новини

Концептуален дизайн на лагери на авиационни двигатели

Авиационните двигатели са сърцето на самолета и тяхната производителност, безопасност и надеждност пряко определят производителността, живота и надеждността на самолета, а производителността на лагерите е един от важните фактори, влияещи върху живота и надеждността на авиационни двигатели.

 

Авиационен двигателлагериимат тежки условия на работа, особено шпинделните лагери, които трябва да отговарят на изискванията за висока температура, висока скорост, стабилна работа (подходящи за леки товари, тежки товари, бързо ускорение и забавяне, ударни натоварвания, вибрационни натоварвания и др.), висока надеждност и дълъг живот. В момента са проведени много изследвания върху лагерите на авиационни двигатели, като основният тип лагер и дизайнът на основните параметри, методът на смазване и структурата на фланците, структурата на джобовете, ъгълът на уплътнението, технологията за обработка на повърхността, методът на използване на комбинация от лагери и др. оказват значително влияние върху тяхната производителност, а разумният дизайн може да предотврати преждевременна повреда.лагери, подобряват работните му характеристики и удължават експлоатационния му живот. Тази статия представя особеностите на лагерите на авиационни двигатели и разглежда влияещите фактори, които трябва да се вземат предвид в процеса на проектиране на лагери.

Особености на лагерите на авиационни двигатели

Структурни характеристики:

Лагери за авиационни двигатели: според употребата им, те могат да бъдат разделени на три категории: шпинделни лагери, лагери на спомагателни трансмисионни кутии и лагери на редукторни кутии.

1. Лагер на шпиндела

Шпинделните лагери поддържат роторите на вентилаторите на двигателите, роторите на газовите генератори и роторите на силови турбини. Обикновено се използва комбинация от триточкови ъглови сачмени лагери и цилиндрични ролкови лагери. Триточковите ъглови сачмени лагери поемат аксиалното и радиалното натоварване на ротора, а цилиндричните ролкови лагери поемат само радиални товари. Работните характеристики на шпинделните лагери са висока скорост на въртене (dn стойност до 2,6×106 mm·r/min), висока температура (180 ~ 250 °C, краткосрочно над 300 °C), голямо аксиално натоварване, краткосрочно леко натоварване и претоварване в радиална посока, промяна на посоката на аксиално натоварване и компактно монтажно пространство. Следователно, шпинделните лагери имат високи нива на толеранс, обикновено не по-ниски от ниво P4, и също така имат строги изисквания за точността на обработка на цилиндричните ролки. Освен това, шпинделните лагери се смазват предимно под пръстена, което изисква съответната специална конструкция.

 

2 Лагер на скоростната кутия на спомагателната трансмисия

 

Лагерът на скоростната кутия на прикачното устройство поддържа зъбния ротор на спомагателната трансмисионна система, а работните му характеристики са малко натоварване, ниска температура (120 ~ 150 °C) и ниска скорост на въртене (стойността на dn не е по-висока от 1,5 × 106 mm · r/min）.

 

3 Лагер на редуктора

 

Опорен лагер на редукторната скоростна кутия, монтаж на редукторна предавка, работните му характеристики са голямо натоварване, ниска скорост и ниска температура (120 ~ 150 °C).

 

Общи изисквания

Поради спецификата на средата на употреба и условията на работа на авиационни двигатели, общите изисквания към лагерите са по-строги от тези към обикновените лагери и съответните изисквания са следните.

 

1. Устойчив на висока температура при паркиране

 

Когато двигателят работи, се подава студен въздух за охлаждане на лопатките, лагерите и другите части, а лагерите се охлаждат и със смазочно масло. След спиране обаче тези мерки за охлаждане не работят и топлината от турбината ще се предаде на лагера през корпуса и вала на лагера, което ще доведе до бързо повишаване на температурата на лагера за кратък период от време, особено температурата на лагера на горещия край на двигателя ще се повиши необичайно, а някои данни от наблюдение на двигателя показват, че температурата на лагера ще достигне около 350 °C.

 

2. Капацитет на работа при прекъсване на смазочното масло

 

Условията за подаване на смазочно масло на лагерите на авиационни двигатели се разделят основно на две категории:

1) Преди двигателят да започне нормалната работа на смазочната система, той е в студено работно състояние, с ниска скорост и малко натоварване;

2) Когато двигателят работи, ако системата за смазочно масло не може да продължи да доставя масло поради специални причини и двигателят трябва да продължи да работи за определен период от време, лагерът ще бъде в състояние на лошо смазване с масло или дори ще работи на сухо и не може да бъде добре смазан и охладен. За да се гарантира безопасността на полетите, лагерите трябва да могат да продължат да работят нормално за определен период от време без повреди без смазочно масло.

 

3 Добра изработка

 

Авиационен двигателлагеритрябва да имат добра обработка, изработка на сглобяване и характеристики на лекота. За да се намали трудността при сглобяване, авиационни двигатели изискват възможно най-малко части, а шпинделът обикновено трябва да бъде оборудван с еластични опори в позицията на опора, за да се регулира критичната скорост на ротора, а амортисьорите с маслен филм са настроени да потискат вибрациите на ротора, като и двете ще заемат радиално пространство. За да се спести радиално пространство, да се увеличи броят на търкалящите елементи и да се подобри носещата способност, външният пръстен на лагера обикновено е интегриран с еластичната опора на катеричния роторен апарат и амортисьора с маслен филм. За да се намали броят на частите и да се намали трудността при сглобяване, опората на катеричния роторен апарат, монтажният фланец и каналът на амортисьорния пръстен с маслен филм са интегрирани във външния пръстен на лагера, но има и проблеми като повишена трудност при проектирането, намалена структурна здравина и по-строг подбор на материали и производствен процес.

 

4 Усъвършенствана система за осигуряване на качеството

 

В допълнение към усъвършенстваните дизайнерски концепции и високата точност на обработката, е необходимо да се разчита и на усъвършенствана система за осигуряване на качеството, включително стандарти за процеси, оборудване за обработка, проверка на качеството, оператори, проверка на тестовете, сертифициране на качеството и други елементи.