
在航空航天領域中,發(fā)動機是起到了相當于心臟的作用,最為重要。在發(fā)動機的零件中,軸承也是必不可少的一部分。軸承作為航空發(fā)動機的轉(zhuǎn)動“關節(jié)”零部件,對于航空發(fā)動機的使用起著決定性的作用,軸承支撐著航空發(fā)動機轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的整個核心部件,其航空發(fā)動機中最重要的軸承,通常可稱為主軸承。航空發(fā)動機為了保證軸承在高DN值、高溫和負荷下工作,它的內(nèi)、外環(huán)和滾子的材料硬度都不小于RC58,不然軸承就會出現(xiàn)“壓傷”損壞。隨著工作溫度的提升,材料的硬度也會逐漸下降。通常使用最普遍的是SAE 52100軸承鋼,當工作環(huán)境超過175攝氏度時,硬度就低于RC58,這已經(jīng)不能適應現(xiàn)代航發(fā)主軸承的需求,如下圖所示,高溫軸承鋼WB-49的最大使用溫度可達537攝氏度。
航空發(fā)動機軸承打滑原因:
航空燃氣渦輪發(fā)動機主軸用滾動軸承的游隙要比軸承規(guī)范中規(guī)定值大很多,特別是渦輪附近的軸承大得更多,因此,在發(fā)動機設計時,一定要慎重選用軸承的游隙。
航空發(fā)動機主軸軸承由于轉(zhuǎn)速高與負荷小,當飛機作機動飛行時,軸承上還可能出現(xiàn)輕載甚至零載。當飛機的飛行包線較大時,有時轉(zhuǎn)子軸向負荷會變方向,在變向的前后區(qū)間,作用在止推軸承滾珠軸承上的軸向負荷變得很小甚至為零。所有這些,均使軸承出現(xiàn)打滑。
在發(fā)動機設計時應該對每個主軸承的工作條件進行分析,必要時在發(fā)動機發(fā)展試車時,對滾棒軸承是否打滑進行監(jiān)測,根據(jù)監(jiān)測到的打滑度,考慮飛行條件的影響,采取防滑措施。另外,應采取設計措施,確保作用于滾珠軸承的軸向負荷在飛行包線內(nèi)不會變向。
防止航空發(fā)動機主軸承打滑的措施:
保持架在軸承內(nèi)環(huán)上定心,例如:R211低壓轉(zhuǎn)子滾珠軸承;橢圓軸承例如JT3D、JT8D、JT15D、CF680C2和 T700等發(fā)動機的滾棒軸承;三瓣外環(huán)軸承如CF680C2的滾棒軸承;噴油改為斜噴,使噴油方向?qū)χ3旨苄D(zhuǎn)方向;將滾棒軸承改為軸向彈簧加載的滾珠軸承例如J69發(fā)動機;用軸向彈簧對滾珠軸承施加軸向預載例如斯貝MK202低壓轉(zhuǎn)子止推軸承處與遄達800低壓渦輪后軸處;減小游隙例如阿伊20壓氣機前滾棒軸承等。
附件傳動機構(gòu)中的軸承,由于轉(zhuǎn)速稍低,而且始終有齒輪嚙合時的徑向負荷作用,因而不會出現(xiàn)打滑。但是,如果在高速傳動鏈中例如傳動油氣分離器、離心通風器,如中間惰輪、主動齒輪、從動齒輪的中心處于一條直線上時,作用于中間惰輪支承軸承上將無負荷,該軸承必然會打滑,因此,建議將該軸承改用滑動軸承,或?qū)⑷X輪輪心不處于一直線上。