推荐产品
[返回上一页]新闻动态   News
为什么千万不要去设计航空发动机轴承(下)
发布日期:2023/2/14 17:03:38       浏览次数:      

上回书(文章回顾:为什么千万不要去设计航空发动机轴承(上))说到,在高速旋转的工作状态下,只有少数几个滚子吃着力,并且在轴承的方寸之地中,滚子、保持架、内外环之间各种乱碰乱撞,那么如此混乱的场景中,到底隐藏着什么巨大隐患呢?

一、轴承坏掉的100种方法

其实在了解了轴承内部的运转状态之后,就很容易理解轴承会怎么坏掉了。

首先,轴承中的滚子并不会均匀受力,而是由少数几个滚子承受绝大部分的力,这就导致轴承滚子受到的力很大,同时我们还应该注意到,滚子实际上是圆球或者圆柱体,这些滚子与滚道之间的接触面积非常小,所以会在材料内部形成很大的应力,这些应力时不时地就会给轴承造成很大的麻烦。

比如说过大的应力反复碾压在滚道上,就有可能会造成轴承滚道上出现点蚀或者剥落的现象,这些现象虽然不会造成轴承彻底损坏,但是会让丝滑滚动的轴承变得坑坑洼洼,从而引起机械装置的异常。 而应力如果再大,就有可能导致内外环整个开裂,从而让机械装置完全不能运转。

而除了过大应力产生的碾压,刚刚说到的滚子和保持架之间的撞击、保持架和滚道之间的撞击还会引起保持架的振动。别看这些撞击的力都不算大,但是积累起来却还是能够让保持架产生裂纹,直至碎裂。

另外,轴承振动起来之后,这些异常的振动会向外在航空发动机里蔓延,从而导致其他零件的振动破坏。 而且在航空发动机里,由于转子高速转动产生过程中对轴承产生的力方向会变来变去,所以在变化过程中还有可能造成轴承滚子的打滑问题,这个过程就好像汽车行驶过程中忽然轮胎抱死一样,不仅会造成滚道的剧烈磨损,滚子对保持架的撕扯,甚至于摩擦产生的巨大热量会造成轴承整体的爆裂。

总之,由于轴承经受的巨大载荷和复杂的运动状态,造成轴承的损伤是多种多样的,因此轴承如何安全运转一直是各种旋转机械中最令人头疼的问题。而航空发动机中的轴承破坏还有一些特殊之处需要细细讲来。

二、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。

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、也是最重要的,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。

三、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。 然后故障一出,明明故障的根源在于转子或者静子设计,但这些部件的设计部门什么事情没有,就只有轴承设计部门自己反思,真的是哭死这些员工了。

实际上,航空发动机作为一个整体,其中的任何故障往往都是多个系统之间发生的连锁反应,如果每次只是头疼医头,脚疼医脚,轴承坏了就都是轴承设计的不好,那自然是治标不治本。轴承本来就已经很难了,却还要承受“不该承受之痛”,这就绝对不仅仅是技术问题了。

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。

然后故障一出,明明故障的根源在于转子或者静子设计,但这些部件的设计部门什么事情没有,就只有轴承设计部门自己反思,真的是哭死这些员工了。

实际上,航空发动机作为一个整体,其中的任何故障往往都是多个系统之间发生的连锁反应,如果每次只是头疼医头,脚疼医脚,轴承坏了就都是轴承设计的不好,那自然是治标不治本。轴承本来就已经很难了,却还要承受“不该承受之痛”,这就绝对不仅仅是技术问题了。

四、联系我们

让云科技-作为湖南地区知名品牌的工程轴承技术服务商及产品生产厂商,现已拥有两大自主品牌:让融(RANUR)、让云(RANUY )系列工程轴承,我们所做的一切只为时刻准备迎面解决更加严苛的运行工况及日益增长的市场需求,并及时掌握及应用如何提高产业可靠性及优化资产生命周期。

让融(RANUR)系列工程轴承是中国轴承高品质的保证,让融(RANUR)系列轴承拥有高精密的公差、设计独特的内部几何结构、高品质的工程轴承专用材料。

技术负责人电话: 13657445999

销售负责人电话: 13657443999

24小时官方电话:4006-808-505

Related Information

客户服务热线

4006-808-505

在线客服