飛機發動機都用什麼樣的軸承,如何做到耐高溫和潤滑?

夸克521


首先,瞭解一下飛機發動機的運行工況:

1.高轉速,一般飛機發動機的轉速在18000轉/分鐘以上,這麼高的轉速對材料的要求是很高的。

2.高溫,發動機運行溫度非常的高,軸承的運行溫度也可能達到300°C,軸承材料需要能耐受高溫。

3.高可靠度,不管是民用飛機還是戰鬥機對可靠度的要求都是非常高的,稍有差池就是人命關天啊。

知道軸承的運行工況了,就可以選取適應該工況的軸承了,由於軸承運行溫度很高,外圈採用耐高溫且高溫穩定性好的AISI M50材料,這種材料在300°C時硬度仍可達到58HRC。

當高速運轉時,由於軸承內圈是轉動的,離心力非常大,軸承內圈截面承受環向拉應力,所以內圈表面不能有任何的微觀裂紋,以避免在拉應力下裂紋擴展,因此常採用AISI M50NiL 材料做內圈。

由於轉速非常之高,為了降低鋼球由於離心力帶來的額外載荷,一般採用質量比較輕的,硬度比較高的陶瓷材料,比如氮化硅(Si3N4)或者碳化鈦(TiC)等作為鋼球材料,有時為了增加軸承內外圈的耐磨性和降低摩擦力,內-外圈滾道也噴鍍陶瓷。

軸承就是這個樣子的。

這還沒完,發動機溫度可不止300°C啊,最高要1500°C以上,軸承溫度怎麼才300°C,這就是潤滑系統的功勞了,其實軸承潤滑系統還有一個主要的功能就是冷卻作用了,下面看看發動機軸承的潤滑系統:






這麼多管路,一部分就是潤滑用的,發動機軸承潤滑其實和一般軸承的潤滑差不多,由於軸承轉速太高,無法採用接觸密封,所以發動機軸承採用的是迷宮密封方式,只是他用的潤滑油要好很多,因為運行溫度太高了,一般的潤滑油很容易氧化變質,所以一般都是用的合成油MIL-PRF23699HTS。
下面欣賞兩發動機軸承結構圖吧。


機械液壓論壇


瀉藥,簡短答一下。主軸承有兩類,一類是全浮動軸承,一類是止推軸承,全浮動只受軸徑向的力,只傳遞轉矩,不受其他力(其他非軸向推力由角接觸軸承分擔),全浮動軸承沒有剛性接觸,由潤滑油填滿間隙所以能跑高速。軸向推力全部由止推軸承承受並傳遞給發動機支架整套軸承都有良好的潤滑和散熱系統,軸承的精度和材料要求非常高一直是工業難題。


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