某航空发动机轴承的研制

【类型】学位论文

【作者】佐景涛 

【关键词】 航空发动机 主轴轴承 技术保障 设计参数 运转性能

【摘要】某型号航空发动机涡轮后支点圆柱滚子轴承具有高温、高速、轻载的特点，而传统结构的圆柱滚子轴承已经不能满足发动机对轴承的性能要求。它直接制约着某型号航空发动机的使用寿命和可靠性，因此研制新型的航空发动机主轴轴承，为某型号航空发动机提供可靠的技术保障，具有非常重要的理论和实际意义。本文根据某型号航空发动机主轴轴承高速轻载的技术特点，分析了轻载打滑的产生机理，例举了降低轻载打滑的技术措施，最终优选了三瓣波滚道技术，推导了三瓣波滚道的计算公式，选取了最佳的滚道凸出量。同时通过优选轴承结构和设计参数、提高轴承精度、改善轴承材质等技术手段，对该轴承进行了成功的设计。对轴承的额定动载荷、额定静载荷、额定寿命、轴承内外圈结构尺寸、保持架结构尺寸分别进行了具体的计算。对高速圆柱滚子轴承在滚子正常运转状态下轴承内部静态载荷分布进行了分析计算，采用“切片法”分析滚子发生歪斜后载荷在滚子母线表面的分布情况。在应用弹性流体动力润滑理论基础上，得出了润滑油在等温、等压情况下的润滑油膜厚度计算公式，同时考虑了润滑油粘度与压力关系、润滑油粘度与温度关系、表面粗糙度对润滑油膜厚度的影响，并给出了相应的计算模型。分析了由于弹性流体动力润滑油膜产生的绕流阻力对轴承摩擦力矩的影响，对高速圆柱滚子轴承弹性流体动力润滑条件下的运动及力学进行了分析。本文还进行了航空发动机主轴轴承性运转能试验，试验结果表明，轴承的跑合性能、运转性能良好，即使在极限情况下仍然可以将轴承打滑率控制在10％以下。本文不仅应用非圆滚道设计技术设计了一种新型的航空发动机主轴轴承，而且对高速圆柱滚子轴承内部载荷分布及流体动力润滑进行了分析，建立了相应的计算模型，具有很强的理论和实际应用价值。本文的研究方法和结论也适用于其它应用场合的高速圆柱滚子轴承。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】哈尔滨工业大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】陈维山

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