轴向推力计算
轴向推力计算
轴向推力计算 |
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偶合器的轴向推力 |
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偶合器运转时叶轮上的轴向推力由推力轴承承受。设计时必须算出轴向推力的大小及其方向,以确定轴承的承载能力 作用在叶轮(以涡轮为例)上的轴向推力由三部分组成(如图所示):涡轮内外壁因油压不等而产生的轴向力F1,方向使涡轮和泵轮靠近;因液流轴面流速υm方向变化而引起的推力F2,其方向使涡轮与泵轮分开;以及因供油压力和不平衡面积而产生的推力F3,方向使两叶轮分开。轴向推力的计算可按下表进行 对于小功率采用滚动轴承来承受推力的偶合器,常采用估算法来确定推力。从上表中F1和F2公式可以推出 |
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式中 K——轴向推力系数,min2/m; ρ——油的密度,kg/m3; g——重力加速度,m/s2; nB——泵轮转速,r/min; D——偶合器有效直径,m |
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对于流道几何相似偶合器,在相同充油度下将具有相同的K=f(i)特性,此特性由模型试验求得。在缺乏试验特性时,可借用流道几何形状类似和结构相近偶合器的推力特性进行估算。对于大多数偶合器,i=0.8~1.0范围内,Kρ×103≤2~4;按此可确定滚动轴承的使用寿命;i=0时,Kρ×103= -(10~38),可以此来校验轴承的最大承载能力 应当指出,偶合器泵轮和涡轮轴向推力大小相等,方向相反,运转中推力大小和方向都可能变化,所选用轴承必须能承受左右两个方向的推力 |
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轴向推力计算公式 |
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名 称 |
计算公式或参数选择 |
转速比 i |
按运转工况选择。一般选i=0.97,0.95和0三点 |
泵轮角速度ωB/s-1 |
nB——泵轮转速,r/min |
工作油密度ρ/kg·m-3 |
按油种及油温确定。20号机械油70℃时ρ=870kg/m3 |
流道有效半径R/m |
R=D/2 |
最小油平面半径R0/m |
全充油时常取R0=d0/2 |
泵轮最大浸油半径Rj/m |
视结构而定 |
涡轮内外壁因油压力不等而产生的轴向力F1/N |
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流道内液流流动中心半径Rm/m |
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中央轴面流线内半径R1/m |
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中央轴面流线外半径R2/m |
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偶合器所传转矩M/N·m |
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流道内循环流量Q/m3·s-1 |
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因液流方向变化而产生的推力F2/N |
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偶合器外供油压力*p0/Pa |
视供油系统而定,通常P0=(0.5~2)×105Pa |
因不平衡面积而产生的推力F3/N |
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轴向力的合力F/N |
F=-F1+F2+F3 |
注:1.通常选用i=0.97~0.95工况计算轴向推力F,以计算长期运转下推力轴承的使用寿命;以i=0工况计算最大推力,以校核短期超载荷运转下轴承承载能力,防止轴承破坏。 2.* 项对于定量部分充油的牵引型和限矩型偶合器并不存在,故F3=0。 |