Gazowe łożyska foliowe: Aerodynamiczne unoszenie wałów turbomaszyn przy prędkości 200 000 obr/min

Hydrodynamiczny klin gazowy na sprężystym podłożu z blachy falistej

Konstruowanie wysokoobrotowych turbosprężarek przemysłowych, mikroturbin gazowych czy napędów wodorowych wymusza pracę z prędkościami wału od 50 000 do nawet 200 000 obr/min. Tradycyjne łożyska toczne ceramiczne przegrzewają się, a sztywne łożyska aerostatyczne wymagają zewnętrznego kompresora doprowadzającego sprężone powietrze, co drastycznie obniża sprawność układu.

W globalnych projektach turbomaszyn stosuje się **Gazowe Łożyska Foliowe (Air Foil Bearings)**.

Pomiędzy czopem wału a sztywnym korpusem łożyska znajduje się zespół precyzyjnych, zachodzących na siebie blaszek (folii) ze stopu Inconel. Zewnętrzna warstwa folii ma kształt fali (Bump Foil) i działa jak mikroskopijny układ amortyzujący. Wewnętrzna, gładka folia wierzchnia (Top Foil) pokryta jest warstwą teflonu lub dwusiarczku molibdenu.

Podczas rozruchu wał przez ułamek sekundy ociera się o powłokę teflonową. Jednak po przekroczeniu krytycznej prędkości obrotowej, lepkość samego powietrza wciąganego w szczelinę generuje potężne ciśnienie hydrodynamiczne. Wał odrywa się od folii i lewituje całkowicie bezstykowo na samowytwarzającej się poduszce gazowej.

• Odporność na rozszerzalność cieplną wału: Sprężysty podkład falisty kompensuje przyrost średnicy czopa przy pracy w 600°C.
• Całkowity brak układu smarowania: Urządzenie nie wymaga zbiorników oleju, pomp i chłodnic cieczy.
• Wybitne tłumienie drgań wirnika: Tarcie tarczowe pomiędzy warstwami folii rozprasza energię rezonansową.