【摘要】：隨著航空發(fā)動(dòng)機(jī)朝著高轉(zhuǎn)速、高推重比方向發(fā)展,主軸軸承作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的關(guān)鍵零部件,其工況條件越來(lái)越苛刻,致使軸承滑蹭損傷越加突出,嚴(yán)重影響轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的使用性能及可靠性。目前某航空發(fā)動(dòng)機(jī)企業(yè)旗下一款航空發(fā)動(dòng)機(jī)試車,主軸軸承頻繁發(fā)生滑蹭損傷,工廠采用拋修去除軸承內(nèi)圈滾道表面的磨損痕跡,再進(jìn)行附加試車(試車條件不變),軸承滑蹭損傷率明顯下降。目前,工廠對(duì)于拋修軸承滾道表面質(zhì)量和滑蹭損傷之間的內(nèi)在關(guān)系尚不清楚,國(guó)內(nèi)外也未見這方面文獻(xiàn)報(bào)道。因此有必要開展航空發(fā)動(dòng)機(jī)主軸軸承滑蹭損傷分析及機(jī)理研究,為航空發(fā)動(dòng)機(jī)軸承滑蹭損傷保護(hù)提供理論指導(dǎo)。本文以某型航空發(fā)動(dòng)機(jī)主軸軸承為研究對(duì)象,通過對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)軸承及相關(guān)部件裝配工藝跟蹤檢查,利用大量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析軸承滑蹭損傷,由于考慮到滾動(dòng)軸承滑蹭損傷屬于滾道/滾子摩擦磨損范疇,因此在高精度摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)上,模擬滾道與滾子的接觸方式,通過研究不同工況對(duì)滾道/滾子摩擦磨損的影響規(guī)律,結(jié)合摩擦行為和損傷微觀分析,揭示滾道/滾子的摩擦磨損機(jī)理,具體結(jié)論如下:(1)主軸軸承滑蹭損傷與總平衡裝配工藝密切相關(guān),試車前總平衡對(duì)軸承內(nèi)圈表面粗糙度影響最大,粗糙度不均勻顯著。試車前軸承內(nèi)圈表面粗糙度R_a為0.045μm~0.065μm范圍內(nèi),軸承滑蹭損傷率較高。(2)干態(tài),摩擦系數(shù)隨循環(huán)周次變化經(jīng)歷初始、上升(波動(dòng))、穩(wěn)定三個(gè)階段。隨著法向載荷逐漸增加,摩擦系數(shù)穩(wěn)定階段數(shù)值逐漸減少。隨著滑動(dòng)頻率、表面粗糙度及位移幅值逐漸增加,摩擦系數(shù)穩(wěn)定階段數(shù)值逐漸增加。在較大滑動(dòng)頻率或位移幅值,摩擦系數(shù)進(jìn)入穩(wěn)定階段前出現(xiàn)較大幅度波動(dòng),這可能歸結(jié)為摩擦界面產(chǎn)生較多磨屑,排屑不及時(shí),造成摩擦界面不穩(wěn)定。隨著法向載荷、位移幅值、滑動(dòng)頻率逐漸增加,磨損逐漸加劇,表面粗糙度與之相反,其磨損機(jī)制主要為磨粒磨損、氧化磨損及剝落。(3)油潤(rùn)滑,摩擦系數(shù)曲線隨循環(huán)周次變化呈現(xiàn)“跑合、上升、下降、穩(wěn)定”四個(gè)階段。隨著法向載荷逐漸增加,摩擦系數(shù)穩(wěn)定階段數(shù)值逐漸減少。隨著位移幅值逐漸增加,摩擦系數(shù)穩(wěn)定階段數(shù)值逐漸增加。在較大滑動(dòng)頻率或較小位移幅值,摩擦系數(shù)進(jìn)入穩(wěn)定階段出現(xiàn)較大幅度波動(dòng),這可能歸結(jié)為摩擦副界面較難形成穩(wěn)定油膜。隨著表面粗糙度逐漸增加,摩擦系數(shù)穩(wěn)定階段數(shù)值逐漸減少,這可能歸結(jié)為表面越粗糙,摩擦副越容易儲(chǔ)油,減摩效果越好。隨著法向載荷的增加,磨損逐漸加劇,位移幅值與之相反。磨損機(jī)制主要為磨粒磨損及剝落。(4)與干態(tài)相比,油潤(rùn)滑狀態(tài)下的摩擦系數(shù)的變化規(guī)律增加了“下降”階段。在干態(tài)和油潤(rùn)滑狀態(tài),法向載荷和位移幅值對(duì)摩擦系數(shù)穩(wěn)定階段數(shù)值的影響規(guī)律一致。干態(tài)下,摩擦系數(shù)穩(wěn)定階段數(shù)值隨著滑動(dòng)頻率的增加而增加,而油潤(rùn)滑工況下,滑動(dòng)頻率對(duì)摩擦系數(shù)穩(wěn)定階段數(shù)值的影響不明顯。在干態(tài)和油潤(rùn)滑狀態(tài),隨著表面粗糙度增加,摩擦系數(shù)穩(wěn)定階段數(shù)值的變化規(guī)律相反。因油膜保護(hù),與干態(tài)相比,油潤(rùn)滑的磨損機(jī)制為輕微剝落和磨粒磨損。
【學(xué)位授予單位】：貴州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：V263.6
【圖文】：

某航空發(fā)動(dòng)機(jī)企業(yè)旗下一款航空發(fā)動(dòng)機(jī)試車(試車是借助專門的測(cè)試設(shè)備檢驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)性能、可靠性及耐久性的試驗(yàn)。)，主軸軸承(圓柱滾子軸承)頻繁發(fā)生滑蹭損傷，造成內(nèi)圈滾道與滾子發(fā)生磨損（圖1-1(a)、(b)）。工廠采用拋修去除軸承內(nèi)圈滾道表面磨損痕跡，然后附加試車（試車條件不變），軸承滑蹭損傷率明顯下降。在去除軸承內(nèi)圈滾道滑蹭損傷痕跡的同時(shí)，會(huì)造成軸承滾道表面質(zhì)量發(fā)生變化。目前，工廠對(duì)拋修后軸承滾道表面質(zhì)量與滑蹭損傷之間內(nèi)在關(guān)系并不清楚，且國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)也未見這方面的報(bào)道。(a)內(nèi)圈滾道 (b)滾子圖 1-1 航空發(fā)動(dòng)機(jī)試車主軸軸承滾道與滾子滑蹭損傷照片滾動(dòng)軸承作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的重要零部件，其使用性能好壞直接關(guān)乎到航空發(fā)動(dòng)機(jī)安全和可靠性。近年來(lái)，隨著航空發(fā)動(dòng)機(jī)朝著高推重比、高轉(zhuǎn)速等方向發(fā)展，作為廣泛應(yīng)用的航空發(fā)動(dòng)機(jī)的主軸軸承的工作條件變得越來(lái)越苛刻，致使主軸軸承出現(xiàn)劃傷壓坑、滑蹭損傷、受熱變形等早期失效，嚴(yán)重影響到軸承的壽命和可靠性。以廣泛使用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)主軸的滾動(dòng)軸承為例

糙度的測(cè)量設(shè)備是 SJ210 便，然后夾具放在臺(tái)架上，通承內(nèi)圈滾道表面粗糙度值。周方向 6 個(gè)點(diǎn)(等角度間隔)沿被測(cè)輪廓軸向表面方向移可以獲得更準(zhǔn)確的信息，最同時(shí)顯示多個(gè)表面形貌評(píng)價(jià)及測(cè)量長(zhǎng)度，在 0.5 μm 的長(zhǎng)據(jù)點(diǎn)。粗糙度 Ra選取技術(shù)參，0.25 mm/s；采樣長(zhǎng)度，2.5度 90°，靜態(tài)測(cè)力 4 mN。

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本文編號(hào)：2741560