液体动压润滑推力轴承的性能曲线和计算示例

液体动压润滑推力轴承的结构简图如图17-41所示，一般推力轴承有三个以上的瓦块，瓦块与推力环之间可形成一定厚度的承载油膜。

1.推力轴承参数

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越小，B/L越大，则z越大。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为瓦面平均弧长，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）平均压力p_m。通常取p_m=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p_m=6.0～7.0MPa。

图17-41 推力轴承的组成

1—推力环 2—扇形瓦 3—油沟

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t_m=40～55℃，进油温度控制在t₁=30～40℃左右，出油温度t₂≤72℃。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D_t。应略大于外径D₂，通常可取D_t=（1.05～1.1）D₂。

2.斜-平面推力轴承性能计算

斜-平面推力轴承常用于工况稳定的小型轴承。瓦块的形状如图17-42所示，当瓦块斜面长度L₁=0.8L时，轴承承载能力最大。轴承的性能计算公式见表17-33。

图17-42 斜-平面推力轴承

表17-33 斜-平面推力轴承性能计算公式

例17-4 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℃。计算过程及结果见表17-34。

表17-34 斜—平面推力轴承性能计算

（续）

图17-43 固定瓦推力轴承的瓦块数(www.xing528.com)

图17-44 搅动功耗系数kN

3.可倾瓦推力轴承性能计算

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，如图17-45所示。

可倾瓦的支承方式有多种，如表17-35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R₂-R₁可在0.515～0.56范围内选取，周向偏置参数θ₂/θ₀可在0.55～0.625范围内选取。

可倾瓦推力轴承计算公式见表17-36。

图17-45 可倾瓦推力轴承

表17-35 可倾瓦推力轴承瓦块支承方式

表17-36 可倾瓦推力轴承性能计算公式

例17-5 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。计算步骤及结果见表17-37。

表17-37 可倾瓦推力轴承性能计算

图17-46 可倾瓦推力轴承的瓦块数

图17-47 倾斜系数G_sa与C_p/C₀曲线

图17-49 功耗系数k_N曲线

图17-48 承载能力曲线

图17-50 流量系数k_Q曲线