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详细内容

航空發動機軸承打滑具體原因

發動機軸承

一般機械中使用的滾動軸承由于轉速低,且始終有負荷作用其上,很少出現打滑現象。但是航空燃氣渦輪發動機主軸承卻很容易打滑,這是因為:

 (1)轉速高。在高速作用下,滾子在大的離心力作用下有脫離內環滾道接觸的趨勢;

 (2)負荷小。航空發動機的轉子均做得較輕,使作用軸承上的徑向負荷小,加上飛機作機動飛行時會在某些情況下,使作用于軸承上的負荷更小,甚至出現零載,以及轉子的不平衡力在某些情況下會抵消一些作用在軸承上的徑向負荷,造成軸承的輕載或零載。

 這兩方面的因素會使得由摩擦產生的拖動力變得很小,甚至為零,這樣,就必然會引起軸承打滑,出現滑蹭損傷。對于滾珠軸承,由于它還要承受軸向載荷,所以一般不易打滑。

 航空發動機軸承防止打滑的一些措施

 采用增加拖動力的措施防止軸承滑蹭

 減小軸承游隙,使滾子在離心力作用下仍能保持與內環滾道的接觸。例如CFM56發動機支承高壓渦輪的滾棒軸承(中介軸承)即用了小游隙甚至是負游隙來減少打滑;又如WJ6發動機的壓氣機前滾棒軸承在長期試車中出現嚴重的滑蹭損傷后,將該軸承的游隙由0.070~0.095mm減小為0.045~0.065mm,消除了滑蹭現象。

 但是,采用減小游隙的措施會帶來其他嚴重問題,因此要慎重對待,特別對于處于發動機熱端的軸承,更應慎用。

 在早期的航空燃氣渦輪發動機中,為了解決保持架的平衡問題,多將主軸承的保持架定位于外環,但這種設計易引發軸承出現滑蹭損傷。這是因為當保持架定位于外環時,存在于外環與保持架間的油膜在黏性的作用下妨礙滾棒保持架作正常運動引發打滑而造成的。

 如將保持架定位于內環,存在于內環與保持架間的油膜在黏性的作用下將給滾子保持架組合體一個拖動力使其作正常運動。這樣,將原定位于外環的保持架改成定位于內環上,不僅減小了阻力,而且還增加了拖動力,顯然會減少滑蹭損傷,當然這還須提高保持架的加工精度以提高其平衡度。

 裝配時,對軸承施加一附加的徑向或軸向載荷,即對軸承施加“預載”,使軸承工作時,始終在內、外環滾道與滾子間有負荷作用,不出現輕載或零載,以增大拖動力。對軸承施加預載的辦法有:采用非圓軸承、軸向彈簧對軸承旋加預載、采用空心滾棒和調整對軸承的噴油方向等。

 將軸承外環的外圓做成非圓形,而機匣安裝軸承的座孔仍做成圓的。常用的非圓軸承有橢圓軸承外環與三瓣式的軸承外環。例如,將橢圓軸承壓入軸承座孔中時,橢圓的長軸處(外環凸出部位)即向該處的滾子作用一預加的載荷,如長軸處于水平位置,使在水平位置的幾個滾子與內、外環間始終保持接觸并作用有一定負荷,因此,除了最下部的幾個滾子受到重力負荷的作用外,在其左右90°處的滾棒,也各受一定量的預加負荷,從而使承受負荷的滾子數目約增加到滾子總數的60%,能產生一定的拖動力,克服軸承打滑。


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