液体动压径向滑动轴承数据速查实例

例3 计算汽轮机转子的径向轴承。已知：转子直径.=300mm，轴承上的载荷.=65kN，轴颈转速.=3000r/min，轴承选用剖分、调心式，载荷垂直向下，压力供油，在水平剖分面开两轴向供油槽，进油温度控制在40℃左右。

解

1.计算承载能力

载荷数

（1）首先确定轴承宽度B=BD，首先确定.，查表3-10得轴承用于汽轮机.=0.8～1.25，本题选取.=0.8，则B=BD=0.8×0.3m=0.24m=240mm。

（2）轴承压力

. _m=F/（BD）=65000.（0.3×0.24）Pa=0.903MPa

（3）确定._e

1）首先要确定轴承的滑动速度。

.=πDn=π×0.3×3000.60m/s=47.1m/s

2）确定._e。查表3-11得轴径大于250mm，速度大于30m/s，._e=0.0019。

（4）确定._e

1）根据式（3-33），初选

2）选润滑油。润滑油牌号L-TSA22。

3）初取有效油温。._e=50℃。

4）有效油温下的运动粘度。查图3-60，温度为50℃的润滑油._e=18mm²/s。

5）确定润滑油密度。润滑油密度在750～950kg/m³之间，在此取.≈900kg/m³。

6）根据公式确定有效油温下润滑油的粘度。

. _e=._e.=18×10^-6×900Pa·s=0.0162Pa·s

将以上相关数据带入，则得载荷数

2.流量计算

（1）承载区端泄流量 首先确定偏心率，查图3-32，.=0.495；查图3-22，

. _E1=0.061，则承载区端泄流量

. _E1=._E1._enBD²=0.061×0.0019×50×0.24×0.3² m³/s=0.125×10^-3 m³/s

（2）非承载区理论端泄流量 非承载区理论端泄流量数

（3）计算参数.

1）供油槽长度。._a=0.7.=0.7×0.24m=0.168m（168mm）。

2）供油槽宽度。.=0.3.=0.3×0.3m=0.09m（90mm）。

则

.=1.188+1.582（._a/B）-2.585（._a/B）2+5.563（._a/B）³

=1.188+1.582×0.7-2.585×0.7²+5.563×0.7³=2.9369

（4）供油压力 选取._s=0.2MPa。

（5）计算._E2

（6）总端泄流量

. _E=._E1+._E2=（0.125×10^-3+2.286×10^-3）m³/s=2.411×10^-3 m³/s

（7）油槽供油量

1）轴向油槽的供油量。首先查图3-28，确定速度供油量数，则速度供油量为

2）周向油槽的供油量。

①压力供油量数。查图3-29，得._p=0.9。

②计算（._f1/h₀）3+（._f2/h₀）3。查图3-1，得（._f1/h₀）3+（._f2/h₀）3=3.0。

③压力供油量。

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3）总供油量。

q=q_p+._v=（0.772×10^-3+0.697×10^-3）m³/s=1.469×10^-3m³/s﹤._E

3.摩擦功耗计算

首先根据偏心率，查图3-36，确定.=6.1，则摩擦功耗为

. _μ=πμFψ_eDn=π×6.1×65000×0.0019×0.3×3000.60W=35.5kW

4.润滑油温度计算

（1）润滑油温升计算 假设散热比.=0.8，对于矿物油._p.=1.8×10⁶J/（m³·℃），则润滑油温升为

（2）润滑油温度

1）有效油温。._e=._i+Δ.=（10.7+40）℃=50.7℃，与初设接近，否则重新选._e。

2）最高油温。._max=._i+2Δ.=（2×10.7+40）℃=61.4℃﹤._Blim=110℃，否则重新选.。

5.偏位角计算

查图3-31，得.=51.。

6.安全度计算

（1）最小油膜厚度 首先计算半径间隙c=ψ_eD/2=0.0019×0.3.2m=0.285×10^-3m，则最小油膜厚度.₂=.（1-.）=0.285×10^-3×（1-0.495）m=0.144×10^-3m（即0.144mm）。

（2）最小油膜厚度极限值 查表3-12，选取._2lim=0.014mm，满足小于.₂，否则重新选择B、η、ψ_e。

7.动态特性计算

（1）轴承分担的转子质量 径向轴承上的载荷主要是转子重力，故m=F/g=65000.9.8kg=6633kg。

（2）刚度数 查图3-41，。

（3）阻尼数 查图3-43，。

（4）刚度

（5）阻尼

（6）特征方程系数

（7）稳定运转条件.₁、.₂、.₃、.₄均大于0，即.₁.₂.₃-.²₁.₄-.²₃=1028.6×0.251×10⁶×0.0481×10⁹-1028.6²×5.9704×10⁹-（0.0481×10⁹）2=6.1016×10¹⁵﹥0，否则改变轴承参数。

8.制造公差和表面粗糙度的确定

（1）确定制造公差

1）相对间隙上偏差：._max≤1.185._m=1.185×0.0019=0.0023。

2）相对间隙下偏差：._min≥0.875._m=0.875×0.0019=0.0017。

（2）确定轴承孔与轴径偏差

1）._max-.min=.max^.=0.0023×300mm=0.69mm。

2）._min^-.max=.min^.=0.0017×300mm=0.51mm。

（3）确定表面粗糙度值

1）轴颈表面粗糙度值：查图3-2，选取Ra_S=0.8μm。

2）轴瓦表面粗糙度值：查图3-2，选取Ra_P=1.6μm。