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慎重選用軸承遊隙和防止軸承打滑

发表时间:2020-02-14 19:54

慎重選用軸承游隙和防止軸承打滑

  慎重選用軸承游隙。滚动軸承游隙小,内外环间的相对活动量小,对转子的工作有利,这对于长期稳定工作的机器是十分有益的。但是对于工作变化多,停车以后经过几十分钟又要开车的航空发动机而言,却不能选用小游隙軸承。

航空发动机主轴軸承DN值高,工作时摩擦产生的摩擦热很大,加上由环境(发动机内腔处于高温)及相邻零件(例如涡轮轮盘等)传给的热量也较大,需用滑油不断地将热量带走,当由滑油带走的热量与軸承发出的热量加上外界传入的热量平衡时,軸承即稳定于某一温度下。

  航空发动机的滑油泵由发动机的附件传动装置驱动,当发动机停车后,滑油泵也随即停止工作,无滑油喷向軸承,軸承的热量无法由滑油带走。可是,从另一方面来看,当发动机停车后,軸承相邻的零件、组件的热量有很大一部分通过轴传到軸承,再由支承軸承的机匣外传,因此,停车后,軸承的温度不仅不会降低,反而会增加,增加到一定时间后,随着整个转子温度降低才开始降低,这一特性对装于涡轮附近的軸承尤为突出。因为发动机工作时,高温燃气流过涡轮工作叶片,使叶片与轮盘温度均较高,停车后,由于叶片与轮盘较厚较大,含蓄的热量特别多,因而传给軸承的热量多,而且持续时间长,一般需经过30~40min后,軸承温度才开始降低。

对于在研的发动机,发动机在调试中,经常会由于某些原因需停车,进行调整与排故然后再次启动。对于这些情况,如果停车与再次启动的间隔时间在半个小时左右,正好落在軸承处于最高温度的时间内。

  由于停车时軸承热流方向是由轴传至内环,然后由外环传至机匣,内环温度要高于外环,这时,如果选用的軸承游隙过小,再次启动时,軸承内环将滚子紧紧地卡在外环内而不能或很少地使它自由转动,这时就容易出现軸承内环在轴上或外环在軸承座内相对转动,使轴或軸承座以及内环或外环出现过度磨损故障。

防止軸承打滑

  由于以上原因,航空燃气涡轮发动机主轴用滚动軸承的游隙要比軸承规范中规定值大很多,特别是涡轮附近的軸承大得更多,因此,在发动机设计时,一定要慎重選用軸承的游隙。

航空发动机主轴軸承由于转速高与负荷小,当飞机作机动飞行时,軸承上还可能出现轻载甚至零载。当飞机的飞行包线较大时,有时转子轴向负荷会变方向,在变向的前后区间,作用在止推軸承(滚珠軸承)上的轴向负荷变得很小甚至为零。所有这些,均使軸承出现打滑。

滚动軸承中,滚子与内外环滚道间应该是滚动摩擦,当軸承出现打滑时,即滚子与滚道间出现滑动摩擦,摩擦系数剧增;当滚子与滚道间的油膜由于振动与高温等原因而遭到破坏时,就出现金属表面间的摩擦,使金属表面出现局部擦痕,擦痕发展很快,破坏了滚子与滚道的原有形状与光洁度,使軸承报废。这种由于軸承打滑引起的故障,称为“滑蹭损伤”。

附件传动机构中的軸承,由于转速稍低,而且始终有齿轮啮合时的径向负荷作用,因而不会出现打滑。但是,如果在高速传动链中(例如传动油气分离器、离心通风器),如中间惰轮、主动齿轮、从动齿轮的中心处于一条直线上时,作用于中间惰轮支承軸承上将无负荷,该軸承必然会打滑,因此,建议将该軸承改用滑动軸承,或将三齿轮轮心不处于一直线上。


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