Ložiská leteckých motorov
Ložiskotyp
Otáčky vretena leteckého motora sú vysoké, teplota horúceho konca je vysoká aložiskoMusí niesť axiálne zaťaženie a radiálne zaťaženie, takže ložisko sa delí na dve kategórie: axiálne otočné ložisko a plávajúce otočné ložisko: axiálne otočné ložisko zvyčajne používa trojbodové guľkové ložisko s kosouhlým stykom na prenášanie axiálneho zaťaženia a reguláciu axiálnej vôle rotujúceho statora; pohyblivé otočné ložiská nesú iba radiálne zaťaženie a pretože rotor sa bude pohybovať v axiálnom smere v dôsledku tepelnej rozťažnosti a sťahovania,valčekové ložiskábez okrajov na vonkajšom alebo vnútornom krúžku sa zvyčajne používajú.
Prevodovky pomocných leteckých motorov sú zvyčajne poháňané čelnými ozubenými kolesami a ložiská nesú iba radiálne zaťaženie a tepelná rozťažnosť rotora je malá, takževalčekové ložiskáaguľkové ložiská s hlbokou drážkousú prevažne vybrané.
Reduktorová prevodovka prenáša veľké množstvo výkonu, z ktorého niektoré používajú špirálové ozubené kolesá a ložiská musia niesť radiálne aj axiálne zaťaženie, takževalčekové ložiská, guľkové ložiská s hlbokou drážkoua trojbodovýguľkové ložiská s kosouhlým stykomsú prevažne vybrané.
Letecké motory používajú trojbodové guľkové ložiská s uhlovým stykom avalčekové ložiská.
Trojbodové guľkové ložiská s uhlovým stykom
Keď je letecký motor v chode, na vreteno sa generuje radiálne a axiálne zaťaženie a sada guľôčkových ložísk je zvyčajne umiestnená v bode otáčania pred vretenom, aby niesla radiálne zaťaženie vytvorené superpozíciou nevyváženej sily každého hriadeľa a vysokorýchlostného otáčania a zároveň niesla rozdiel axiálneho zaťaženia medzi pneumatickou silou ventilátora a kompresora dopredu a pneumatickou silou dozadu turbíny.
Pri porovnaní štruktúry guľkových ložísk s hlbokou drážkou a trojbodových guľkových ložísk s kosouhlým stykom je stred vnútornej krúžkovej drážky trojbodového guľkového ložiska s kosouhlým stykom vybavený axiálnou excentricitou Lo, čo znižuje jeho axiálnu vôľu Ga a veľkosť rotora v axiálnom smere a ľahšie reguluje axiálnu vôľu rotujúceho rotora motora.
Trojbodové guľkové ložisko s kosouhlým stykom má dvojitú konštrukciu s polovičným vnútorným krúžkom a jeho oddeliteľná konštrukcia s polovičným vnútorným krúžkom umožňuje inštaláciu väčšieho počtu guľôčok, čím sa výrazne zvyšuje nosnosť.
Porovnanie štruktúry guľkových ložísk s kosouhlým stykom a trojbodových guľkových ložísk s kosouhlým stykom: guľkové ložiská s kosouhlým stykom môžu niesť iba jednosmerné axiálne zaťaženie, ak musia niesť obojsmerné axiálne zaťaženie, musia sa kombinovať, čo zaberá viac miesta a zvyšuje hmotnosť; Dvojité a polovičné vnútorné krúžky trojbodových guľkových ložísk s kosouhlým stykom môžu priamo niesť obojsmerné axiálne zaťaženie, čo môže ušetriť približne 50 % miesta a kvality v porovnaní s dvojradovými alebo skupinovými nosnými guľkovými ložiskami s kosouhlým stykom a ľahko sa inštalujú, čo je výhodné pre konštrukciu motora.
Klietka a guľôčková zostava trojbodového guľôčkového ložiska s kosouhlým stykom sa dajú oddeliť od vonkajšieho krúžku, takže sa dá použiť jednodielna pevná klietka, ktorá má vyššiu pevnosť, je vhodná pre vysoké otáčky a ľahšie sa dosahuje vyššia presnosť obrábania; Zároveň táto konštrukcia uľahčuje montáž a kontrolu ložísk.
V porovnaní s bežnými mechanickými valčekovými ložiskami je priemer valčeka valčekových ložísk leteckých motorov menší a jeho výhody sú nasledovné:
1) Môže znížiť odpor valca voči miešaniu oleja počas prevádzky pri vysokej rýchlosti;
2) Zotrvačná sila je malá;
3) Dostatočný kontaktný tlak je možné udržiavať, keď je radiálna sila malá, aby sa zabránilo skĺznutiu valčeka;
4) Keďže komponenty objímky, valčeka a klietky je možné oddeliť, je možné použiť pevnú klietku, ktorá má lepšiu pevnosť a stabilitu pri vysokých rýchlostiach.
Valčekové ložiskáLožiská bez príruby vo vnútornom krúžku majú zvyčajne väčšiu šírku vnútorného krúžku, aby sa prispôsobili axiálnemu pohybu medzi vnútorným a vonkajším krúžkom spôsobenému predĺžením spôsobeným tepelnou rozťažnosťou medzi hriadeľom a vnútorným krúžkom ložiska, ako aj relatívnemu nesúososti medzi vnútorným a vonkajším krúžkom spôsobenému chybou axiálnej montáže rotorovej zostavy počas montáže. Ak je montážny priestor malý alebo existujú špeciálne požiadavky, namiesto vnútorného krúžku bez príruby sa môže použiť priamo hriadeľ alebo puzdro ložiska.
Letecký motorvalčekové ložiskáLožiská často čelia prevádzkovým podmienkam malého alebo žiadneho radiálneho zaťaženia a veľmi vysokej rýchlosti otáčania, čo spôsobuje, že valčeky sú náchylné na šmýkanie a trenie. Aby sa zabránilo šmýkaniu, na dosiahnutie radiálneho predpätia ložiska sa často používajú nekruhové obežné dráhy a často sa používa rozloženie zaťaženia dvoch typických nekruhových obežných drážok.
Materiál ložiska
Prevádzková teplota ložiska turbíny motora je veľmi vysoká a zvyčajne je potrebné ložisko chladiť mazacím olejom v objeme niekoľkých litrov za minútu, ale prevádzková teplota ložiska môže stále dosiahnuť približne 250 °C.
Aby sa splnili pracovné podmienky za vysokých teplôt, ložiskový krúžok sa zvyčajne používa z ocele 8Cr4Mo4V (M50) alebo inej vysokoteplotnej ložiskovej ocele a je ošetrený popúšťaním za vysokých teplôt. Aj keď teplota ložiska po zastavení motora dosiahne 400 °C, stále sa zabezpečí výkon ložiska. Na dosiahnutie životnosti pri valivej únave sa vo všeobecnosti vyžaduje, aby povrchová tvrdosť materiálu ložiska bola pri izbovej teplote najmenej 60 HRC. Celková oceľ 8Cr4Mo4V je tepelne kalená, ale jej húževnatosť je nižšia ako húževnatosť materiálu konštrukčných komponentov, čo vedie k praskaniu objímky, keď je odstredivá sila objímky a obvodové napätie hriadeľa veľké. Preto hodnota dn presahuje 2,5 × 106 mm · ot/min. Ložiská musia byť vyrobené z materiálu G13Cr4Mo4Ni4V (M50NiL), ktorý má lepšiu húževnatosť jadra.
Materiál klietky ložísk leteckých motorov je zvyčajne vyrobený z konštrukčnej ocele, ako napríklad 40CrNiMoA (4030), a klietka musí byť postriebrená, aby sa znížilo opotrebenie počas fázy rozbehu. Valivý prvok je vyrobený z rovnakého materiálu ako objímka a jeho tvrdosť je vo všeobecnosti rovnaká ako tvrdosť objímky a v niektorých prípadoch je o 1 ~ 2 HRC vyššia ako tvrdosť objímky. Niekedy sa guľôčka vyrába z keramických materiálov, ako je nitrid kremíka, oxid hlinitý a oxid zirkoničitý.
Čas uverejnenia: 8. júna 2026
