液体动压推力轴承
液体动压推力轴承
参数选择
参数选择 |
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液体动压推力轴承的结构简图如图止推轴承组成所示,一般有3个以上的扇形瓦块,瓦块与推力环之间可形成一定厚度的承载油膜 |
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项 目 |
内 容 |
(1)瓦数z |
最少z=3,一般z=6~12。z与比值D2/D1和B/L有关。D2/D1愈小,B/L愈大,则z愈大。瓦数少,易使轴承温升高;瓦数多,则不利于安装调整,且使承载能力下降 |
(2)宽长比B/L |
L为瓦面平均圆周长,可取B/L=0.7~2,取B/L=1时可获得最大的承载能力 |
(3)外内径比D2/D1 |
通常D2/D1=1.5~3,内径D1略大于轴颈。可取D1=(1.1~1.2)d |
(4)填充系数k |
一般取k=0.7~0.85 。k不宜过大,以免造成相邻瓦之间的热影响,使瓦温和油温升高 |
(5)平均压强pm |
通常取pm=1.5~3.5MPa,若有良好的瓦均载措施并能有效控制进油温度,允许pm=6.0~7.0MPa |
(6)最小油膜厚度h2 |
从制造工艺和安全运转考虑,应取h2≥25~50μm,中等尺寸的轴承取最小值,大型轴承取大值 |
(7)油温 |
一般取平均温度tm=40~55℃,进油温度控制在t1=30~40℃左右,出油温度t2≤75℃。计算轴承性能时按平均温度进行。推力轴承润滑方式有浸油润滑和压力供油两种,高速轴承为避免过大的搅油损失,不宜采用浸油润滑 |
(8)瓦块坡高β |
β=h1-h2,通常选择坡高比β/h2=3,此时轴承有较好的工作性能 |
(9)推力盘厚度H |
通常取H=(0.3~0.5)L |
(10)推力盘直径Dt |
应略大于外径D2,通常可取Dt=(1.05~1.1)D2 |
止推轴承组成
止推轴承组成 |
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1—推力环;2—扇形瓦;3—油沟 |
斜-平面推力轴承
斜-平面推力轴承 |
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L1—斜面长度;L-L1—平面长度 |
斜-平面推力轴承性能计算公式
斜-平面推力轴承性能计算公式 |
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斜-平面推力轴承常用于工况稳定的小型轴承。瓦的形状如图斜-平面推力轴承所示,当斜面长度L1=0.8L时,轴承承载能力最大 |
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名 称 |
计 算 公 式 |
平均压强 pm/Pa |
pm=F/(zBL) |
平均圆周速度 υ/m·s-1 |
υ=πDmn |
最小油膜厚度 h2/m |
按推荐值取β/h2=3,B/L=1时 |
润滑膜功耗 N/kW |
9.1 β n Dm F/B |
流 量 Q/m3·s-1 |
1.38 n Dm B β z |
温 升 Δ t/℃ |
Δ t=5.9×10-4N/Q |
解题步骤及结果
解题步骤及结果 |
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设计一斜-平面推力轴承。已知:最大轴向F=25480N,轴颈直径d=0.135m,转速n=50r/s。要求进油温度t1=45℃,出油温度t2≤70℃。计算结果见下表 |
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计 算 项 目 |
计 算 公 式 及 说 明 |
结 果 |
载 荷 F/N |
已 知 |
25480 |
转 速 n/r·s-1 |
已 知 |
50 |
轴承内径 D1/m |
D1=(1.1~1.2)d |
0.15 |
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1.5 |
轴承外径 D2/m |
|
0.225 |
平均直径 Dm/m |
Dm=(D1+D2)/2=(0.15+0.225)/2 |
0.1875 |
轴承宽度 B/m |
B=(D2-D1)/2=(0.225-0.15)/2 |
0.0375 |
宽长比 B/L |
选 取 |
1 |
瓦平均周长 L/m |
L=B/(B/L)=0.0375/1 |
0.0375 |
瓦块数 z |
根据D2/D1值由图固定瓦推力轴承的瓦块数查得 |
12 |
填充系数 k |
5/6 |
0.83 |
轴瓦包角 α/rad |
k×2π/2 |
0.436 |
平均压强 pm/Pa |
25480/(12×0.03752) |
1.51×106 |
平均圆周速度 /m·s-1 |
υ=πDmn=3.14×0.1875×50 |
29.43 |
润滑油牌号 |
选 取 |
HU-22 |
平均油温 tm/℃ |
选 取 |
65 |
tm 下油的粘度 η/Pa·s |
0.0155 |
|
最小油膜厚度 h2/m |
|
0.03×10-3 |
斜面坡高 β/m |
β=3h2 |
9×10-5 |
搅动功耗系数 kN |
根据雷诺数查图 |
0.03 |
浸油润滑时的搅动功耗 Nj/kW |
|
4.23 |
功 耗 N/kW |
9.1β n Dm F/B+Nj |
9.97 |
流 量 Q/m3·s-1 |
1.38 n Dm B β z |
5.77×10-4 |
温 升 Δ t/℃ |
5.9×10-4×9.97/5.77×10-4 |
10.2 |
固定瓦推力轴承的瓦块数

润滑油的粘度-温度曲线

搅动功耗系数
搅动功耗系数 kN

可倾瓦推力轴承

可倾瓦推力轴承 |
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用于工况经常变化的大中小型轴承。各瓦能随工况变化自动调节倾斜度,最小油膜厚度h2随之改变,但比值h2/h1不变,见图可倾瓦推力轴承 可倾瓦的支承方式有多种,如表可倾瓦推力轴承支承方式所示,瓦块支承应使各瓦受载尽可能均匀。为降低温升,可适当增大瓦面距,改进瓦的形状(如沿油的流向切去瓦角,采用圆形瓦等),使冷热油进出流畅,还可设置喷油管或循环冷却水管等 可倾瓦推力轴承的支点:径向偏置参数 可倾瓦推力轴承计算公式见表可倾瓦推力轴承性能计算公式 |
可倾瓦推力轴承支承方式
可倾瓦推力轴承支承方式 |
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弹性垫支承 |
结构简单、安装方便、成本低。弹性垫用耐油橡胶制造。适用于小型推力轴承 |
弹簧支承 |
由一簇弹簧支承。对弹簧单件特性要求高。弹簧便于大量生产,故总成本不高。适用于中型推力轴承 |
球支承 |
结构简单,制造、安装方便,成本低。适用于小型推力轴承 |
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平衡块支承 |
应用铰支梁杠杆原理自动平衡瓦间载荷,安装较方便,加工费用较弹性油箱支承低。因受平衡决策性的限制,宜用于转速不很高的大型轴承 |
刚性支柱轴承 |
结构较简单,制造较方便,轴瓦转动灵活性也较好。半刚性托盘可均衡瓦的力变形和热变形。调整则较困难。适用于大、中型推力轴承 |
弹性油箱支承 |
多弹性油箱间构成一连通器,能自动调整瓦载荷,不均匀度可达3%以下,长期运行稳定、可靠。油箱制造复杂,费用较低。适用于大型推力轴承 |
鼓形油箱支承 |
又称单波纹式。均衡载荷的能力较弹性油箱差,不均匀度约为3%~5%左右,但加工较弹性油箱方便得多。适用于大型推力轴承 |
可倾瓦推力轴承性能计算公式
可倾瓦推力轴承性能计算公式 |
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名 称 |
计 算 公 式 |
名 称 |
计 算 公 式 |
最小油膜厚度 h2/m |
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温 升 Δ t/℃ |
Δ t=5.9×10-4N/Q |
功 耗 N/kW |
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径向偏置距离 e |
e=(0.015~0.06)B 偏向瓦外侧 |
解题步骤及结果
解题步骤及结果 |
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设计一可倾瓦推力轴承。已知载荷F=1.69×105N,轴颈转速n=50r/s,直径d=0.27m,进油温度t1=45℃,润滑油牌号为HU-22直接润滑。计算步骤及结果见下表 |
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计 算 项 目 |
计 算 公 式 及 说 明 |
结 果 |
载 荷 F/N |
已 知 |
1.69×105 |
转 速 n/r·s-1 |
已 知 |
50 |
平均压强 pm/Pa |
选 取 |
2×106 |
瓦块总面积 A/m2 |
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0.084 |
轴瓦内径 D1/m |
D1=(1.1~1.2)d |
0.3 |
轴瓦外径 D2/m |
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0.5 |
外内径比 |
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1.67 |
平均直径 Dm/m |
Dm=(D1+D2)/2=(0.5+0.3)/2 |
0.4 |
轴承宽度 B/m |
B=(D2-D1)/2=(0.5-0.3)/2 |
0.1 |
填充系数 k |
选 取 |
0.75 |
轴瓦包角 α/(°) |
α=k×360°/z |
30 |
宽长比 B/L |
选取B/L=1 |
1 |
每瓦平均周长 L/m |
|
0.1 |
瓦块数 |
根据 |
10 |
实际平均压强 pm/Pa |
pm=F/(zBL)=1.69×105/(10×0.1×0.1) |
1.695×106 |
润滑油牌号 |
给 定 |
HU-22 |
平均油温 t m/℃ |
给 定 |
55 |
tm 下润滑油粘度 η/Pa·s |
0.0145 |
|
无量纲内径 |
|
1.5 |
周向偏置参数 θz/θ0 |
选 取 |
0.6 |
径向偏置参数 |
选 取 |
0.53 |
θp/θ0 |
根据 |
1.0 |
倾斜系数 Gsa |
根据 |
1.3 |
|
根据θp/θ0、Gsa 值查图承载能力曲线 |
0.145 |
最小油膜厚度 h2/m |
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0.000062 |
功耗系数 kN |
查图摩擦因数曲线 |
2.1 |
功 耗 N/kW |
|
70.3 |
流量系数 kQ |
查图无量纲进油量曲线 |
1.89 |
总流量 /m3·s-1 |
Q=zkQωB2h2 |
37.07×10-4 |
温 升 Δ t/℃ |
Δ t=kN/kQF/(1.7×106B2Z) |
11.06 |
可倾瓦推力轴承的瓦块数

θz/θ0
θz/θ0

摩擦因数曲线

承载能力曲线

无量纲进油量曲线
