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航空发动机轴承滑蹭损伤与避免措施

来源:本站原创发布人:管理员发布时间:2022-01-11 15:52

  航空发起机轴承依据使用原理功用,一般都会选用翻滚轴承进行作业,因为滑动摩擦系数大于翻滚摩擦系数,加上某些外来要素使得滚子与内、外环滚道上形成干摩擦,引起滑蹭,形成滚子与内、外环滚道上呈现蹭痕和外表局部磨损等,即所谓的“滑蹭损害”。轴承一旦呈现滑蹭损害,外表光洁度被破坏,摩擦系数加大,加速了磨损进程,使滚子直径变小,滚道上呈现不均匀的槽痕,轴承损坏,对转子的作业带来损害,直接影响发起机的正常作业。
  一般机械中使用的翻滚轴承因为转速低,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起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。航空发起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摩擦发生的拖动力变得很小,乃至为零,这样,就必定会引起轴承打滑,呈现滑蹭损害。关于滚珠轴承,因为它还要接受轴向载荷,所以一般不易打滑。
轴承
  轴承呈现滑蹭损害与使用时刻无直接关系,有时在发起机作业很短时刻内呈现,有时却在发起机作业很长时刻后才呈现。除了轴承的规划、安装与作业条件对轴承是否会呈现滑蹭有影响外,发起机的安装作业有时也起到首要效果。例如将涡轮转子吊装到发起机时,为防止涡轮前滚棒轴承的滚棒妨碍吊装,常用凡士林涂在外环与滚棒间,以使滚棒紧贴于外环的滚道上。这样做方便了发起机的安装,但如在低温室外初次试车时,就可能因为凡士林的黏性阻碍了滚棒坚持架的正常运动而引发该轴承呈现滑蹭损害。
  图1、效果于某战斗机发起机转子滚珠轴承上的轴向负荷随飞行高度(H)与Ma的改变情况
  翻滚轴承呈现滑蹭后,最常见的结果是外表擦伤磨损,外表脱落等。严峻时,因为滚子与内环间发生过大的摩擦热量会使内环胀大,减小了轴承内部的游隙,将轴承卡死。因而,在航空燃气涡轮发起机主轴承上,应特别注意防止轴承滑蹭。目前,在大多数的规划中,为了减少轴承滑蹭,既可选用减小阻碍滚子坚持架运动的阻力的办法,也可选用添加拖动力的办法,或两者同时选用。
  选用添加拖动力的措施防止轴承滑蹭
  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发起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减少打滑;又如WJ6发起机的压气机前滚棒轴承在长期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,选用减小游隙的措施会带来其他严峻问题,因而要慎重对待,特别关于处于发起机热端的轴承,更应慎用。
  在前期的航空燃气涡轮发起机中,为了处理坚持架的平衡问题,多将主轴承的坚持架定位于外环,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位于外环时,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。
  如将坚持架定位于内环,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,将原定位于外环的坚持架改成定位于内环上,不只减小了阻力,而且还添加了拖动力,显然会减少滑蹭损害,当然这还须提高坚持架的加工精度以提高其平衡度。