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航空发动机轴承打滑详细原因

来源:本站原创发布人:管理员发布时间:2022-01-06 17:25

  一般机械中运用的滚动轴承因为转速低,且一直有负荷效果其上,很少呈现打滑现象。可是航空燃气涡轮发动机主轴承却很简单打滑,这是因为:
  (1)转速高。在高速效果下,滚子在大的离心力效果下有脱离内环滚道接触的趋势;
  (2)负荷小。航空发动机的转子均做得较轻,使效果轴承上的径向负荷小,加上飞机作机动飞行时会在某些情况下,使效果于轴承上的负荷更小,乃至呈现零载,以及转子的不平衡力在某些情况下会抵消一些效果在轴承上的径向负荷,形成轴承的轻载或零载。
  这两方面的要素会使得由冲突发生的拖动力变得很小,乃至为零,这样,就必然会引起轴承打滑,呈现滑蹭损害。关于滚珠轴承,因为它还要承受轴向载荷,所以一般不易打滑。
轴承
  航空发动机轴承防止打滑的一些办法
  选用添加拖动力的办法防止轴承滑蹭
  减小轴承游隙,使滚子在离心力效果下仍能坚持与内环滚道的接触。例如CFM56发动机支承高压涡轮的滚棒轴承(中介轴承)即用了小游隙乃至是负游隙来削减打滑;又如WJ6发动机的压气机前滚棒轴承在长时间试车中呈现严峻的滑蹭损害后,将该轴承的游隙由0.070~0.095mm减小为0.045~0.065mm,消除了滑蹭现象。
  可是,选用减小游隙的办法会带来其他严峻问题,因而要慎重对待,特别关于处于发动机热端的轴承,更应慎用。
  在早期的航空燃气涡轮发动机中,为了处理坚持架的平衡问题,多将主轴承的坚持架定坐落外环,但这种规划易引发轴承呈现滑蹭损害。这是因为当坚持架定坐落外环时,存在于外环与坚持架间的油膜在黏性的效果下妨碍滚棒坚持架作正常运动引发打滑而形成的。
  如将坚持架定坐落内环,存在于内环与坚持架间的油膜在黏性的效果下将给滚子坚持架组合体一个拖动力使其作正常运动。这样,将原定坐落外环的坚持架改成定坐落内环上,不只减小了阻力,并且还添加了拖动力,显然会削减滑蹭损害,当然这还须进步坚持架的加工精度以进步其平衡度。
  装配时,对轴承施加一附加的径向或轴向载荷,即对轴承施加“预载”,使轴承工作时,一直在内、外环滚道与滚子间有负荷效果,不呈现轻载或零载,以增大拖动力。对轴承施加预载的办法有:选用非圆轴承、轴向弹簧对轴承旋加预载、选用空心滚棒和调整对轴承的喷油方向等。
  将轴承外环的外圆做成非圆形,而机匣安装轴承的座孔仍做成圆的。常用的非圆轴承有椭圆轴承外环与三瓣式的轴承外环。例如,将椭圆轴承压入轴承座孔中时,椭圆的长轴处(外环凸出部位)即向该处的滚子效果一预加的载荷,如长轴处于水平位置如图3所示,使在水平位置的几个滚子与内、外环间一直坚持接触并效果有必定负荷,因而,除了最下部的几个滚子遭到重力负荷的效果外,在其左右90°处的滚棒,也各受必定量的预加负荷,然后使承受负荷的滚子数目约添加到滚子总数的60%,能发生必定的拖动力,战胜轴承打滑。
  选用“打滑度”来表明滚动轴承是否打滑以及打滑的严峻程度
  当坚持架实践转速等于坚持架理论转速时,轴承不打滑,其打滑度为零;只要坚持架实践转速低于理论转速,轴承即打滑,当坚持架实践转速为零时,打滑度为100%。
  一般用测定坚持架的实践转速来求得轴承的打滑度。罗·罗公司在开展RB211发动机时,运用了放射性同位素来勘探轴承的打滑。在坚持架上固定一个很小的用钴或铱(Co60,Ir192)丝做的放射源,利用反平方律(即传到某点的放射性强度反比于放射源至该点距离的平方)的原理,测出工作中坚持架的速度,然后发现轴承是否呈现打滑,并可计算出打滑度。也可利用切开磁力线的原理来测量坚持架的转速。
  防止效果于滚珠轴承上的轴向负荷变向
  如前所述,RB211电扇转子的止推轴承为一中介轴承,因为电扇转子在工作中会呈现轴向力方向改变,因而在投入运用(1972年4月)后不到半年,就呈现过该滚珠轴承滑蹭损害。
  所以采取前述的将坚持架外环定位改为内环定位的办法,在必定程度上处理了问题,可是因为轴向负荷换向问题没有处理,因而长时间以来,在各种改型的RB211中(524B、524C、524D4和524D4Upgrade等),仍是偶尔呈现该轴承的滑蹭损害的事情。为此,在RB211的最终改型的RB211524G/H(1989年投入运用)中,将卸荷腔封严环处的直径由556.20mm增大为731.52mm,消除了工作中转子轴向负荷换向的问题。
  基本上处理了该轴承的打滑问题。由RB211524G/H衍生开展的遄达发动机,除选用了大直径的平衡腔封严环外,还在低压涡轮轴后端加装了对转子施加预载的弹簧及小轴承,从根本上处理轴承打滑问题。