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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

 

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(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F1F2公式可以推出

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

对于流道几何相似偶合器在相同充油度下将具有相同的Kf(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i0.81.0范围内×10324;按此可确定滚动轴承的使用寿命;i0时,×103 -(1038),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

轴向推力计算公式

 

计算公式或参数选择

转速比 i

按运转工况选择。一般选i0.970.950三点

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ρ870kg/m3

流道有效半径R/m

RD/2

最小油平面半径R0/m

全充油时常取R0d0/2

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

方向使两叶轮相互靠近设为“-

流道内液流流动中心半径Rm/m

按匀速流流动模型计算

中央轴面流线内半径R1/m

(说明同上)

中央轴面流线外半径R2/m

(说明同上)

偶合器所传转矩M/N·m

流道内循环流量Q/m3·s-1

因液流方向变化而产生的推力F2/N

方向使两叶轮分开设为“+

偶合器外供油压力*p0/Pa

视供油系统而定,通常P0(0.52)×105Pa

因不平衡面积而产生的推力F3/N

按图示结构该力方向为“+

轴向力的合力F/N

F-F1+F2+F3

1.通常选用i0.970.95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i0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F30