基于拟动力学的航空发动机主轴滚子轴承热弹流润滑分析

以D1842926航空发动机主轴滚子轴承典型工况为算例,基于拟动力学分析结果,获得滚动体与套圈之间的接触微区运动和受力状态,分别用Hamrock-Dowson(H-D)拟合公式,Wilson-Sheu(W-S)热修正公式和热弹流数值法得到最小膜厚,并与试验测试数据进行了对比,结果表明,H-D最小膜厚误差非常大,W-S热修正最小膜厚比H-D误差要小,但误差仍在40%以上,文中数值结果与试验数据较为一致,误差10%以内;对比不同速度下三种算法的最小膜厚分布,低速时三者较为一致,随着速度的提高,H-D最小膜厚误差越来越大,而W-S最小膜厚在速度增大到一定程度后反而降低;随着径向载荷的增大,润滑膜压力增大,膜厚减小,两端的压力略高于中间;随着转速增大,润滑膜膜厚增大,压力基本没有变化。

航空发动机中介圆柱滚子轴承抗倾斜能力分析及优化设计

针对某航空发动机中介圆柱滚子轴承由于内、外圈倾斜而导致滚子与内圈滚道出现剥落的问题,提出采用内、外圈许用倾斜角评价圆柱滚子轴承的抗倾斜能力,基于该方法分析得到轴承许用倾斜角随着滚子凸度和内圈滚道有效宽度增大而增大,故提出将滚子凸度增大到原结构的3.2倍,内圈滚道有效宽度比原结构增加6%的改进措施,改进后的轴承许用倾斜角提升到优化前的4~9倍,仿真和试验结果表明优化后的轴承能够避免滚子与内圈滚道一端出现应力集中。

航空发动机主轴轴承剥落扩展试验

为探索轴承的剥落极限,开展了航空发动机主轴轴承的剥落扩展试验研究。介绍了轴承损伤的形式以及国内外关于疲劳剥落损伤的研究现状;介绍了试验轴承的初始剥落状态以及试验器的基本情况,明确了轴承的润滑条件和监测方式;按照发动机的真实工况和载荷谱制定试验方案并开展试验,定期分解监控轴承的剥落扩展趋势;对试验过程中金属屑末质量分数、轴承温度以及转子振动的监测结果进行了分析。结果表明:小面积剥落的轴承在18 h试验时间内仍能继续工作,轴承温升未发生明显改变,轴承外圈温度大部分时间内保持在150~190℃,但金属屑末质量分数及转子振动时域幅值不断增大,金属屑末累计增长约9500个,振动时域幅值已超过600g。各项参数的监测结果对发动机地面试车或飞行具有重要的参考价值。

某型航空发动机压气机滚棒轴承失效故障分析

以某型航空发动机压气机的滚棒轴承为研究对象,针对整机试验时,振动突增、膜盘联轴器连接轴断裂的问题。首先根据检验理化分析及振动数据分析的结果,确定了“滚棒轴承损坏”是导致故障的直接原因。再结合故障树对可能引起轴承损坏的各种原因进行排查,最后通过中心拉杆变形量分析、模态试验与弹支振动应力数据分析,确定“轴承预紧力偏小引起转子失稳”为故障的根本原因。揭示了故障发生的机理过程,确定了故障原因,并提出发动机装配过程中,关注中心拉杆变形量的同时还需考虑叶片盘的轴向变形,为其他型号的设计及装配提供参考。

航空发动机主轴圆柱滚子轴承典型故障分析

通过对航空发动机主轴轴承使用数据的统计分析 ,得出其主要的故障模式 ,对轴承的轻载打滑和滚子歪斜的形成和预防进行了分析 ,并提出预防措施。

航空发动机主轴圆柱滚子轴承弹流动态性能仿真

基于现代弹流理论和弹性力学理论建立了圆柱滚子轴承等温稳态、非等温时变及其接触面粗糙的热弹流分析模型和应力分析模型,用数值分析方法对模型进行了求解,并对圆柱滚子轴承弹流动态性能和滚动体接触应力进行了仿真。仿真结果表明,轴承速度、载荷、粗糙度是影响轴承弹流性能的主要因素;在不考虑其它因素情况下,接触区内中部的接触应力最高。

航空发动机主轴圆柱滚子轴承故障分析及改进设计

航空发动机主轴圆柱滚子轴承在高速、轻载工况下,因滚道对滚子的拖动力不足易发生打滑,产生滑蹭损伤,导致轴承失效。分析了轴承打滑机理,提出改进轴承游隙的措施,并通过分析轴承初始径向游隙对轴承寿命、发热量、拖动力的影响,确定合理的初始径向游隙。将游隙改进后的轴承进行试验验证,满足设计要求。

双元素离子注入机及其在航空发动机主轴轴承上的应用

为了延长航空发动机主轴轴承的使用寿命,在自制的双元素离子注入机上对GCr15和M50两种轴承钢材料的试样、轴承试验件和正式轴承零件进行了双元素离子注入,注入能量为100keV。经检测,GCr15和M50两种材料经N、Ti两种元素注入后,摩擦系数和耐磨损、耐腐蚀、抗疲劳等性能都得到了显著提高。轴承的内外套圈、滚柱和钢球注入的均匀性都达到了87%以上。

航发主轴高速轻载圆柱滚子轴承设计要点

针对传统基于疲劳寿命的轴承设计方法不适用于以滚道表面打滑或烧伤、保持架表面蹭伤或断裂等非接触疲劳失效为主的航发主轴高速轻载圆柱滚子轴承的问题,通过分析高速轻载圆柱滚子轴承的工况条件和失效形式,从轴承套圈、滚子、保持架以及润滑方式等方面阐述了高速轻载圆柱滚子轴承的设计要点及注意事项。

航空发动机主轴滚动轴承的技术进展

简述航空发动机主轴滚动轴承的国内外发展概况,指出需要解决与发展的一些设计分析技术,提出以高DN值(2.5～3)×106主轴轴承为预研重点.

航空发动机双转子轴承试验机主轴动静态性能分析

根据航空发动机轴承试验机的技术指标研制了专用的航空发动机双转子轴承试验机,应用ANSYS Workbench有限元分析软件对试验机主轴进行了动静态性能分析。将轴承支承刚度等效为弹簧刚度,得到了主轴的强度、静刚度、固有频率和振型;并对主轴临界转速进行理论计算,验证了有限元模型的正确性及主轴结构设计的合理性。

基于多节点热网络法的航空发动机主轴轴承温度场分析

航空发动机主轴轴承温度场分析是发动机润滑系统热分析的关键。针对传统简单节点热网络法中轴承温度节点设置过于简化、人为设置轴承生热分配比例等问题,提出改进的多节点热网络法。基于Hertz热扩散理论,将轴承三元件分别划分为接触表面与主体两个节点,并以Hertz扩散热阻连接;轴承接触区设置油膜节点,加载轴承生热载荷,节点与轴承接触面之间通过油膜热阻连接;构建多节点轴承热网络模型,获得轴承内部更细致的温度场分布。研究表明,轴承表面温度显著高于其内部主体结构温度,而接触区对应的两个接触面之间也存在明显的温度差异,使用本文建立的多节点热网络法对滑油出口温度的计算误差不超过7%。

航空发动机主轴-轴承系统温度场分析

在对航空发动机主轴-轴承系统热力学分析基础上,对主轴-轴承系统的发热、传导、对流、辐射等进行了分析,利用热路网络热流量平衡原理,建立了相应的热平衡方程组,并用数值分析方法对系统温度场进行了数值求解。实例计算和试验测试结果对比分析表明:所选节点温度的计算值和实测值之间相差不足1.2%,反映出本文建立的航空发动机主轴-轴承系统温度场计算数学模型具有很高的精确度,完全适用于一般的主轴-轴承系统温度场理论计算与分析。

航空发动机高速滚子轴承的试验研究

<正> 1.探索性试验 为适应我国航空工业发展,就要提高发动机主轴的旋转速度,而主轴滚子轴承成为发展的障碍,因此提出了研究DN(D为轴承内径mm,N为转速rpm)值为2.5×10~4的滚子轴承课题。先选用某型发动机涡轮前滚子轴承E1032932NQ进行探索性试验。 首先将DN值提高到2.2×10~6,分解检查,基本完好,无明显异样。然后提高到2.5×10~6,按大纲试验后分解检查,在滚子端面有明显磨痕。这是滚子不稳定性引起偏扭磨损所致。

航空发动机主轴承保持架断裂故障分析

航空发动机在试车过程中振动值超上限,分解发现主轴承保持架断裂,从轴承的损伤特征、保持架表面粗糙度Ra、兜孔转角R尺寸、金相组织等方面进行研究,确定了保持架的失效性质,并对其失效原因进行了分析,为预防改进措施提供参考。

航空发动机主轴轴承润滑与冷却技术研究

研究了航空发动机主轴轴承润滑冷却技术中几个环节的关键问题。提出了润滑油的选用依据,分析了各种供油方式的特点及其供油压力的应用原则,给出了工程设计中滑油流量计算公式的使用方法,并归纳了喷嘴和润滑冷却结构设计中技术细节的设计要点。

考虑动力学特性的航空发动机主轴球轴承热弹流分析

本文中以476728航空发动机主轴球轴承高速重载典型工况为算例,提出一种将轴承动力学分析和热弹流润滑分析相集成的数值算法,打破传统分析中二者在各自领域独立进行的局限性,提高了轴承数值计算的精确度.对比了传统拟动力学分析、集成分析和实验实测的最小膜厚,结果表明:集成分析结果与试验获得数据更为一致,证明本文的算法可行,能够更为准确地判断航空发动机主轴球轴承的润滑状态.探讨了航空发动机主轴球轴承结构参数曲率系数、初始接触角和滚动体数目对轴承接触应力、相对滑动速度、弹流润滑膜压力、膜厚和温度性能的影响,为航空发动机主轴球轴承的结构设计及优化提供重要理论依据.

航空发动机主轴轴承失效分析

通过对所收集的航空发动机主轴轴承使用的大量数据和失效件的分析．得出15种主要失效模式，研究了其失效机理，提出了预防措施。

航空发动机主轴轴承断油性能试验

在专用轴承试验机上，按试验大纲给定的试验条件，对８Ｄ１０３２９２０ＮＱ１ 轴承进行断油性能试验。结果表明，该轴承有较强的抗断油能力。介绍了该试验的主要设备、试验条件和方法，并获得了大量有价值的试验数据。附图２幅，表６ 个。

航空发动机主轴轴承可靠性评估方法

航空发动机主轴轴承的可靠性要求高,生产批量小且成本高。因此,航空发动机主轴轴承的试验只能做小子样、短时间的定时截尾试验。另外,由于轴承寿命潜力较大,在进行试验机试验时,往往轴承难以失效,由此提出了小样本数据的评估问题。