новини

Лагери на авиационни двигатели

Лагертип

Скоростта на шпиндела на авиационния двигател е висока, температурата на горещия край е висока илагерТрябва да понася аксиално натоварване и радиално натоварване, така че лагерите се разделят на две категории: аксиални опорни лагери и лагери с плаващи опорни лагери: аксиалните опорни лагери обикновено използват триточков ъглов контактен сачмен лагер, за да поемат аксиално натоварване и да контролират аксиалния хлабина на въртящия се статор; Подвижните опорни лагери понасят само радиални товари и тъй като роторът ще се движи в аксиална посока поради термично разширение и свиване,цилиндрични ролкови лагериобикновено се използват без рамки по външния или вътрешния пръстен.

 

Спомагателните скоростни кутии на авиационни двигатели обикновено се задвижват от цилиндрични зъбни колела, а лагерите понасят само радиални натоварвания, а термичното разширение на ротора е малко, така чецилиндрични ролкови лагериисачмени лагери с дълбок каналса основно избрани.

 

Редукторната скоростна кутия предава голямо количество мощност, част от която използва спирални зъбни колела, а лагерите трябва да поемат както радиални, така и аксиални натоварвания, така чецилиндрични ролкови лагери, сачмени лагери с дълбок канали триточков ударъглови контактни сачмени лагериса основно избрани.

 

Авиационните двигатели използват триточкови ъглови контактни сачмени лагери ицилиндрични ролкови лагери.

Триточкови ъглови контактни сачмени лагери

Когато авиационният двигател работи, върху шпиндела се генерира радиално и аксиално натоварване, а комплект сачмени лагери обикновено са разположени в точката на опора пред шпиндела, за да поемат радиалното натоварване, образувано от суперпозицията на небалансираната сила на всеки вал и високоскоростното въртене, и същевременно да поемат разликата в аксиалното натоварване между пневматичната сила на вентилатора и компресора напред и пневматичната сила назад на турбината.

 

Сравнение на структурата на сачмените лагери с дълбок канал и триточковите ъглови контактни сачмени лагери. Центърът на вътрешния канал на пръстена на триточковия ъглов контактен сачмен лагер е снабден с аксиална ексцентричност Lo, което намалява аксиалния хлабина Ga и аксиалното движение на ротора, което улеснява контрола на аксиалния хлабина на въртящия се лост на двигателя.

 

Триточковият ъглов контактен сачмен лагер има двойна полу-вътрешна пръстеновидна структура, а неговата полу-вътрешна пръстеновидна конструкция с разделяне позволява монтирането на повече сачми, което значително увеличава носещата способност.

 

Сравнение на структурата на ъглово-контактните сачмени лагери и триточковите ъглово-контактни сачмени лагери: ъглово-контактните сачмени лагери могат да поемат само еднопосочни аксиални натоварвания, а ако е необходимо да поемат двупосочни аксиални натоварвания, е необходимо да се комбинират, което ще заеме повече място и ще увеличи масата; Двойните и половинните вътрешни пръстени на триточковите ъглово-контактни сачмени лагери могат директно да поемат двупосочни аксиални натоварвания, което може да спести около 50% от пространството и качеството в сравнение с двуредовите или груповите опорни ъглово-контактни сачмени лагери, а монтажът е лесен за проектиране на двигателя.

 

Клетката и сачменият възел на триточковия ъглов контактен сачмен лагер могат да бъдат отделени от външния пръстен, така че може да се използва еднокомпонентна плътна клетка, която има по-висока якост, е подходяща за висока скорост на въртене и е по-лесна за постигане на по-висока точност на обработка; В същото време конструкцията прави монтажа и проверката на лагерите по-удобни.

 

Цилиндрични ролкови лагери

В сравнение с обикновените механични цилиндрични ролкови лагери, диаметърът на ролката на цилиндричните ролкови лагери на авиационни двигатели е по-малък, а предимствата им са следните:

1) Може да намали съпротивлението на ролката при разбъркване на маслото по време на работа с висока скорост;

2) Инерционната сила е малка;

3) Достатъчно контактно налягане може да се поддържа, когато радиалната сила е малка, за да се избегне приплъзване на ролките;

4) Тъй като компонентите на втулката, ролката и клетката могат да бъдат разделени, може да се използва плътна клетка, която има по-добра здравина и стабилност при висока скорост.

 

Цилиндрични ролкови лагериЛагерите без фланец във вътрешния пръстен обикновено имат по-голяма ширина на вътрешния пръстен, за да поемат аксиалното движение между вътрешния и външния пръстен, причинено от удължението, причинено от термичното разширение между вала и вътрешния пръстен на лагера, както и относителното несъответствие между вътрешния и външния пръстен, причинено от аксиалната грешка при сглобяване на роторния възел по време на монтажа. Ако пространството за монтаж е малко или има специални изисквания, вместо вътрешния пръстен без фланец може да се използва директно валът или корпусът на лагера.

 

Авиационен двигателцилиндрични ролкови лагериЧесто се сблъскват с работни условия на малко или никакво радиално натоварване, а скоростта на въртене е много висока, ролките са склонни към подхлъзване и триене. За да се предотврати подхлъзване, често се използват некръгли пътеки за реализиране на радиалното предварително натоварване на лагера и често се използва разпределението на натоварването на два типични некръгли лагера.

 

Материал на лагера

Температурата на работната среда на лагера на турбината на двигателя е много висока и обикновено е необходимо лагерът да се охлажда с обем смазочно масло от няколко литра в минута, но работната температура на лагера все още може да достигне около 250 °C.

 

За да се изпълнят условията на работа при висока температура, лагерният пръстен обикновено се произвежда от стомана 8Cr4Mo4V (M50) или друга високотемпературна лагерна стомана и се обработва с отпускане при висока температура. Дори ако температурата на лагера достигне 400 °C след спиране на двигателя, това все още може да гарантира производителността на лагера. За да се изпълни експлоатационният живот на лагерния материал, повърхностната твърдост на лагерния материал обикновено трябва да бъде не по-малка от 60 HRC при стайна температура. Като цяло, стоманата 8Cr4Mo4V се закалява чрез термична обработка, но жилавостта е по-ниска от тази на материала на структурния компонент. Това ще доведе до напукване на втулката, когато центробежната сила на втулката и периферното напрежение на вала са големи. Следователно, ако стойността на dn надвишава 2,5×106 mm·r/min, лагерите трябва да бъдат изработени от материал G13Cr4Mo4Ni4V (M50NiL), който има по-добра жилавост на сърцевината.

 

Материалът на клетката на лагерите на авиационни двигатели обикновено е изработен от конструкционна стомана, като например 40CrNiMoA (4030), и клетката трябва да бъде посребрена, за да се намали износването по време на началния етап. Търкалящият елемент е от същия материал като втулката, а твърдостта му обикновено е същата като тази на втулката, а в някои случаи е с 1 ~ 2 HRC по-висока от тази на втулката. Понякога сачмата използва и керамични материали като силициев нитрид, алуминиев оксид и цирконий.