液体动压推力轴承数据速查实例优化

例4 设计一立轴的斜-平面固定瓦推力轴承。轴颈._s=125mm，转速.=7200r/min，转子质量.=102kg，工作载荷.=8000N。压力供油润滑。

解

1.设计计算

1）确定轴承内径，取._i略大于._s，._i=140mm。

2）确定油膜厚度最小安全值，取Ra=0.2～0.4μm，由表3-14查得._s=6.2×10^-6m。

3）油膜厚度最小极限值。

. _2min=.s+（1.0～2.5）×10^-4._s

=（6.2×10^-6+2.5×10^-4×0.125）m=37.5×10^-6m

4）选择润滑油牌号：L-FD46。

5）进瓦油温：设定._i=60℃。

6）温升初值：设定Δ.=8℃。

7）有效油温：._e=._i+Δ.=（60+8）℃=68℃。

8）润滑油进油粘度：查图3-60，._θi=0.0206Pa·s。

9）润滑油有效粘度：查图3-60，._e=0.0155Pa·s。

10）粘度比：._θi/η_e=0.0206.0.0155=1.33。

11）._p.：查得._p.=1.7×10⁶J/（m³·℃）。

12)载荷数：

13）最小油膜厚度数：.₂=.₂.¹.2/D_i=37.5×10^-6×（2.19×10³）1.2.0.14=0.125。

14)温升数：

15）内外径比：根据Δ和.₂，由图3-47查出._o/D_i=1.3。

16）瓦数：根据Δ.和.₂，由图3-47查出.=20。

17）瓦斜面升高比：根据和.₂，由图3-47查出δ/h₂=3.0。

18)轴承外径：

19）轴承中径：._m=（._o+._i）.2=（0.14+0.182）.2m=0.161m。

20）轴瓦宽度：.=（._o-._i）.2=（0.182-0.14）.2m=0.021m。

21）瓦中径周长：取L=B=0.021m。

22）瓦平面中径周长：按图3-6，取0.2.=0.0042m。

2.校核计算

1）瓦载荷：._p=F/Z=8000.20N=400N。

2）温度修正系数：根据δ/h₂和._θi/η_e，由图3-52查出._θ=0.97。

3）瓦温升数：根据δ/h₂和B/L，由图3-51查出Δ._p=12.5。

4）温升：初值接近，不需重新计算。

5）瓦最小油膜厚度数：根据δ/h₂和B/L，由图3-49查出._2p=0.5。

6）瓦载荷数：

7）最小油膜厚度：

8）最高油温：._max=._i+1.5Δ.=（60+1.5×6.9）℃=70℃<120℃。

9）瓦的平面部分面积：

. _p≈0.0042ZB=0.0042×20×0.021m²=1.76×10^-3m²。

10）静载压力：._st=._st/A_p=1000.（1.76×10^-3）Pa=0.57×10^-6Pa，合适。(www.xing528.com)

11）瓦斜面升高：.=（δ/h₂）.₂=3.0×41.6×10^-6m=125×10^-6m。

12）瓦功耗数：根据δ/h₂和B/L，由图3-48查出._μp=13.7。

13)瓦功耗：420W。

14）总功耗：._μ=ZP_μp=20×420W=8.4kW。

15）瓦侧泄流量数：根据δ/h₂和B/L，由图3-50查出。

16）瓦侧泄流量：

17）供油量：.>Zq_sp=20×37.2×10^-6×60m³/min=44.6L/min。

经校核计算，该轴承满足要求。

例5 设计—可倾瓦推力轴承。已知：载荷.=210kN，轴颈._s=180mm，转速.=5r/s（300r/min）。希望进瓦油温不低于35℃，出瓦油温不高于70℃。采用L—FC 30主轴油，压力供油。

解

1）瓦数：由图3-53选取.=8。

2）瓦宽：由图3-53选取.=0.090m。

3）轴瓦内径：由图3-54选取._i=0.200m。

4）轴瓦外径：._o=._i+2.=（0.2+2×0.09）m=0.38m。

5）平均直径：._m=（._o+._i）.2=（0.38+0.2）.2m=0.29m。

6）内外径比：._o/D_i=0.38.0.2=1.9。

7）瓦平均周长：L=B=0.090m。

8）填充系数：k=ZL/（π._m）=8×0.09.（π×0.29）=0.79，合适。

9）平均圆周速度：.=πnD_m=π×5×0.29m/s=4.56m/s。

10）平均油温：初设._m=50℃。

11）润滑油粘度：查图3-60，._θi=0.028Pa·s。

12）轴瓦包角：.=2.×180.（π._m）=2×0.09×180.（π×0.29）（.）=35.6.。

13）最小油膜厚度数：由图3-55查出。

14）最小油膜厚度：.₂=.₂.（ZBηv/F）^1.2=0.26×0.09×（8×0.09×0.028×4.56.210000）^1.2m=15.5×10^-6m，可行。

15）摩擦功耗数：由图3-56查出._μ=3.08。

16）摩擦功耗：._μ=._μ（FZBηv³）^1.2=3.08×（210000×8×0.09×0.028×4.56³）^1.2W=1950W。

17）平均总流量数：由图3-57查出._m=0.714。

18）平均总流量：

19）润滑油温升：

Δθ=P_μ.（._pρq_m）=1950.（1.7×10⁶×36.3×10^-6）℃=31.6℃。

20）校核平均油温：._m=.₁+Δθ/2=（35+31.6.2）℃=50.8℃，与初设相符。

21）校核出瓦油温：.₂=.₁+Δ.=（35+31.6）℃=66.6℃，满足要求。

22）角度位置数：由图3-58查出._c=0.6。

23）支点角度：._c=._c.=0.6×35.6（.）=21.4.。

24）支点半径：

. _c=（0.97～1.06）._m.2=（0.97～1.06）×0.29.2=（0.141～0.154）m，取0.15m。