt omkretsen av koppen med en blyant for å lage en rund sirkel på papp. Plasser en skål på hver av de andre to papplater og trekke rundt omkretsen av tallerkenen med en blyant for å lage en rund ring på hvert stykke papp.

2 Klipp langs de linjene du har tegnet med saks. Du har nå tre disker av papp. Merk hver av de to større disker med ordene "aksiallagerposisjon." Merk mindre disk "Thrust Collar".

3 Skyv poenget med blyanten gjennom sentrum av en av de større disker. Skyv blyant neste gjennom sentrum av den mindre disken. Skyv blyant endelig gjennom sentrum av den resterende større disk. De tre disker er nå på blyanten og den minste disken er klemt mellom de to større disker. Dette er en modell av en trykk-lagersammenstilling.

4 Hold de to store disker i ro på blyanten med fingrene på den ene hånden mens du slår på blyanten med den andre hånden. Legg merke til at den lille disken, som er den trykkringen, blir mellom de to faste større disker, som er trykklagrene. Blyanten representerer akselen til en turbin. Som akselen til turbin svinger, trykkringen av akselen dreier med den, men trykklagrene ikke.

5 Anerkjenne at funksjonen av et trykklager, inkludert et Kingsbury aksiallageret, er for å hindre at trykkringen av en aksel fra å bevege seg sideveis, eller frem og tilbake. På grunn av at trykkringen er klemt mellom to trykklagre, lagrene holde trykkringen og turbinakslingen i stilling.

6 Tenk deg hver fremstøt peiling på modellen delt inn i trekantede segmenter, som et kirsebær pai. Bak hvert segment på motsatt side av trykkringen er en skrue og et flatt stykke av metall som kalles et mellomlegg. Dette er den grunnleggende utformingen av en Kingsbury aksiallageret.

7 Tenk på hver pie-formet segment av en Kingsbury trykklager som vippet av skruen og mellomlegg bak det. Forkanten av hvert segment er vippet litt vekk fra trykkringen ved siden av den og den bakre kanten av hvert segment er vippet litt mot trykkringen. Den fremre kant av et segment er kanten av delen som vender bort fra den retning i hvilken trykkringen svinger; den bakre kant vender i den retning som trykkringen svinger. For eksempel, hvis en trykkringen roterer i en retning med urviseren, vil den fremre kant av et segment være på venstre side og den bakre kant vil være på høyre side.

8 Bilde en Kingsbury Thrust-lagerenheten helt nedsenket i smøreolje. Som trykkringen roterer med akselen som den er bundet til, trekker olje under den fremre kant av hver sektor-formet lagersegment og utstøter olje ved segmentenes bakre kant. Fordi den bakre kant av hvert segment er nærmere kragen enn forkanten, kan olje ikke unnslippe så raskt som det er tegnet inn. Akkumulert olje skaper trykk mellom hver trykkførende segment og trykkringen.

Hint

• Gjenkjenne geni av Kingsbury design. Oljetrykket skyver hvert lagersegment bort fra trykkringen. De bærer segmentene flyte på et meget tynt lag av olje. Dette tynne laget av olje hindrer overflatene av trykkringen og lagersegmentene fra å berøre. Fordi lagerflatene aldri røre, har lagerenheten en ekstraordinær holdbarhet og lang levetid.