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孔式节流静压组合轴承计算步骤 |
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例：设计一用空气润滑的径向轴承和推力轴承组合的孔式节流静压轴承。已知：n＝70000r/min；d≤4cm；R2≤6cm。对轴承的要求是：径向承载能力大于500N；轴向承载能力大于1000N；轴承刚度G≥3.5×105N/cm；流量小于8m3/h。两径向支承轴承之间的跨距为16cm。计算步骤及结果见下表 |
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计 算 项 目 |
单 位 |
计算公式及说明 |
结 果 |
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径
向
轴
承 |
轴 径 d |
cm |
根据要求选取 |
4 |
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转 速 n |
r/min |
已 知 |
70000 |
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角速度ω |
1/s |
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7.33×103 |
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宽径比 B/D |
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选 取 |
1 |
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轴承宽度 B |
cm |
B＝[B/D]D |
4 |
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供气孔位置 b/B |
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选取（参见表气体静压径向轴承的设计参数） |
1/4 |
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供气孔数 Z |
|
选取（参见表气体静压径向轴承的设计参数） |
8 |
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气体粘度 η |
N·s/cm2 |
已 知 |
1.8×10-9 |
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气体常数 R |
cm2/(s2·K) |
已 知 |
2.87×106 |
|
|
供气压力 ps |
N/cm2 |
选 取 |
70 |
|
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环境压力 pa |
N/cm2 |
已 知 |
10 |
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压力比
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|
按最大刚度选取 |
0.69 |
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系 数 Y |
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|
1.24 |
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压力系数 Yp |
|
|
0.135 |
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气体介质系数 Yη |
cm |
|
1.76×10-4 |
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尺寸系数 Yd |
1/cm |
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孔径dj与间隙h0之间的关系 |
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间隙 h0 |
cm |
选 取 |
1.5×10-3 |
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|
节流孔直径 dj |
cm |
|
2×10-2 |
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|
凹穴深度 hg |
cm |
|
4×10-3 |
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|
凹穴直径 dg |
cm |
|
取0.35 |
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|
最大偏心率 εmax |
|
根据不同工作机械的要求选定 |
0.5 |
|
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0.42 |
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|
修正系数 kx |
|
0.7 |
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载荷系数
|
|
|
0.3 |
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承载能力 F |
N |
|
576 |
|
|
刚 度G |
N/cm |
|
3.84×105 |
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节流孔出口压力 p0 |
cm3/s |
|
5.14 |
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|
流量 Qj |
cm3/s |
|
500 |
|
|
推
力
轴
承 |
推力轴承外半径 R2 |
cm |
选 取 |
6 |
|
节流孔所在半径 Rc |
cm |
|
3.46 |
|
|
外内径比
|
|
|
3 |
|
|
节流孔数 Z |
|
选 取 |
8 |
|
|
尺寸系数 Yd |
1/cm |
|
|
|
|
孔径dj与间隙h0之间的关系 |
|
|
|
|
|
间隙 h0 |
cm |
选 取 |
1.5×10-3 |
|
|
节流孔直径 dj |
cm |
|
取0.14 |
|
|
载荷系数
|
|
|
0.314 |
|
|
承载能力 F |
N |
|
1890 |
|
|
刚度系数 |
|
|
0.446 |
|
|
刚 度 G |
N/cm |
|
17.9×105 |
|
|
流量 Qt |
cm3/s |
|
454 |
|
|
总流量 Q |
cm3/h |
|
6.87 |
|
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稳
定
性
校
核 |
两径向轴承中线跨距2L |
cm |
选 取(L1＝L2) |
16 |
|
除轴以外旋转部件的等效质量盘的厚度 t |
cm |
选 取 |
0.6 |
|
|
轴质量 m1 |
kg |
|
0.205 |
|
|
除轴以外旋转部件的等效质量盘的质量 m2 |
kg |
|
0.111 |
|
|
转子质量 m |
kg |
m＝m1+m2 |
0.316 |
|
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极转动惯量 Ip |
kg·m2 |
|
2.41 |
|
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横向转动惯量 It |
kg·m2 |
|
198 |
|
|
Ω1 |
1/s2 |
|
2.5×107 |
|
|
Ω2 |
1/s2 |
|
2.91×107 |
|
|
Ω32 |
1/s4 |
|
0 |
|
|
临界角速度
|
1/s |
|
5000 |
|
|
临界角速度
|
1/s |
|
5400 |
|
|
|
1/s |
|
6210 |
|
|
|
1/s |
|
8500 |
|
|
校核稳定性 |
|
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稳定6210＜ω＝7330＜8500 |
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