новости

концептуальная конструкция подшипника авиационного двигателя

Авиационные двигатели — это сердце летательных аппаратов, и их характеристики, безопасность и надежность напрямую определяют летно-технические характеристики, срок службы и надежность самолета, а характеристики подшипников являются одним из важных факторов, влияющих на срок службы и надежность авиационных двигателей.

 

Авиационный двигательподшипникиПодшипники шпинделя работают в суровых условиях, особенно шпиндельные подшипники, которые должны соответствовать требованиям высоких температур, высоких скоростей, стабильной работы (подходят для легких и тяжелых нагрузок, быстрого ускорения и замедления, ударных и вибрационных нагрузок и т. д.), высокой надежности и длительного срока службы. В настоящее время проводится множество исследований подшипников авиационных двигателей. Тип и основные параметры подшипников, метод смазки и конструкция фланцев, структура карманов, угол прокладки, технология обработки поверхности, методы комбинирования подшипников и т. д. оказывают существенное влияние на их характеристики. Разумная конструкция позволяет избежать преждевременного выхода из строя.подшипникиулучшить его рабочие характеристики и продлить срок службы. В данной статье рассматриваются особенности подшипников авиационных двигателей и определяются факторы, которые следует учитывать в процессе проектирования подшипников.

Особенности подшипников авиационных двигателей

Особенности конструкции:

Подшипники авиационных двигателей: в зависимости от области применения их можно разделить на три категории: подшипники шпинделя, подшипники вспомогательных редукторов и подшипники редукторов.

1. Подшипник шпинделя

Подшипники шпинделя поддерживают роторы вентиляторов двигателей, роторы газогенераторов и роторы силовых турбин. Обычно в них используется комбинация трехточечных радиально-упорных шарикоподшипников и цилиндрических роликовых подшипников. Трехточечные радиально-упорные шарикоподшипники воспринимают осевую и радиальную нагрузку ротора, а цилиндрические роликовые подшипники — только радиальную нагрузку. Характеристики работы подшипников шпинделя включают высокую скорость вращения (значение dn до 2,6×10⁶ мм·об/мин), высокую температуру (180–250 °C, кратковременно более 300 °C), большую осевую нагрузку, кратковременную малую нагрузку и перегрузку в радиальном направлении, изменение направления осевой нагрузки и компактное монтажное пространство. Поэтому подшипники шпинделя имеют высокий уровень допуска, как правило, не ниже уровня P4, а также предъявляют строгие требования к точности обработки цилиндрических роликов. Кроме того, подшипники шпинделя в основном смазываются под кольцом, что требует соответствующей специальной конструкции.

 

2. Подшипник вспомогательной трансмиссии.

 

Подшипник редуктора вспомогательной трансмиссии поддерживает ротор зубчатой ​​передачи системы вспомогательной передачи, и его рабочие характеристики включают малую нагрузку, низкую температуру (120–150 °C) и низкую скорость вращения (значение dn не выше 1,5 × 10⁶ мм·об/мин).）。

 

3 Подшипник редуктора

 

Подшипник редуктора поддерживает зубчатую передачу редуктора, его рабочие характеристики: большая нагрузка, низкая скорость и низкая температура (120–150 °C).

 

Общие требования

Ввиду специфики условий эксплуатации и работы авиационных двигателей, общие требования к подшипникам более строгие, чем к обычным подшипникам, и соответствующие требования следующие.

 

1. Устойчивость к высоким температурам при парковке.

 

Во время работы двигателя для охлаждения лопаток, подшипников и других деталей подается холодный воздух, а подшипники также охлаждаются смазочным маслом. Однако после остановки эти меры охлаждения перестают работать, и тепло от турбины передается на подшипник через корпус подшипника и вал, что приводит к быстрому повышению температуры подшипника за короткий промежуток времени, особенно аномально повышается температура подшипника на горячей части двигателя, и некоторые данные мониторинга двигателя показывают, что температура подшипника может достигать около 350 °C.

 

2. Пропускная способность смазочного масла при прерывании работы

 

Условия подачи смазочного масла в подшипники авиационных двигателей в основном делятся на две категории:

1) Перед запуском двигателя для нормальной работы системы смазки он находится в холодном состоянии, при низкой частоте вращения и малой нагрузке;

2) Если во время работы двигателя система смазки по особым причинам не может продолжать подачу масла, и двигателю необходимо продолжать работу в течение определенного времени, подшипник окажется в состоянии недостаточной смазки или даже будет работать всухую, и не сможет должным образом смазываться и охлаждаться. Для обеспечения безопасности полета подшипники должны иметь возможность нормально работать в течение определенного периода времени без смазочного масла.

 

3. Качественная работа

 

Авиационный двигательподшипникиНеобходимо обеспечить качественную обработку, сборку и малый вес. Для упрощения сборки авиационные двигатели требуют как можно меньшего количества деталей, а шпиндель обычно должен быть оснащен упругими опорами в месте крепления для регулировки критической скорости ротора, а также установлены маслосъемные демпферы для подавления вибрации ротора, которые занимают радиальное пространство. Для экономии радиального пространства, увеличения количества элементов качения и повышения несущей способности, наружное кольцо подшипника обычно интегрируется с упругой опорой короткого замыкания и маслосъемным демпфером. Для уменьшения количества деталей и упрощения сборки, опора короткого замыкания, монтажный фланец и канавка для маслосъемного демпфирующего кольца интегрируются во наружное кольцо подшипника, но это также создает проблемы, такие как увеличение сложности проектирования, снижение прочности конструкции и более строгие требования к выбору материалов и производственному процессу.

 

4. Передовая система обеспечения качества

 

Помимо передовых концепций проектирования и высокой точности обработки, необходимо также опираться на передовую систему обеспечения качества, включающую технологические стандарты, технологическое оборудование, контроль качества, операторов, проверку испытаний, сертификацию качества и другие элементы.