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航空发动机中的轴承设计为什么尤其难?
2020-12-24 10:14:01 分类:陌贝视角
摘要:某些航空发动机中的轴承必须要距离发动机的燃烧室很近,会有大量的热量传导到轴承位置,再加上航空发动机中的空间比较局促,冷却润滑并非易事,所以航空发动机的轴承工作温度会比其他机械中的轴承高很多,这就对轴承本身的材料提出了一些要求。


   一、航空发动机中的轴承为什么尤其难

   为什么说航空发动机中的轴承设计起来尤其难呢?有的朋友可能第一反应就是:因为航空发动机转速高,所以轴承难设计。这个说法有道理,因为对于比较大的航空发动机,转子工作转速在10000-20000转/分钟之间,对于小一些的航空发动机,这个转速甚至于可以接近40000转/分钟,也许大家没有直观的体验,但是我们平时见到的电扇转速大概是600转/每分钟左右,只有航空发动机转子转速的1.5%,所以在如此高的转速下,轴承的工作环境自然很恶劣。

   但是航空发动机的轴承可不止这一个困难:

   1、温度是一个大问题

   某些航空发动机中的轴承必须要距离发动机的燃烧室很近,会有大量的热量传导到轴承位置,再加上航空发动机中的空间比较局促,冷却润滑并非易事,所以航空发动机的轴承工作温度会比其他机械中的轴承高很多,这就对轴承本身的材料提出了一些要求。另外,温度提高之后轴承材料会发生膨胀,如果设计的不好,就有可能导致轴承出现较大的热应力,带来轴承的破坏。


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   2、航空发动机对轴承的振动更加敏感

   航空发动机因为要减重,所以大量的零件是越做越薄,而越来越薄的零件最大的问题就是对振动非常敏感,稍有不慎就会产生振动破坏。而轴承中无时无刻不在发生的碰撞就有可能产生较大的振动能量,引起航空发动机其他零件的破坏。

   3、航空发动机是一种工况变化很大的机械。

   航空发动机是安装在飞机上的,飞机需要起飞、着陆、机动,所以对于航空发动机而言,在不同工况下,其转子转速、涡轮前温度还有转子变形都会有很大的变化。而在变化的过程中,轴承的运转不是单调的内环或者外环安稳地转动,而是前后上下左右地乱动,这也同样是极大的隐患。


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   二、航发轴承面临的不仅仅是技术问题

   说航空发动机轴承难,实际上还不仅仅是技术问题。航空发动机中的轴承作为连接转动件和非转动件之间的“交界面”,可以说是两头受气。转子设计的不好,振动过大,结果转子没事儿,先把轴承振坏了;静子设计的不好,振动能量没有能够妥善消除,结果又是轴承倒霉。

   总之,发动机任何部件设计的不好,都有可能引起发动机中的连锁反应,而轴承作为整个发动机中的薄弱点,往往是最先遭殃的,所以表现出来就是:航空发动机老是会出现轴承损坏的故障。

   本文由陌贝网小唐整理编辑


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