返回首页  公司简介  公司动态  信息披露  航空发动机知识  投资者关系管理  投资者保护  社会责任  联系我们  航发要闻 
航空发动机知识
当前位置: 返回首页>>航空发动机知识>>正文

发动机和你一样,享受运动都离不开“关节”

发布时间:2018年05月23日 作者: 点击次数:

气候转暖,正是舒筋活骨的好时节,大家开始纷纷走出户外,骑行,爬山,郊游……但是享受运动更要“安全第一”,尤其要护好关节等重要部位。因为人体关节发挥了支承、杠杆、缓冲等多重作用。几乎可以说,没有关节,人就无法运动。
 


 

对于机械系统的“运动”而言,“关节”一样不可或缺,而人们习惯性地把“轴承”比作机械系统的“关节”。轴承就是给各种轴类结构(如转轴、传动轴等)起支承作用的部件的总称。 


▲古人利用圆木滚动运石料


古时候没有大型动力设备,人们为了移动大型石料(比如长城、金字塔上的巨石),通常在其底部放置若干圆木,推动石料,利用圆木的滚动实现石料的前移。这与现代滚动轴承的设计初衷是一致的——轴承是把具有相对转动,或者允许有相对转动的两个部件之间联系在一起,以高效、平稳的实现支承作用。


早在欧洲文艺复兴时期,达芬奇就在绘制的手稿中展示过他所构想的轴承,与航空发动机的轴承结构非常接近。


 

 

▲达芬奇绘制的轴承手稿与现代航空发动机轴承


 

 

轴承虽是零部件,但它的精度、性能、寿命和可靠性对航空发动机的精度、性能和可靠性起着决定性的作用。 


 

现代工业中,较为常见的轴承类型有滚动轴承、油膜轴承、电磁轴承、气浮轴承等。综合考虑传动效率结构可靠性振动润滑等方面的要求,航空发动机采用的轴承主要是滚动轴承,集中应用在两个主要部位——传动系统转子系统


▲商用航空发动机的主轴承位置


 

转子系统轴承支承着整个航空发动机最核心的系统,通常称作主轴承。先进航空发动机技术的发展要求动力传输系统要经得住高温、高速以及激烈的状态变化,这对发挥支承作用的主轴承提出了苛刻要求——发动机主轴承必须要有高DN值(轴承内径与转速的乘积大于3×106mm·r/min),工作温度达300℃ 以上,未来甚至要求重载工况承受的推力载荷大于45000N。


如果把航空发动机转子系统比作一位芭蕾舞者,那么主轴承就是她的足尖,优雅的旋转、绝佳的平衡莫不与其息息相关。主轴承一旦失效,轻则导致系统精度降低、振动加剧和稳定性变差,重则可能导致轴承咬死使发动机受损。目前,一些先进航空发动机主轴承的寿命能达到1万小时以上。


 

正如精湛的舞姿需要付出超常的努力,主轴承也需要经过千锤百炼,要克服材料选择、结构设计、润滑设计、可靠性设计等诸多难题,才能保证其绝佳性能。 


 

▲双半内圈角接触球轴承


根据滚动体的形状,航空发动机主轴承又可以分为圆柱滚子轴承角接触球轴承主轴承的外圈通常都会加工出一些特殊的结构,这样处理既可以减重,又便于与发动机其他部件进行配装。


 

轴承的内环通常做成分半式的,如角接触球轴承的内圈就是分成两半的。这种设计不仅仅是为了便于装配,更重要的是使轴承在承受机动载荷时仍能实现平稳可靠的支承作用。 


总之,轴承不仅仅只是表面上看起来几个组件装配而成的结构,这个小部件有一个大世界,它涉及材料、工艺、运动学、动力学、摩擦学、传热学、流体力学等诸多方面,而这些通常看不到的技术细节都是决定轴承性能的关键。

地址:中国西安市未央区凤城十路 邮政编码:710021