Расчет подшипников на удельное давление.

 

Для расчета подшипников на удельное давление необходимо найти массы ротора и установленных на него лопаток. Масса лопатки вычисляется по формуле:

                                               (92)

где V - объем лопатки, ρ = 7850  - плотность материала лопатки (в данном случае плотность стали).

Объем лопатки вычисляется по формуле:

                                                (93)

где F - площадь профиля лопатки, l - длина лопатки.

Площадь профиля лопатки определяем по рис. 26, стр. 101 [1], где представлены опытные кривые изменения площади профилей лопаток, моментов сопротивления и инерции профилей лопаток в зависимости от среднего относительного радиуса лопаток модельных ступеней. Умножая это значение на масштабный коэффициент, найденный ранее, получаем окончательное значение площади профиля лопатки: .

Для упрощения расчетов будем считать, что площади профилей лопаток одинаковы для всех ступеней. Длины лопаток найдены в предыдущих расчетах. Так для первой ступени:

Найдем число лопаток рабочего колеса каждой ступени:

                                              (94)

где  - относительный шаг лопаток на наружном диаметре модельной ступени К-50-1.

                                             (95)

Результаты расчета масс отдельных лопаток рабочих колес разных ступеней, а также суммарной массы лопаток в пределах ступени и всего лопаточного аппарата сведены в табл. №10.

Таблица №10. Нахождение масс лопаток компрессора

	Ступени
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
,м	0,235	0,219	0,204	0,188	0,172	0,159	0,148	0,138	0,127	0,117	0,108
	111,66	104,30	96,88	89,41	81,91	75,41	70,47	65,50	60,51	55,53	51,37
	46	45	44	43	41	41	40	39	38	38	37
, кг	39,96	36,49	33,11	29,83	26,66	24,01	22,06	20,15	18,28	16,48	15,01
, кг	282,04	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-

 

Массу ротора найдем по формуле:

                                                 (96)

Пользуясь чертежом, найдем объем ротора .

Полная масса ротора с лопатками равна:

                                            (97)

На каждый опорный подшипник действует половина силы от массы ротора с лопатками, т. е. силы:

                                                 (98)

где  - ускорение свободного падения.

Из чертежа находим диаметр вала под подшипник . Ширина подшипника выбирается из следующих пределов:

                                          (99)

Удельное давление, действующее на нижнюю часть подшипника, вычисляется по формуле:

                                        (100)

По рекомендациям удельное давление должно быть меньше определенного значения, т.е. должно выполняться следующее условие:

Найденное значение удельного давления удовлетворяет поставленному условию.

Окружная скорость на валу под подшипник должна быть в пределах:

                            (101)

Как видно, величина окружной скорости на валу под подшипник удовлетворяет поставленным условиям.

В качестве упорного будем использовать подшипник с самоцентрирующимися подушками.

Рассчитаем размеры подшипника, используя следующие рекомендации:

                                     (102)

                                         (103)

                                                 (105)

где  - внутренний и наружный радиусы подушек соответственно,  - угловая протяженность подушки, принимаем  рад,  - относительная длина подушки.

Из чертежа:

Число подушек . Найдем площадь подушки по формуле:

                                        (106)

Удельное давление, действующее на подшипник, вычисляется по формуле:

                                          (107)

Найденное значение удельного давления удовлетворяет условию .

Окружная скорость на валу под подшипник должна быть в пределах:

Как видно, величина окружной скорости на валу под подшипник удовлетворяет поставленным условиям.