vijesti

Ležajevi zrakoplovnih motora

Ležajtip

Brzina vretena zrakoplovnog motora je visoka, temperatura vrućeg kraja je visoka iležajTreba podnijeti aksijalno i radijalno opterećenje, pa se ležaj dijeli u dvije kategorije: aksijalni ležaj s osloncem i ležaj s plivajućim osloncem: aksijalni ležaj s osloncem obično koristi kuglični ležaj s kutnim kontaktom u tri točke za podnošenje aksijalnog opterećenja i kontrolu aksijalnog zazora rotirajućeg statora; pokretni ležajevi s osloncem podnose samo radijalna opterećenja, a budući da će se rotor pomicati u aksijalnom smjeru zbog toplinskog širenja i skupljanja,cilindrični valjkasti ležajeviobično se koriste bez obruba na vanjskom ili unutarnjem prstenu.

 

Pomoćne mjenjače zrakoplovnih motora obično pokreću cilindrični zupčanici, a ležajevi podnose samo radijalna opterećenja, a toplinsko širenje rotora je malo.cilindrični valjkasti ležajeviikuglični ležajevi s dubokim utorimauglavnom su odabrani.

 

Reduktor prenosi veliku količinu snage, od kojih neke koriste spiralne zupčanike, a ležajevi moraju podnijeti i radijalna i aksijalna opterećenja, tako dacilindrični valjkasti ležajevi, kuglični ležajevi s dubokim utorimai tri točkekuglični ležajevi s kutnim kontaktomuglavnom su odabrani.

 

Zrakoplovni motori koriste kuglične ležajeve s trotočkovnim kutnim kontaktom icilindrični valjkasti ležajevi.

Kuglični ležajevi s trotočkovnim kutnim kontaktom

Kada zrakoplovni motor radi, na vretenu se stvara radijalno i aksijalno opterećenje, a set kugličnih ležajeva obično se postavlja na točku oslonca ispred vretena kako bi podnio radijalno opterećenje nastalo superpozicijom neuravnotežene sile svakog vratila i velike brzine rotacije, a istovremeno podnio razliku aksijalnog opterećenja između pneumatske sile ventilatora i kompresora prema naprijed i pneumatske sile prema natrag od turbine.

 

Usporedba strukture kugličnih ležajeva s dubokim žlijebom i kugličnih ležajeva s kutnim dodirom s tri točke, središte unutarnjeg utora prstena kugličnog ležaja s kutnim dodirom s tri točke opremljeno je aksijalnim ekscentricitetom Lo, što smanjuje njegov aksijalni zazor Ga i količinu rotora u aksijalnom smjeru te olakšava kontrolu aksijalnog zazora rotirajućeg kotača motora.

 

Kuglični ležaj s tri točke kutnog kontakta ima strukturu dvostrukog poluunutarnjeg prstena, a njegov dizajn s odvojivim poluunutarnjim prstenom omogućuje ugradnju više kuglica, značajno povećavajući nosivost.

 

Usporedba strukture kugličnih ležajeva s kutnim kontaktom i trotočkovnih kugličnih ležajeva s kutnim kontaktom, kuglični ležajevi s kutnim kontaktom mogu podnijeti samo jednosmjerna aksijalna opterećenja, ako trebaju podnijeti dvosmjerna aksijalna opterećenja, potrebno ih je kombinirati, što će zauzeti više prostora i povećati masu; Dvostruki i polukružni unutarnji prstenovi kugličnih ležajeva s kutnim kontaktom s trotočkovnim mogu izravno podnijeti dvosmjerna aksijalna opterećenja, što može uštedjeti oko 50% prostora i kvalitete u usporedbi s dvostrukim redom ili grupom potpornih kugličnih ležajeva s kutnim kontaktom, a jednostavni su za ugradnju, što je pogodno za dizajn motora.

 

Kavez i kuglični sklop trotočkovnog kutnog kontaktnog kugličnog ležaja mogu se odvojiti od vanjskog prstena, tako da se može koristiti jednodijelni čvrsti kavez, koji ima veću čvrstoću, prikladan je za velike brzine vrtnje i lakše se postiže veća točnost obrade; Istovremeno, konstrukcija također olakšava ugradnju i pregled ležajeva.

 

Cilindrični valjkasti ležajevi

U usporedbi s običnim mehaničkim cilindričnim valjkastim ležajevima, promjer valjka cilindričnih valjkastih ležajeva zrakoplovnih motora je manji, a njegove prednosti su sljedeće:

1) Može smanjiti otpor valjka pri miješanju ulja tijekom rada velikom brzinom;

2) Inercijalna sila je mala;

3) Dovoljan kontaktni tlak može se održavati kada je radijalna sila mala kako bi se izbjeglo klizanje valjka;

4) Budući da se komponente ferule, valjka i kaveza mogu odvojiti, može se koristiti čvrsti kavez koji ima bolju čvrstoću i stabilnost pri velikim brzinama.

 

Cilindrični valjkasti ležajeviBez prirubnice u unutarnjem prstenu obično imaju veću širinu unutarnjeg prstena kako bi se prilagodili aksijalnom pomicanju između unutarnjeg i vanjskog prstena uzrokovanom izduženjem uzrokovanim toplinskim širenjem između osovine i unutarnjeg prstena ležaja, kao i relativnom neusklađenosti između unutarnjeg i vanjskog prstena uzrokovanoj aksijalnom greškom pri montaži rotorskog sklopa tijekom montaže. Ako je prostor za ugradnju mali ili postoje posebni zahtjevi, osovina ili kućište ležaja mogu se izravno koristiti umjesto unutarnjeg prstena bez prirubnice.

 

Zračni motorcilindrični valjkasti ležajeviČesto se suočavaju s radnim uvjetima malog ili nikakvog radijalnog opterećenja, a brzina rotacije je vrlo visoka, valjci su skloni klizanju i trenju, kako bi se spriječilo klizanje, često se koriste nekružne staze za postizanje radijalnog predopterećenja ležaja, a često se koristi raspodjela opterećenja dva tipična nekružna ležaja staza.

 

Materijal ležaja

Radna temperatura ležaja turbine motora je vrlo visoka i obično je potrebno hladiti ležaj količinom mazivog ulja od nekoliko litara u minuti, ali radna temperatura ležaja i dalje može doseći oko 250 °C.

 

Kako bi se zadovoljili uvjeti rada na visokim temperaturama, prsten ležaja obično se koristi od čelika 8Cr4Mo4V (M50) i drugih visokotemperaturnih čelika za ležajeve, te se obrađuje popuštanjem na visokim temperaturama, čak i ako temperatura ležaja dosegne 400 °C nakon zaustavljanja motora, i dalje se mogu osigurati performanse ležaja. Kako bi se zadovoljio vijek trajanja kotrljanja, površinska tvrdoća materijala ležaja općenito ne smije biti manja od 60 HRC na sobnoj temperaturi, a ukupni čelik 8Cr4Mo4V se toplinski obrađuje, ali žilavost je niža od žilavosti materijala konstrukcijskih komponenti, što će dovesti do pucanja prstena kada su centrifugalna sila prstena i obodno naprezanje osovine veliki. Stoga, ako vrijednost dn prelazi 2,5 × 106 mm · o/min, ležajevi moraju biti izrađeni od materijala G13Cr4Mo4Ni4V (M50NiL), koji ima bolju žilavost jezgre.

 

Materijal kaveza ležajeva zrakoplovnih motora obično je izrađen od konstrukcijskog čelika kao što je 40CrNiMoA (4030), a kavez mora biti posrebren kako bi se smanjilo trošenje tijekom faze pokretanja. Valjkasti element je isti kao i materijal ferule, a njegova tvrdoća je općenito ista kao i tvrdoća ferule, a u nekim slučajevima bit će 1 ~ 2 HRC veća od tvrdoće ferule. Ponekad se za kuglicu koriste i keramički materijali poput silicijevog nitrida, aluminijevog oksida i cirkonija.