aktualności

Projekt koncepcyjny łożyska silnika lotniczego

Silniki lotnicze stanowią serce samolotu, a ich wydajność, bezpieczeństwo i niezawodność bezpośrednio decydują o wydajności, żywotności i niezawodności samolotu. Wydajność łożysk jest jednym z ważnych czynników wpływających na żywotność i niezawodność silników lotniczych.

 

Silnik lotniczynamiarŁożyska wrzecionowe pracują w trudnych warunkach, a zwłaszcza łożyska wrzecionowe, które muszą spełniać wymagania wysokiej temperatury, dużej prędkości, stabilnej pracy (odpowiednie dla małych i dużych obciążeń, szybkiego przyspieszania i zwalniania, obciążeń udarowych, obciążeń wibracyjnych itp.), wysokiej niezawodności i długiej żywotności. Obecnie przeprowadzono wiele badań nad łożyskami silników lotniczych, głównym typem łożyska i jego głównymi parametrami konstrukcyjnymi, metodą smarowania i strukturą kołnierza, strukturą kieszeni, kątem uszczelki, technologią obróbki powierzchni, metodą łączenia łożysk itp., które mają znaczący wpływ na ich wydajność. Rozsądna konstrukcja pozwala uniknąć przedwczesnej awarii.namiar, poprawić jego parametry robocze i wydłużyć żywotność. Niniejszy artykuł przedstawia specyfikę łożysk silników lotniczych i omawia czynniki wpływające, które należy uwzględnić w procesie projektowania łożysk.

Cechy szczególne łożysk silników lotniczych

Cechy konstrukcyjne:

Łożyska silników lotniczych: ze względu na zastosowanie można je podzielić na trzy kategorie: łożyska wrzeciona, łożyska przekładni pomocniczych i łożyska przekładni redukcyjnej.

1. Łożysko wrzeciona

Łożyska wrzeciona podtrzymują wirniki wentylatorów silników, wirniki generatorów gazu i wirniki turbin energetycznych, zwykle wykorzystują kombinację łożysk kulkowych skośnych trójpunktowych i łożysk walcowych. Łożyska kulkowe skośne trójpunktowe przenoszą obciążenie osiowe i promieniowe wirnika, łożyska walcowe przenoszą tylko obciążenia promieniowe. Charakterystyka pracy łożysk wrzeciona to wysoka prędkość obrotowa (wartość dn do 2,6×106 mm · obr/min), wysoka temperatura (180 ~ 250 °C, krótkotrwale powyżej 300 °C), duże obciążenie osiowe, krótkotrwałe lekkie obciążenie i przeciążenie w kierunku promieniowym, zmiana kierunku obciążenia osiowego i kompaktowa przestrzeń montażowa. Dlatego łożyska wrzeciona mają wysokie poziomy tolerancji, na ogół nie niższe niż poziom P4, a także mają surowe wymagania dotyczące dokładności obróbki wałeczków walcowych. Ponadto łożyska wrzeciona są najczęściej smarowane pod pierścieniem, co wymaga odpowiedniej specjalnej konstrukcji.

 

2 Łożysko skrzyni biegów pomocniczej

 

Łożysko przekładni zębatej osprzętu podtrzymuje wirnik przekładni układu przeniesienia napędu akcesoriów, a jego charakterystyką pracy jest małe obciążenie, niska temperatura (120 ~ 150 °C) i niska prędkość obrotowa (wartość dn nie jest większa niż 1,5×106 mm · obr./min).）。

 

3 Łożysko przekładni redukcyjnej

 

Zespół łożysk przekładni redukcyjnej podtrzymujący przekładnię reduktora. Jego cechy robocze to duże obciążenia, niska prędkość i niska temperatura (120 ~ 150 °C).

 

Wymagania ogólne

Ze względu na specyfikę środowiska użytkowania i warunków pracy silników lotniczych, ogólne wymagania dotyczące łożysk są bardziej rygorystyczne niż w przypadku łożysk zwykłych. Poniżej przedstawiono odpowiednie wymagania.

 

1. Odporny na wysoką temperaturę podczas parkowania

 

Podczas pracy silnika, do łopatek, łożysk i innych części wprowadzane jest zimne powietrze, które je schładza. Łożyska są również chłodzone olejem smarującym. Jednak po wyłączeniu silnika te metody chłodzenia nie działają, a ciepło turbiny jest przekazywane do łożyska poprzez obudowę łożyska i wał, co powoduje gwałtowny wzrost temperatury łożyska w krótkim czasie. W szczególności temperatura łożyska w gorącej części silnika wzrasta nienormalnie, a niektóre dane z monitoringu silnika wskazują, że temperatura łożyska może osiągnąć około 350°C.

 

2. Zdolność robocza przy przerwaniu przepływu oleju smarującego

 

Warunki dostarczania oleju smarującego do łożysk silników lotniczych można podzielić zasadniczo na dwie kategorie:

1) Zanim silnik zacznie normalnie pracować w układzie smarowania, musi być zimny, pracować na niskich obrotach i przy niewielkim obciążeniu;

2) Gdy silnik pracuje, a układ smarowania nie może dostarczać oleju z przyczyn szczególnych, a silnik musi pracować przez pewien czas, łożyska będą miały słabe smarowanie olejem lub będą pracować na sucho, co uniemożliwi ich prawidłowe smarowanie i chłodzenie. Aby zapewnić bezpieczeństwo lotu, łożyska muszą mieć możliwość normalnej pracy przez określony czas bez awarii bez smarowania.

 

3 Dobra jakość wykonania

 

Silnik lotniczynamiarmuszą charakteryzować się dobrą obróbką, jakością wykonania i lekkością. Aby zmniejszyć trudności montażu, silniki lotnicze wymagają jak najmniejszej liczby części, a wrzeciono zazwyczaj musi być wyposażone w sprężyste podpory w miejscu podparcia, aby regulować krytyczną prędkość wirnika, a tłumiki drgań filmu olejowego są ustawione w celu tłumienia drgań wirnika, które zajmują przestrzeń promieniową. Aby zaoszczędzić przestrzeń promieniową, zwiększyć liczbę elementów tocznych i poprawić nośność, pierścień zewnętrzny łożyska jest zazwyczaj zintegrowany z sprężystym podparciem klatki wirnika i tłumikiem drgań filmu olejowego. Aby zmniejszyć liczbę części i zmniejszyć trudności montażu, podparcie klatki wirnika, kołnierz montażowy i rowek pierścienia tłumiącego filmu olejowego są zintegrowane z pierścieniem zewnętrznym łożyska, ale występują również problemy, takie jak zwiększona trudność projektowania, zmniejszona wytrzymałość konstrukcyjna oraz bardziej rygorystyczny dobór materiałów i proces produkcji.

 

4 Zaawansowany system zapewnienia jakości

 

Oprócz zaawansowanych koncepcji projektowych i wysokiej dokładności przetwarzania, konieczne jest także poleganie na zaawansowanym systemie zapewnienia jakości, obejmującym normy procesów, urządzenia przetwórcze, kontrolę jakości, operatorów, weryfikację testów, certyfikację jakości i inne elementy.