Blok oporowy
Blok oporowy , znany również jako skrzynia oporowa , jest wyspecjalizowaną formą łożyska oporowego stosowanego na statkach, aby oprzeć się naciskowi wału napędowego i przenieść go na kadłub.
Wczesne skrzynie oporowe
Wczesne parowce z napędem śrubowym wykorzystywały blok oporowy lub skrzynię oporową składającą się z około tuzina łożysk ślizgowych wzdłużnych o niższych parametrach ułożonych jeden na drugim na tym samym wale. Były problematyczne w eksploatacji: były nieporęczne, trudne do demontażu, marnowały moc przez tarcie i miały tendencję do przegrzewania się. Skrzynia oporowa została zbudowana z przypominającej skrzynię żeliwnej obudowy z promieniowym łożyskiem na każdym końcu i szeregiem kołnierzy utworzonych na wale między nimi. Wał ten był często krótkim odcinkiem wyjmowanego wału zwanego wałem oporowym , łączącym silnik z przodu z wałem napędowym wstecz. Seria żelaznych kołnierzy w kształcie podkowy, osadzonych na małej średnicy trzonu i przylegających do przedniej powierzchni kołnierzy trzonu. Każda podkowa miała okładzinę z metalu babbitt o niskim współczynniku tarcia . Smarowanie odbywało się za pomocą kąpieli olejowej w skrzyni, a duża objętość była również ważna dla celów chłodzenia.
Chociaż drewno lignum vitae było używane do promieniowych łożysk klepek w dławnicy , chłodzonych bezpośrednio przez samą wodę morską, materiał ten nie był w stanie wytrzymać siły potrzebnej do bloków oporowych jakichkolwiek innych niż najwcześniejsze naczynia śrubowe.
Każda podkowa była niezależnie regulowana do przodu i do tyłu, za pomocą klinowanych klinów lub przykręcanej regulacji. Szczególny problem z tymi skrzyniami oporowymi polegał na ich wyregulowaniu w taki sposób, aby siła była równomiernie rozłożona na wszystkie kołnierze. Regulacja była często dokonywana na podstawie ich temperatury roboczej , mierzonej ręką inżyniera.
Ulepszone bloki oporowe Michella
Lepsze zrozumienie teorii filmu smarnego (początkowo przez Reynoldsa ) pozwoliło na opracowanie znacznie wydajniejszych powierzchni łożysk. Pozwoliło to na zastąpienie wielu kołnierzy w skrzyni oporowej pojedynczym blokiem oporowym.
W 1905 roku australijski inżynier George Michell uzyskał patent na blok oporowy. (Następnie amerykański inżynier Albert Kingsbury ustalił, że testy, które przeprowadził w 1898 r., poprzedzały prace Michella. W 1910 r. firmie Kingsbury przyznano patent USA nr 947242 na łożysko oporowe z filmem płynnym ).
Łożyska Michell zawierają pewną liczbę podkładek w kształcie sektorów, rozmieszczonych w okręgu wokół wału i które mogą się swobodnie obracać. Tworzą one klinowate warstwy oleju między klockami a obracającą się tarczą na wale. Każdy „klin” smaru może mieć tylko ograniczoną długość (w kierunku jazdy, tj. obwodowo), więc zamiast pojedynczego pierścienia potrzeba wielu podkładek. Pompa smarująca nie jest potrzebna: wystarczy obrót samego wału.
Potrzeba wydajnego bloku ciągu stała się jeszcze ważniejsza wraz z pojawieniem się turbin parowych , z ich wyższymi prędkościami obrotowymi. Mimo to istniała pewna niechęć do ich adopcji w ojczyźnie, aż do odkrycia, że używały ich okręty podwodne z I wojny światowej . Po tym zostały one wkrótce szeroko przyjęte. Przedstawiona duża pojedyncza podkładka jest modelem używanego w krążowniku liniowym HMS Hood , niegdyś dumie Królewskiej Marynarki Wojennej .
Michell Bearings kontynuuje produkcję do dziś pod tą samą nazwą, najpierw jako część systemów morskich Rolls-Royce , a od 2016 roku jako część British Engines Group.