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慎重選用軸承游隙和防止軸承打滑

首頁 > 新聞中心 > 技術資料    發布時間:2019/10/20 21:36:22 點擊量:

慎重選用軸承游隙。滾動軸承游隙小,內外環間的相對活動量小,對轉子的工作有利,這對于長期穩定工作的機器是十分有益的。但是對于工作變化多,停車以后經過幾十分鐘又要開車的航空發動機而言,卻不能選用小游隙軸承。

航空發動機主軸軸承DN值高,工作時摩擦產生的摩擦熱很大,加上由環境(發動機內腔處于高溫)及相鄰零件(例如渦輪輪盤等)傳給的熱量也較大,需用滑油不斷地將熱量帶走,當由滑油帶走的熱量與軸承發出的熱量加上外界傳入的熱量平衡時,軸承即穩定于某一溫度下。

 

航空發動機的滑油泵由發動機的附件傳動裝置驅動,當發動機停車后,滑油泵也隨即停止工作,無滑油噴向軸承,軸承的熱量無法由滑油帶走。可是,從另一方面來看,當發動機停車后,軸承相鄰的零件、組件的熱量有很大一部分通過軸傳到軸承,再由支承軸承的機匣外傳,因此,停車后,軸承的溫度不僅不會降低,反而會增加,增加到一定時間后,隨著整個轉子溫度降低才開始降低,這一特性對裝于渦輪附近的軸承尤為突出。因為發動機工作時,高溫燃氣流過渦輪工作葉片,使葉片與輪盤溫度均較高,停車后,由于葉片與輪盤較厚較大,含蓄的熱量特別多,因而傳給軸承的熱量多,而且持續時間長,一般需經過30~40min后,軸承溫度才開始降低。

對于在研的發動機,發動機在調試中,經常會由于某些原因需停車,進行調整與排故然后再次啟動。對于這些情況,如果停車與再次啟動的間隔時間在半個小時左右,正好落在軸承處于最高溫度的時間內。

由于停車時軸承熱流方向是由軸傳至內環,然后由外環傳至機匣,內環溫度要高于外環,這時,如果選用的軸承游隙過小,再次啟動時,軸承內環將滾子緊緊地卡在外環內而不能或很少地使它自由轉動,這時就容易出現軸承內環在軸上或外環在軸承座內相對轉動,使軸或軸承座以及內環或外環出現過度磨損故障。

防止軸承打滑

由于以上原因,航空燃氣渦輪發動機主軸用滾動軸承的游隙要比軸承規范中規定值大很多,特別是渦輪附近的軸承大得更多,因此,在發動機設計時,一定要慎重選用軸承的游隙。

航空發動機主軸軸承由于轉速高與負荷小,當飛機作機動飛行時,軸承上還可能出現輕載甚至零載。當飛機的飛行包線較大時,有時轉子軸向負荷會變方向,在變向的前后區間,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,均使軸承出現打滑。

滾動軸承中,滾子與內外環滾道間應該是滾動摩擦,當軸承出現打滑時,即滾子與滾道間出現滑動摩擦,摩擦系數劇增;當滾子與滾道間的油膜由于振動與高溫等原因而遭到破壞時,就出現金屬表面間的摩擦,使金屬表面出現局部擦痕,擦痕發展很快,破壞了滾子與滾道的原有形狀與光潔度,使軸承報廢。這種由于軸承打滑引起的故障,稱為“滑蹭損傷”。

附件傳動機構中的軸承,由于轉速稍低,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,或將三齒輪輪心不處于一直線上。

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