發(fā)動機構(gòu)造第7章 發(fā)動機總體結(jié)構(gòu)

1、第第7章章 發(fā)動機總體結(jié)構(gòu)發(fā)動機總體結(jié)構(gòu)第第7.1節(jié)節(jié) 轉(zhuǎn)子支承方案轉(zhuǎn)子支承方案 第第7.2節(jié)節(jié) 聯(lián)軸器聯(lián)軸器 第第7.3節(jié)節(jié) 支承結(jié)構(gòu)支承結(jié)構(gòu) 第第7.4節(jié)節(jié) 靜子承力系統(tǒng)靜子承力系統(tǒng) 在研究了燃氣渦輪發(fā)動機的各主要部件（在研究了燃氣渦輪發(fā)動機的各主要部件（壓氣機、燃燒室、壓氣機、燃燒室、渦輪、尾噴管渦輪、尾噴管等）的結(jié)構(gòu)之后，本章將研究發(fā)動機的總體結(jié)構(gòu)，等）的結(jié)構(gòu)之后，本章將研究發(fā)動機的總體結(jié)構(gòu)，其中包括轉(zhuǎn)子的其中包括轉(zhuǎn)子的支承方案、支承結(jié)構(gòu)、壓氣機轉(zhuǎn)子與渦輪轉(zhuǎn)子支承方案、支承結(jié)構(gòu)、壓氣機轉(zhuǎn)子與渦輪轉(zhuǎn)子的聯(lián)接、靜子承力系統(tǒng)的聯(lián)接、靜子承力系統(tǒng)等。等。 對發(fā)動機總體結(jié)構(gòu)的主要要求是：對發(fā)動機

2、總體結(jié)構(gòu)的主要要求是：發(fā)動機各大部件承受負發(fā)動機各大部件承受負荷的方式和傳遞負荷的路線要合理；在保證零、部件剛度、強荷的方式和傳遞負荷的路線要合理；在保證零、部件剛度、強度的條件下，重量要輕，尺寸要小；同時要考慮發(fā)動機各大部度的條件下，重量要輕，尺寸要??；同時要考慮發(fā)動機各大部件裝拆和檢修方便。件裝拆和檢修方便。第第7.1節(jié)節(jié) 轉(zhuǎn)子支承方案轉(zhuǎn)子支承方案 7.1.1 轉(zhuǎn)子支承方案轉(zhuǎn)子支承方案 在燃氣渦輪發(fā)動機中，發(fā)動機轉(zhuǎn)子通過在燃氣渦輪發(fā)動機中，發(fā)動機轉(zhuǎn)子通過支承結(jié)支承結(jié)構(gòu)構(gòu)支承于發(fā)動機機匣上。轉(zhuǎn)子上承受的各種負荷支承于發(fā)動機機匣上。轉(zhuǎn)子上承受的各種負荷（如氣體軸向力、重力、慣性力及慣性力矩等）

3、由（如氣體軸向力、重力、慣性力及慣性力矩等）由支承結(jié)構(gòu)承受并傳至發(fā)動機機匣上，最后由機匣通支承結(jié)構(gòu)承受并傳至發(fā)動機機匣上，最后由機匣通過安裝節(jié)傳至飛機構(gòu)件中。過安裝節(jié)傳至飛機構(gòu)件中。 在發(fā)動機中，轉(zhuǎn)子采用幾個支承結(jié)構(gòu)（支點），在發(fā)動機中，轉(zhuǎn)子采用幾個支承結(jié)構(gòu)（支點），安排在何處，稱為安排在何處，稱為轉(zhuǎn)子支承方案轉(zhuǎn)子支承方案。 轉(zhuǎn)子支承方案的表示方法（代號和簡圖）：轉(zhuǎn)子支承方案的表示方法（代號和簡圖）： 轉(zhuǎn)子支點的數(shù)目與位置，常用轉(zhuǎn)子支點的數(shù)目與位置，常用轉(zhuǎn)子支承方案轉(zhuǎn)子支承方案代號代號來表示。兩條前后排列的橫線分別代表壓氣機來表示。兩條前后排列的橫線分別代表壓氣機轉(zhuǎn)子和渦輪轉(zhuǎn)子，兩條橫線前后及

4、中間的數(shù)字表示支轉(zhuǎn)子和渦輪轉(zhuǎn)子，兩條橫線前后及中間的數(shù)字表示支點的數(shù)目。點的數(shù)目。 例如：例如：130表示：表示：壓氣機轉(zhuǎn)子前有一個支點，渦輪轉(zhuǎn)子后無支點，壓氣機轉(zhuǎn)子前有一個支點，渦輪轉(zhuǎn)子后無支點，壓氣機與渦輪轉(zhuǎn)子間有三個支點，整個轉(zhuǎn)子共支承于壓氣機與渦輪轉(zhuǎn)子間有三個支點，整個轉(zhuǎn)子共支承于四個支點上。四個支點上。 在研究轉(zhuǎn)子支承方案時，均將復雜的轉(zhuǎn)子簡化成能在研究轉(zhuǎn)子支承方案時，均將復雜的轉(zhuǎn)子簡化成能表征其特點的表征其特點的轉(zhuǎn)子支承方案簡圖轉(zhuǎn)子支承方案簡圖，在簡圖中，在簡圖中小圓圈表示滾珠軸承，小方塊表示滾棒軸承。小圓圈表示滾珠軸承，小方塊表示滾棒軸承。一、單轉(zhuǎn)子支承方案一、單轉(zhuǎn)子支承方案1.

5、 4支點方案支點方案圖圖7-1 1-3-0的四支點支承方案的四支點支承方案 在這種支承方案中，渦輪轉(zhuǎn)子和壓氣機轉(zhuǎn)子間的在這種支承方案中，渦輪轉(zhuǎn)子和壓氣機轉(zhuǎn)子間的聯(lián)軸器僅傳遞扭矩，考慮到兩個轉(zhuǎn)子的四個支點很難聯(lián)軸器僅傳遞扭矩，考慮到兩個轉(zhuǎn)子的四個支點很難保證同心，因此采用了保證同心，因此采用了浮動套齒的聯(lián)軸器浮動套齒的聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。圖圖7-2 浮動套齒聯(lián)軸器浮動套齒聯(lián)軸器 J47單轉(zhuǎn)子渦輪噴氣發(fā)動機轉(zhuǎn)子的單轉(zhuǎn)子渦輪噴氣發(fā)動機轉(zhuǎn)子的1-3-0四支點四支點支承方案。支承方案。圖圖7-3 1-3-0的四支點支承方案的四支點支承方案2. 3支點方案支點方案圖圖7-4 1-2-0的三支點支承方案的三支

6、點支承方案3. 2支點方案支點方案圖圖7-5 1-0-1的兩支的兩支點支承方案點支承方案圖圖7-6 1-1-0的兩支的兩支點支承方案點支承方案圖圖7-7 0-2-0支承方案支承方案圖圖7-8 1-0-1支承方案支承方案二、雙轉(zhuǎn)子和三轉(zhuǎn)子支承方案二、雙轉(zhuǎn)子和三轉(zhuǎn)子支承方案 多轉(zhuǎn)子發(fā)動機中，轉(zhuǎn)子數(shù)多，支承數(shù)目多，而且低壓轉(zhuǎn)子多轉(zhuǎn)子發(fā)動機中，轉(zhuǎn)子數(shù)多，支承數(shù)目多，而且低壓轉(zhuǎn)子軸要從高壓轉(zhuǎn)子軸中心穿過，使結(jié)構(gòu)復雜，但原則上仍以每軸要從高壓轉(zhuǎn)子軸中心穿過，使結(jié)構(gòu)復雜，但原則上仍以每個轉(zhuǎn)子個轉(zhuǎn)子分別進行處理分別進行處理。 與單轉(zhuǎn)子發(fā)動機不同的是，有些支點不直接安裝在承力機與單轉(zhuǎn)子發(fā)動機不同的是，有些支點不

7、直接安裝在承力機匣上，而是裝在另一個轉(zhuǎn)子上，通過另一轉(zhuǎn)子的支點將負荷匣上，而是裝在另一個轉(zhuǎn)子上，通過另一轉(zhuǎn)子的支點將負荷外傳，由于這個支點是介于兩個轉(zhuǎn)子之間的，所以稱為外傳，由于這個支點是介于兩個轉(zhuǎn)子之間的，所以稱為中介中介支點支點。中介支點中的軸承，則稱為。中介支點中的軸承，則稱為中介軸承或軸間軸承中介軸承或軸間軸承。在。在多數(shù)發(fā)動機中，采用中介支點，可使發(fā)動機長度縮短，承力多數(shù)發(fā)動機中，采用中介支點，可使發(fā)動機長度縮短，承力機匣數(shù)減少。但是軸間軸承的潤滑較困難，軸承工作條件較機匣數(shù)減少。但是軸間軸承的潤滑較困難，軸承工作條件較差，而且裝拆也比較復雜。差，而且裝拆也比較復雜。 低壓轉(zhuǎn)子：低壓

8、轉(zhuǎn)子：011 高壓轉(zhuǎn)子：高壓轉(zhuǎn)子：110圖圖7-9 JT9D發(fā)動機的支承方案發(fā)動機的支承方案 低壓轉(zhuǎn)子：低壓轉(zhuǎn)子：021 高壓轉(zhuǎn)子：高壓轉(zhuǎn)子：110圖圖7-10 PW4000發(fā)動機的支承方案發(fā)動機的支承方案 低壓轉(zhuǎn)子：低壓轉(zhuǎn)子：021 高壓轉(zhuǎn)子：高壓轉(zhuǎn)子：101圖圖7-11 CFM56發(fā)動機轉(zhuǎn)子支承方案簡圖發(fā)動機轉(zhuǎn)子支承方案簡圖 低壓轉(zhuǎn)子：低壓轉(zhuǎn)子：021 中壓轉(zhuǎn)子：中壓轉(zhuǎn)子：120 高壓轉(zhuǎn)子：高壓轉(zhuǎn)子：101圖圖7-12 RB211三轉(zhuǎn)子發(fā)動機的支承方案三轉(zhuǎn)子發(fā)動機的支承方案7.1.2 止推支點在轉(zhuǎn)子中的位置止推支點在轉(zhuǎn)子中的位置 轉(zhuǎn)子上的止推支點除承受轉(zhuǎn)子的軸向負荷、徑向轉(zhuǎn)子上的止推支點除

9、承受轉(zhuǎn)子的軸向負荷、徑向負荷外，還決定了轉(zhuǎn)子相對于機匣的軸向位置，因此負荷外，還決定了轉(zhuǎn)子相對于機匣的軸向位置，因此每個轉(zhuǎn)子只能有一個止推支點每個轉(zhuǎn)子只能有一個止推支點。由于此支點所承受的。由于此支點所承受的負荷較大，負荷較大，一般應置于溫度較低的地方一般應置于溫度較低的地方。例如，在兩。例如，在兩支點的轉(zhuǎn)子上，止推支點應是轉(zhuǎn)子的前支點；在三支支點的轉(zhuǎn)子上，止推支點應是轉(zhuǎn)子的前支點；在三支點的發(fā)動機中，止推支點最好置于壓氣機之后。這種點的發(fā)動機中，止推支點最好置于壓氣機之后。這種安排，不僅可以使軸承在較低的溫度環(huán)境下工作，也安排，不僅可以使軸承在較低的溫度環(huán)境下工作，也使轉(zhuǎn)子相對機匣的軸向膨脹

10、分配在壓氣機與渦輪兩端，使轉(zhuǎn)子相對機匣的軸向膨脹分配在壓氣機與渦輪兩端，使兩端的軸向錯移量較小。使兩端的軸向錯移量較小。第第7.2節(jié)節(jié) 聯(lián)軸器聯(lián)軸器 壓氣機轉(zhuǎn)子軸和渦輪轉(zhuǎn)子軸由壓氣機轉(zhuǎn)子軸和渦輪轉(zhuǎn)子軸由聯(lián)軸器聯(lián)軸器聯(lián)接形成發(fā)聯(lián)接形成發(fā)動機轉(zhuǎn)子。聯(lián)軸器傳遞的負荷取決于轉(zhuǎn)子支承方案。動機轉(zhuǎn)子。聯(lián)軸器傳遞的負荷取決于轉(zhuǎn)子支承方案。一般需能傳遞扭矩，軸向力和徑向力。一般需能傳遞扭矩，軸向力和徑向力。只傳遞扭矩：只傳遞扭矩：壓氣機轉(zhuǎn)子和渦輪轉(zhuǎn)子各有自己的止推支點的四支點支壓氣機轉(zhuǎn)子和渦輪轉(zhuǎn)子各有自己的止推支點的四支點支承方案承方案傳遞扭矩和軸向力：傳遞扭矩和軸向力：只有一個止推支點的四支點支承方案只有一

11、個止推支點的四支點支承方案 傳遞扭矩、軸向力和徑向力：傳遞扭矩、軸向力和徑向力：大多數(shù)的三支點支承方案大多數(shù)的三支點支承方案 剛性聯(lián)軸器和柔性聯(lián)軸器剛性聯(lián)軸器和柔性聯(lián)軸器 聯(lián)軸器分為剛性聯(lián)軸器和柔性聯(lián)軸器兩大類。以聯(lián)軸器分為剛性聯(lián)軸器和柔性聯(lián)軸器兩大類。以上三種支承方案中的聯(lián)軸器，均允許渦輪轉(zhuǎn)子相對壓上三種支承方案中的聯(lián)軸器，均允許渦輪轉(zhuǎn)子相對壓氣機轉(zhuǎn)子軸線有一定的偏斜角，即兩個轉(zhuǎn)子間可以有氣機轉(zhuǎn)子軸線有一定的偏斜角，即兩個轉(zhuǎn)子間可以有相對的偏斜，這種聯(lián)軸器稱為相對的偏斜，這種聯(lián)軸器稱為“柔性聯(lián)軸器柔性聯(lián)軸器”。在。在2支點支承方案中，聯(lián)軸器僅傳遞扭矩和軸向力，且將支點支承方案中，聯(lián)軸器僅傳遞

12、扭矩和軸向力，且將渦輪軸和壓氣機軸剛性地聯(lián)成一體，也就是用安裝邊、渦輪軸和壓氣機軸剛性地聯(lián)成一體，也就是用安裝邊、短螺栓或套齒、螺帽將兩根軸剛性聯(lián)接，這種聯(lián)軸器短螺栓或套齒、螺帽將兩根軸剛性聯(lián)接，這種聯(lián)軸器稱為稱為“剛性聯(lián)軸器剛性聯(lián)軸器”。7.2.1 剛性聯(lián)軸器剛性聯(lián)軸器 這種聯(lián)軸器能將渦輪軸和壓氣機軸剛性地聯(lián)成一這種聯(lián)軸器能將渦輪軸和壓氣機軸剛性地聯(lián)成一體，傳遞扭矩、軸向力和徑向力。體，傳遞扭矩、軸向力和徑向力。 剛性聯(lián)軸器有剛性聯(lián)軸器有套齒式套齒式和和短螺栓聯(lián)接式短螺栓聯(lián)接式等。等。一、套齒式剛性聯(lián)軸器一、套齒式剛性聯(lián)軸器圖圖7-13 渦噴渦噴7高壓轉(zhuǎn)子聯(lián)軸器高壓轉(zhuǎn)子聯(lián)軸器二、圓柱面定心，

13、短螺栓聯(lián)接的剛性聯(lián)軸器。二、圓柱面定心，短螺栓聯(lián)接的剛性聯(lián)軸器。圖圖7-14 CFM56高壓轉(zhuǎn)子的剛性聯(lián)軸器高壓轉(zhuǎn)子的剛性聯(lián)軸器三、圓弧端齒聯(lián)軸器三、圓弧端齒聯(lián)軸器圖圖7-15 RB199發(fā)動機高壓轉(zhuǎn)子圓弧端齒聯(lián)軸器發(fā)動機高壓轉(zhuǎn)子圓弧端齒聯(lián)軸器7.2.2 柔性聯(lián)軸器柔性聯(lián)軸器 這種聯(lián)軸器在壓氣機，渦輪兩個轉(zhuǎn)子的軸線不同這種聯(lián)軸器在壓氣機，渦輪兩個轉(zhuǎn)子的軸線不同心時，仍能保證良好的工作。也就是說允許渦輪轉(zhuǎn)子心時，仍能保證良好的工作。也就是說允許渦輪轉(zhuǎn)子軸相對于壓氣機軸有一定的偏斜角。軸相對于壓氣機軸有一定的偏斜角。圖圖7-16 柔性聯(lián)軸器允許兩軸線有一定的偏斜角柔性聯(lián)軸器允許兩軸線有一定的偏斜角

14、一、四支點用的浮動式套齒聯(lián)軸器一、四支點用的浮動式套齒聯(lián)軸器圖圖7-2 浮動套齒聯(lián)軸器浮動套齒聯(lián)軸器二、帶有球形接頭的套齒聯(lián)軸器二、帶有球形接頭的套齒聯(lián)軸器圖圖7-17 渦噴渦噴8發(fā)動機聯(lián)軸器發(fā)動機聯(lián)軸器三、帶有半球形接頭的套齒聯(lián)軸器三、帶有半球形接頭的套齒聯(lián)軸器圖圖7-18 渦噴渦噴6發(fā)動機聯(lián)軸器發(fā)動機聯(lián)軸器四、具有浮動球形墊圈的套齒聯(lián)軸器四、具有浮動球形墊圈的套齒聯(lián)軸器圖圖7-19 渦噴渦噴7發(fā)動機低壓轉(zhuǎn)子聯(lián)軸器發(fā)動機低壓轉(zhuǎn)子聯(lián)軸器五、渦槳五、渦槳5發(fā)動機的聯(lián)軸器發(fā)動機的聯(lián)軸器圖圖7-20 渦槳渦槳5發(fā)動機的聯(lián)軸器發(fā)動機的聯(lián)軸器六、斯貝發(fā)動機低壓轉(zhuǎn)子聯(lián)軸器六、斯貝發(fā)動機低壓轉(zhuǎn)子聯(lián)軸器圖圖7

15、-21 斯貝發(fā)動機低壓轉(zhuǎn)子聯(lián)軸器斯貝發(fā)動機低壓轉(zhuǎn)子聯(lián)軸器第第7.3節(jié)節(jié) 支承結(jié)構(gòu)支承結(jié)構(gòu) 發(fā)動機的轉(zhuǎn)子通過發(fā)動機的轉(zhuǎn)子通過支承結(jié)構(gòu)支承結(jié)構(gòu)支承于發(fā)動機承力支承于發(fā)動機承力構(gòu)件上，并將轉(zhuǎn)子的各種負荷傳遞到承力機匣上。構(gòu)件上，并將轉(zhuǎn)子的各種負荷傳遞到承力機匣上。支承結(jié)構(gòu)包括支承結(jié)構(gòu)包括軸承軸承、對軸承進行冷卻與潤滑的、對軸承進行冷卻與潤滑的滑油滑油供入及回油結(jié)構(gòu)供入及回油結(jié)構(gòu)、防止滑油漏入氣流通道以及防止、防止滑油漏入氣流通道以及防止高溫氣體漏入軸承腔室的高溫氣體漏入軸承腔室的封嚴裝置封嚴裝置等。等。一、軸承的類型一、軸承的類型 按照摩擦性質(zhì)不同，軸承可分為按照摩擦性質(zhì)不同，軸承可分為滑動軸承滑動

16、軸承和和滾動軸承滾動軸承。滾。滾動軸承按滾動體種類不同，可分為動軸承按滾動體種類不同，可分為滾珠軸承滾珠軸承和和滾棒軸承滾棒軸承。滾棒。滾棒軸承又可分為軸承又可分為圓柱滾棒軸承圓柱滾棒軸承和和圓錐滾棒軸承圓錐滾棒軸承等。等。7.3.1 航空燃氣渦輪發(fā)動機主軸承航空燃氣渦輪發(fā)動機主軸承圖圖7-22 各種軸承各種軸承 按照承受載荷的方向不同，軸承可分為按照承受載荷的方向不同，軸承可分為向心型軸向心型軸承承、推力型軸承推力型軸承和和向心推力型軸承向心推力型軸承三大類。向心軸承三大類。向心軸承只能承受徑向載荷；推力軸承只能承受軸向載荷；而只能承受徑向載荷；推力軸承只能承受軸向載荷；而向心推力軸承既可承

17、受徑向載荷也能承受軸向載荷，向心推力軸承既可承受徑向載荷也能承受軸向載荷，有以承受徑向載荷為主的，也有以承受軸向載荷為主有以承受徑向載荷為主的，也有以承受軸向載荷為主的。的。二、航空燃氣渦輪發(fā)動機主軸承二、航空燃氣渦輪發(fā)動機主軸承 裝于發(fā)動機轉(zhuǎn)子上的軸承，一般稱為裝于發(fā)動機轉(zhuǎn)子上的軸承，一般稱為發(fā)動機主軸承發(fā)動機主軸承，以與附件，以與附件傳動中采用的軸承相區(qū)別。傳動中采用的軸承相區(qū)別。 航空燃氣渦輪發(fā)動機主軸承均采用航空燃氣渦輪發(fā)動機主軸承均采用滾動軸承滾動軸承（滾珠軸承和滾棒（滾珠軸承和滾棒軸承）。軸承）。優(yōu)點：優(yōu)點：滾動軸承摩擦系數(shù)小、軸向尺寸小、需用的滑油量小、低溫滾動軸承摩擦系數(shù)小、軸

18、向尺寸小、需用的滑油量小、低溫下易于起動，且能在短時間無滑油供入的條件下工作，為采用由發(fā)下易于起動，且能在短時間無滑油供入的條件下工作，為采用由發(fā)動機轉(zhuǎn)子傳動的滑油泵供油潤滑提供了條件等。動機轉(zhuǎn)子傳動的滑油泵供油潤滑提供了條件等。 因為滾動軸承的徑向尺寸大，在航空燃氣渦輪發(fā)動機的主軸承因為滾動軸承的徑向尺寸大，在航空燃氣渦輪發(fā)動機的主軸承中，均采用中，均采用較輕的直徑系列較輕的直徑系列。例如，一般滾珠軸承采用輕系列，滾。例如，一般滾珠軸承采用輕系列，滾棒軸承采用特輕系列，另外，在某些發(fā)動機中由于徑向只寸受到限棒軸承采用特輕系列，另外，在某些發(fā)動機中由于徑向只寸受到限制而采用無內(nèi)環(huán)或外環(huán)的滾動軸

19、承。制而采用無內(nèi)環(huán)或外環(huán)的滾動軸承。 發(fā)動機主軸承采用發(fā)動機主軸承采用滾棒軸承滾棒軸承與徑向止推的與徑向止推的滾珠軸承滾珠軸承，前，前者僅承受徑向載荷，后者可承受徑向載荷與軸向載荷。在者僅承受徑向載荷，后者可承受徑向載荷與軸向載荷。在2支支點與點與3支點的轉(zhuǎn)子支承方案中，支點的轉(zhuǎn)子支承方案中，只能在一處安裝滾珠軸承只能在一處安裝滾珠軸承，其，其它支點上安裝滾棒軸承。通常主軸承采用標準尺寸與標準結(jié)構(gòu)它支點上安裝滾棒軸承。通常主軸承采用標準尺寸與標準結(jié)構(gòu)型式的軸承，但是，在有些發(fā)動機上，為了適應發(fā)動機總體結(jié)型式的軸承，但是，在有些發(fā)動機上，為了適應發(fā)動機總體結(jié)構(gòu)的需要，而將主軸承的尺寸、結(jié)構(gòu)型式作

20、成非標準的。構(gòu)的需要，而將主軸承的尺寸、結(jié)構(gòu)型式作成非標準的。 發(fā)動機主軸承工作于發(fā)動機主軸承工作于高轉(zhuǎn)速高轉(zhuǎn)速、高而且是變化的工作溫度高而且是變化的工作溫度、變化很大的負荷變化很大的負荷條件下，工作條件比較惡劣。為滿足航空發(fā)動條件下，工作條件比較惡劣。為滿足航空發(fā)動機的特殊而苛刻的要求，適應工作的需要，對發(fā)動機主軸承均機的特殊而苛刻的要求，適應工作的需要，對發(fā)動機主軸承均作了許多特殊的技術(shù)要求。作了許多特殊的技術(shù)要求。高速軸承：高速軸承：一般采用一般采用DN（D軸承內(nèi)徑，毫米；軸承內(nèi)徑，毫米；N軸承轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)軸承轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)/分）值來代表軸承速度特性。當分）值來代表軸承速度特性。當DN值大于值大于

21、0.81.0106時，時，為高速軸承。一般地面機械所使用的軸承，絕大部分均低于此為高速軸承。一般地面機械所使用的軸承，絕大部分均低于此值。航空燃氣渦輪發(fā)動機主軸承，除初期曾有過值。航空燃氣渦輪發(fā)動機主軸承，除初期曾有過DN值低于值低于1.0106的外，大多數(shù)均大于的外，大多數(shù)均大于1.0106。 DN值大，滾子的離心力將會很大，使?jié)L子與外環(huán)滾道間值大，滾子的離心力將會很大，使?jié)L子與外環(huán)滾道間的接觸應力加大，的接觸應力加大，摩擦熱量增大，軸承溫度升高摩擦熱量增大，軸承溫度升高；DN值大，值大，保持架不平衡產(chǎn)生的離心力也大，是造成軸承保持架不平衡產(chǎn)生的離心力也大，是造成軸承振動振動的原因。因的原因

22、。因此，對于大此，對于大DN值的軸承，要很好解決軸承材料的強度、冷卻值的軸承，要很好解決軸承材料的強度、冷卻潤滑等問題，并要提高軸承的制造精度與平衡精度。潤滑等問題，并要提高軸承的制造精度與平衡精度。 滑油供入軸承的方法有兩種：滑油供入軸承的方法有兩種：側(cè)向噴射側(cè)向噴射與與環(huán)下供油環(huán)下供油。 冷卻、潤滑軸承的滑油，不應漏入氣流通道中。另一方冷卻、潤滑軸承的滑油，不應漏入氣流通道中。另一方面，高溫氣體也不應向軸承腔泄漏，對軸承加溫。因此軸承的面，高溫氣體也不應向軸承腔泄漏，對軸承加溫。因此軸承的工作腔應與氣流通道通過工作腔應與氣流通道通過封嚴裝置封嚴裝置隔開。隔開。 被封嚴裝置與氣流通道隔開的軸

23、承工作腔一般稱為被封嚴裝置與氣流通道隔開的軸承工作腔一般稱為軸承軸承油腔油腔。為保證油腔的滑油不外漏，軸承油腔均應與大氣相通。為保證油腔的滑油不外漏，軸承油腔均應與大氣相通（通過滑油系統(tǒng)的通氣系統(tǒng)）。一個軸承油腔內(nèi)可以只裝一個（通過滑油系統(tǒng)的通氣系統(tǒng)）。一個軸承油腔內(nèi)可以只裝一個支點的軸承，也可以裝二個或三個支點的軸承。支點的軸承，也可以裝二個或三個支點的軸承。 作用于發(fā)動機主軸承的負荷不應過大，也不能過小。過作用于發(fā)動機主軸承的負荷不應過大，也不能過小。過大的負荷會引起軸承磨損甚至損壞；過小的負荷會引起軸承打大的負荷會引起軸承磨損甚至損壞；過小的負荷會引起軸承打滑而出現(xiàn)滑蹭損傷。而作用于主軸

24、承的負荷卻因工作狀態(tài)的改滑而出現(xiàn)滑蹭損傷。而作用于主軸承的負荷卻因工作狀態(tài)的改變而變化，因此，應充分考慮在飛行包線內(nèi)各種飛行條件下，變而變化，因此，應充分考慮在飛行包線內(nèi)各種飛行條件下，各主軸承均不應出現(xiàn)較長時間的過大或過小負荷。各主軸承均不應出現(xiàn)較長時間的過大或過小負荷。一、內(nèi)環(huán)（或外環(huán)）做成兩半的支承結(jié)構(gòu)一、內(nèi)環(huán)（或外環(huán)）做成兩半的支承結(jié)構(gòu) 外環(huán)（或內(nèi)環(huán)）做成兩半分開的，可以使內(nèi)、外環(huán)滾道外環(huán)（或內(nèi)環(huán)）做成兩半分開的，可以使內(nèi)、外環(huán)滾道的槽作得深些，裝的滾珠數(shù)目可以多些，這樣，能承受較大的的槽作得深些，裝的滾珠數(shù)目可以多些，這樣，能承受較大的負荷，因此，這種結(jié)構(gòu)被許多發(fā)動機所采用。負荷，因

25、此，這種結(jié)構(gòu)被許多發(fā)動機所采用。7.3.2 支承結(jié)構(gòu)支承結(jié)構(gòu)圖圖7-23 渦噴渦噴6發(fā)動機中支點結(jié)構(gòu)發(fā)動機中支點結(jié)構(gòu)二、雙排滾珠軸承的支承結(jié)構(gòu)二、雙排滾珠軸承的支承結(jié)構(gòu) 經(jīng)過卸荷后，發(fā)動機轉(zhuǎn)子上的軸向力仍然較大，經(jīng)過卸荷后，發(fā)動機轉(zhuǎn)子上的軸向力仍然較大，當用一個滾珠軸承承受不了時，可采用二個滾珠軸承當用一個滾珠軸承承受不了時，可采用二個滾珠軸承并列，成為雙排滾珠軸承的支承結(jié)構(gòu)。并列，成為雙排滾珠軸承的支承結(jié)構(gòu)。 一個支點采用雙排滾珠軸承的一個支點采用雙排滾珠軸承的關鍵問題在于關鍵問題在于如何如何保證兩個軸承同時承受軸向負荷，而且承荷均勻。保證兩個軸承同時承受軸向負荷，而且承荷均勻。圖圖7-24

26、 渦噴渦噴7高壓轉(zhuǎn)子中支點結(jié)構(gòu)高壓轉(zhuǎn)子中支點結(jié)構(gòu)（a）單個軸承在負荷作用下測得靖西結(jié)移量；）單個軸承在負荷作用下測得靖西結(jié)移量； （b）根據(jù)）根據(jù)A、B兩軸承的錯移量求出兩軸承的錯移量求出l1、l2的關系的關系圖圖7-25 雙排滾珠軸承的調(diào)整襯套尺寸選配簡圖雙排滾珠軸承的調(diào)整襯套尺寸選配簡圖2211ll三、渦輪支點結(jié)構(gòu)三、渦輪支點結(jié)構(gòu) 位于渦輪盤前、后的支點，因處于高溫環(huán)境下，位于渦輪盤前、后的支點，因處于高溫環(huán)境下，同時還有大量熱量從渦輪葉片經(jīng)輪盤、渦輪軸傳到軸同時還有大量熱量從渦輪葉片經(jīng)輪盤、渦輪軸傳到軸承上，因此對軸承工作十分不利。通常軸承不直接裝承上，因此對軸承工作十分不利。通常軸承不

27、直接裝在軸上，而是裝在套在軸上的襯套上，渦噴在軸上，而是裝在套在軸上的襯套上，渦噴6發(fā)動機發(fā)動機渦輪軸承可作為這種結(jié)構(gòu)的代表。渦輪軸承可作為這種結(jié)構(gòu)的代表。圖圖7-26 渦噴渦噴6發(fā)動機后支點結(jié)構(gòu)發(fā)動機后支點結(jié)構(gòu)圖圖7-27 JT3D發(fā)動機高壓渦輪支點結(jié)構(gòu)發(fā)動機高壓渦輪支點結(jié)構(gòu)四、中介支點結(jié)構(gòu)四、中介支點結(jié)構(gòu) 中介支點介于高壓軸（外軸）與低壓軸（內(nèi)軸）中介支點介于高壓軸（外軸）與低壓軸（內(nèi)軸）之間，徑向空間小，軸承的滑油供人及回油、封嚴均之間，徑向空間小，軸承的滑油供人及回油、封嚴均較困難。如果是止推支點（即滾珠軸承），裝配也較較困難。如果是止推支點（即滾珠軸承），裝配也較困難。前用于中介支點

28、的軸承，其直徑系列均較普通困難。前用于中介支點的軸承，其直徑系列均較普通支點的系列輕一級左右。例如普通支點采用了特輕系支點的系列輕一級左右。例如普通支點采用了特輕系列的滾棒軸承，則用于中介支點時，應采用超輕系列，列的滾棒軸承，則用于中介支點時，應采用超輕系列，用于普通中點的滾珠軸承一般采用輕系列，而用于中用于普通中點的滾珠軸承一般采用輕系列，而用于中介支點的滾珠軸承則要使用特輕系列。介支點的滾珠軸承則要使用特輕系列。1. 渦噴渦噴7發(fā)動機低壓壓氣機后中介支點發(fā)動機低壓壓氣機后中介支點 渦噴渦噴7發(fā)動機低壓轉(zhuǎn)子的中、后支點均系中介支發(fā)動機低壓轉(zhuǎn)子的中、后支點均系中介支點，點，2支點的供油、回油方

29、式基本類似。圖支點的供油、回油方式基本類似。圖7-28為中為中支點（即低壓壓氣機后支點）的結(jié)構(gòu)圖。支點（即低壓壓氣機后支點）的結(jié)構(gòu)圖。圖圖7-28 渦噴渦噴7發(fā)動機低壓轉(zhuǎn)子中支點結(jié)構(gòu)發(fā)動機低壓轉(zhuǎn)子中支點結(jié)構(gòu) 軸承的兩端均裝有漲圈式密封裝置，防止滑油外軸承的兩端均裝有漲圈式密封裝置，防止滑油外漏。漲圈式密封裝置的工作原理如圖漏。漲圈式密封裝置的工作原理如圖7-29所示。所示。圖圖7-29 漲圈工作原理漲圈工作原理2. 斯貝發(fā)動機中介支點斯貝發(fā)動機中介支點 斯貝發(fā)動機在高壓壓氣機后支點處，裝有低壓轉(zhuǎn)斯貝發(fā)動機在高壓壓氣機后支點處，裝有低壓轉(zhuǎn)子中介止推支點，其結(jié)構(gòu)如圖子中介止推支點，其結(jié)構(gòu)如圖7-3

30、0所示。所示。圖圖7-30 斯貝發(fā)動機中介止推支點結(jié)構(gòu)斯貝發(fā)動機中介止推支點結(jié)構(gòu) 斯貝發(fā)動機高壓渦輪轉(zhuǎn)子前滾棒斯貝發(fā)動機高壓渦輪轉(zhuǎn)子前滾棒軸承處原采用浮動環(huán)式封嚴裝置，但軸承處原采用浮動環(huán)式封嚴裝置，但在使用中，曾多次發(fā)生漏油較多，造在使用中，曾多次發(fā)生漏油較多，造成發(fā)動機滑油消耗量過大而提前更換成發(fā)動機滑油消耗量過大而提前更換發(fā)動機，其原因是軸承油腔處于高溫發(fā)動機，其原因是軸承油腔處于高溫環(huán)境下，在浮動環(huán)與軸間易形成積炭，環(huán)境下，在浮動環(huán)與軸間易形成積炭，積炭限止了浮動環(huán)的活動，可能會造積炭限止了浮動環(huán)的活動，可能會造成過大的間隙，因而泄漏量加大。為成過大的間隙，因而泄漏量加大。為此，從此，

31、從1980年后，此封嚴處已改為篦年后，此封嚴處已改為篦齒封嚴，改型后的發(fā)動機，基本排除齒封嚴，改型后的發(fā)動機，基本排除了泄漏量過大的故障。了泄漏量過大的故障。圖圖7-31 浮動環(huán)式封嚴裝置浮動環(huán)式封嚴裝置3. 滾動軸承的打滑與滑蹭損傷滾動軸承的打滑與滑蹭損傷 滾動軸承的滾子在內(nèi)、外環(huán)間應作純滾動，但在航空燃氣滾動軸承的滾子在內(nèi)、外環(huán)間應作純滾動，但在航空燃氣渦輪發(fā)動機中，卻常常會出現(xiàn)打滑，形成滑動摩擦。由于滑動渦輪發(fā)動機中，卻常常會出現(xiàn)打滑，形成滑動摩擦。由于滑動摩擦系數(shù)大于滾動摩擦系數(shù)，加上某些外來因素使得滾子與內(nèi)、摩擦系數(shù)大于滾動摩擦系數(shù)，加上某些外來因素使得滾子與內(nèi)、外環(huán)間的油腹破壞，就

32、會使?jié)L子在內(nèi)、外環(huán)滾道上形成干摩擦，外環(huán)間的油腹破壞，就會使?jié)L子在內(nèi)、外環(huán)滾道上形成干摩擦，引起滑蹭損傷，滾子、內(nèi)外環(huán)滾道上出現(xiàn)蹭痕、表面局部磨損引起滑蹭損傷，滾子、內(nèi)外環(huán)滾道上出現(xiàn)蹭痕、表面局部磨損等，軸承一旦出現(xiàn)滑蹭損傷，表面光潔度被破壞，摩擦系數(shù)加等，軸承一旦出現(xiàn)滑蹭損傷，表面光潔度被破壞，摩擦系數(shù)加大，加速了摩損過程，使?jié)L子直徑變小，滾道上出現(xiàn)不均勻的大，加速了摩損過程，使?jié)L子直徑變小，滾道上出現(xiàn)不均勻的槽痕，不僅降低了軸承的壽命，而且對轉(zhuǎn)子的工作也帶來危害。槽痕，不僅降低了軸承的壽命，而且對轉(zhuǎn)子的工作也帶來危害。 滾動軸承工作時，有拖動保持架滾動軸承工作時，有拖動保持架-滾子組合體運

33、動的拖動滾子組合體運動的拖動力與阻礙該組合體運動的阻力。當拖動力大于阻力時，滾子在力與阻礙該組合體運動的阻力。當拖動力大于阻力時，滾子在內(nèi)、外環(huán)間作純滾動；反之，當拖動力小于阻力時，滾子就不內(nèi)、外環(huán)間作純滾動；反之，當拖動力小于阻力時，滾子就不會作純滾動而產(chǎn)生打滑現(xiàn)象。會作純滾動而產(chǎn)生打滑現(xiàn)象。 作用于保持架滾子組合體的拖動力主要是軸承在外負荷作用于保持架滾子組合體的拖動力主要是軸承在外負荷作用下滾子與內(nèi)、外滾道間的摩擦力，當保持架定位于內(nèi)環(huán)上作用下滾子與內(nèi)、外滾道間的摩擦力，當保持架定位于內(nèi)環(huán)上時，保持架與內(nèi)環(huán)間的滑油油膜還能產(chǎn)生少部分拖動力。而阻時，保持架與內(nèi)環(huán)間的滑油油膜還能產(chǎn)生少部分拖

34、動力。而阻礙保持架礙保持架-滾子組合體運動的阻力有：保持架滾子組合體運動的阻力有：保持架-滾子的質(zhì)量慣性滾子的質(zhì)量慣性力、滑油在軸承內(nèi)的擾動力、保持架與外環(huán)間油膜的粘性阻力力、滑油在軸承內(nèi)的擾動力、保持架與外環(huán)間油膜的粘性阻力（如果保持架定位于外環(huán)時）等。（如果保持架定位于外環(huán)時）等。 一般機械中使用的滾動軸承，由于轉(zhuǎn)速低、負荷大，很少出現(xiàn)打一般機械中使用的滾動軸承，由于轉(zhuǎn)速低、負荷大，很少出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。航空燃氣渦輪發(fā)動機的主軸承，由于轉(zhuǎn)子輕，作用于軸承上滑現(xiàn)象。航空燃氣渦輪發(fā)動機的主軸承，由于轉(zhuǎn)子輕，作用于軸承上的徑向負荷小，再加上飛機作機動飛行時會在某些情況下，使負荷更的徑向負荷小，再加上

35、飛機作機動飛行時會在某些情況下，使負荷更小，出現(xiàn)輕載或零載，因而由摩擦產(chǎn)生的拖動力變得很小，甚至為零。小，出現(xiàn)輕載或零載，因而由摩擦產(chǎn)生的拖動力變得很小，甚至為零。對于滾動軸承，由于它還要承受軸向負荷，所以一般不易打滑，但是，對于滾動軸承，由于它還要承受軸向負荷，所以一般不易打滑，但是，如果在飛行包線內(nèi)，出現(xiàn)作用于轉(zhuǎn)子的軸向負荷改變方向的情況，在如果在飛行包線內(nèi)，出現(xiàn)作用于轉(zhuǎn)子的軸向負荷改變方向的情況，在變方向的前、后瞬間，軸承也會出現(xiàn)輕載、零載。變方向的前、后瞬間，軸承也會出現(xiàn)輕載、零載。 軍用斯貝的中介止推軸承，就是因為在軍用斯貝的中介止推軸承，就是因為在85%高壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速下，出高壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)

36、速下，出現(xiàn)軸向力變向，因而產(chǎn)生了打滑與滑蹭損傷（大于現(xiàn)軸向力變向，因而產(chǎn)生了打滑與滑蹭損傷（大于85%轉(zhuǎn)速時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速時，轉(zhuǎn)子軸向力向后，小于軸向力向后，小于85%轉(zhuǎn)速時，軸向力向前）。另一方面，航空燃氣轉(zhuǎn)速時，軸向力向前）。另一方面，航空燃氣渦輪發(fā)動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速高，滾動軸承在高轉(zhuǎn)速下工作時，滾子在高的離渦輪發(fā)動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速高，滾動軸承在高轉(zhuǎn)速下工作時，滾子在高的離心力作用下，有脫離內(nèi)環(huán)滾道的趨勢，無法產(chǎn)生拖動力，由于這兩個心力作用下，有脫離內(nèi)環(huán)滾道的趨勢，無法產(chǎn)生拖動力，由于這兩個特點，造成航空燃氣渦輪發(fā)動機主軸承帶動保持架特點，造成航空燃氣渦輪發(fā)動機主軸承帶動保持架-滾子組合體運動的滾子組合體

37、運動的拖動力比較小，所以容易產(chǎn)生打滑現(xiàn)象。拖動力比較小，所以容易產(chǎn)生打滑現(xiàn)象。 防止?jié)L動軸承打滑的措施有兩大類：即減少阻力與增加防止?jié)L動軸承打滑的措施有兩大類：即減少阻力與增加拖動力。拖動力。 減少阻力的方法有：采用輕質(zhì)材料作保持架，采用空心減少阻力的方法有：采用輕質(zhì)材料作保持架，采用空心滾子，保持架不定位于外環(huán)以及改善滑油在軸承內(nèi)的流動情滾子，保持架不定位于外環(huán)以及改善滑油在軸承內(nèi)的流動情況以減少滑油的擾動力等。況以減少滑油的擾動力等。RB211發(fā)動機低壓轉(zhuǎn)子的中介止發(fā)動機低壓轉(zhuǎn)子的中介止推軸承在使用中發(fā)現(xiàn)有滑蹭損傷后，將保持架由外環(huán)定位改推軸承在使用中發(fā)現(xiàn)有滑蹭損傷后，將保持架由外環(huán)定位改

38、為內(nèi)環(huán)定位，并改善了滑油在軸承內(nèi)的流動情況，消除了滑為內(nèi)環(huán)定位，并改善了滑油在軸承內(nèi)的流動情況，消除了滑蹭損傷。蹭損傷。增加拖動力的方法有：增加拖動力的方法有： 減少軸承的游隙，例如減少軸承的游隙，例如CFM56發(fā)動機中介軸承。發(fā)動機中介軸承。 保持架采用在內(nèi)環(huán)定位，例如保持架采用在內(nèi)環(huán)定位，例如RB211發(fā)動機低壓轉(zhuǎn)子中發(fā)動機低壓轉(zhuǎn)子中介止推軸承。介止推軸承。 裝配時對軸承施加徑向或軸向負荷，即對軸承施加預載，裝配時對軸承施加徑向或軸向負荷，即對軸承施加預載，使軸承工作時，始終在內(nèi)、外環(huán)滾道與滾子間有負荷作用，使軸承工作時，始終在內(nèi)、外環(huán)滾道與滾子間有負荷作用，不出現(xiàn)輕載或零載，能產(chǎn)生拖動。

39、不出現(xiàn)輕載或零載，能產(chǎn)生拖動。 對軸承施加預載的常用方法有兩種：對軸承施加預載的常用方法有兩種：（a）對滾珠軸承施加軸向預載，即用彈簧對中介軸承施加）對滾珠軸承施加軸向預載，即用彈簧對中介軸承施加向后的軸向預載；向后的軸向預載；（b）采用橢圓軸承對軸承施加徑向預載，即將軸承外環(huán)的）采用橢圓軸承對軸承施加徑向預載，即將軸承外環(huán)的外徑做成具有外徑做成具有0.21.0毫米的橢圓度，裝軸承的軸承座孔做毫米的橢圓度，裝軸承的軸承座孔做成圓形，當軸承壓入后，即在軸承外環(huán)的長軸方向?qū)L子施成圓形，當軸承壓入后，即在軸承外環(huán)的長軸方向?qū)L子施加了徑向載荷，使?jié)L子與內(nèi)、外環(huán)滾道間在長軸方向始終保加了徑向載荷，使

40、滾子與內(nèi)、外環(huán)滾道間在長軸方向始終保持緊密接觸，產(chǎn)生一定的拖動力，持緊密接觸，產(chǎn)生一定的拖動力，JT3D、JT9D、JT15D、CF6-80C2等發(fā)動機上采用了這種橢圓軸承。等發(fā)動機上采用了這種橢圓軸承。五、帶彈性支座、擠壓油膜的支點結(jié)構(gòu)五、帶彈性支座、擠壓油膜的支點結(jié)構(gòu)1. 擠壓油膜軸承擠壓油膜軸承 發(fā)動機工作時，轉(zhuǎn)子的不平衡力通過支承結(jié)構(gòu)傳給機匣，發(fā)動機工作時，轉(zhuǎn)子的不平衡力通過支承結(jié)構(gòu)傳給機匣，使發(fā)動機產(chǎn)生振動，因此，原則上可以在軸承與支承結(jié)構(gòu)間使發(fā)動機產(chǎn)生振動，因此，原則上可以在軸承與支承結(jié)構(gòu)間設置減振器，吸收振動能量，減少外傳振動負荷與振幅，降設置減振器，吸收振動能量，減少外傳振動負

41、荷與振幅，降低發(fā)動機振動，擠壓油膜就是其中一種常用的結(jié)構(gòu)。圖低發(fā)動機振動，擠壓油膜就是其中一種常用的結(jié)構(gòu)。圖7-32所示為典型的擠壓油膜軸承結(jié)構(gòu)，它是在軸承外環(huán)和軸承座所示為典型的擠壓油膜軸承結(jié)構(gòu)，它是在軸承外環(huán)和軸承座之間留有一定的間隙，間隙中引入潤滑系統(tǒng)的壓力滑油形成之間留有一定的間隙，間隙中引入潤滑系統(tǒng)的壓力滑油形成油膜，為防止滑油由兩側(cè)泄漏，軸承外環(huán)兩側(cè)處開有環(huán)形槽，油膜，為防止滑油由兩側(cè)泄漏，軸承外環(huán)兩側(cè)處開有環(huán)形槽，槽中裝有封嚴環(huán)，為防止軸承外環(huán)在座孔中轉(zhuǎn)動，在后蓋板槽中裝有封嚴環(huán)，為防止軸承外環(huán)在座孔中轉(zhuǎn)動，在后蓋板上作有限動凸塊，插入軸承外壞的缺口中。上作有限動凸塊，插入軸承外

42、壞的缺口中。圖圖7-32 一種擠壓油膜軸承一種擠壓油膜軸承 擠壓油膜減振的工作原理類似于一般的液壓減振器或緩擠壓油膜減振的工作原理類似于一般的液壓減振器或緩沖器，軸承在轉(zhuǎn)子的不平衡力作用下，外環(huán)向不平衡力作用沖器，軸承在轉(zhuǎn)子的不平衡力作用下，外環(huán)向不平衡力作用的方向移動并擠壓油膜，在液體壓力的作用下，外環(huán)的移動的方向移動并擠壓油膜，在液體壓力的作用下，外環(huán)的移動受到阻礙，同時滑油吸收了外環(huán)振動能量的大部分，從而傳受到阻礙，同時滑油吸收了外環(huán)振動能量的大部分，從而傳到機匣的振動大大減少。例如，最早使用擠壓油膜的發(fā)動機，到機匣的振動大大減少。例如，最早使用擠壓油膜的發(fā)動機，高壓渦輪軸承在采用擠壓油

43、膜后，使發(fā)動機的振幅由高壓渦輪軸承在采用擠壓油膜后，使發(fā)動機的振幅由0.13毫毫米降為米降為0.0465毫米，降低了毫米，降低了64%。由于它的減振效果好、結(jié)。由于它的減振效果好、結(jié)構(gòu)簡單，所以為許多發(fā)動機所采用。構(gòu)簡單，所以為許多發(fā)動機所采用。 圖圖7-33所示為所示為JT8D發(fā)動機發(fā)動機的的1號滾柱軸承上采用的擠壓油號滾柱軸承上采用的擠壓油膜軸承減振結(jié)構(gòu)。軸承外環(huán)以一膜軸承減振結(jié)構(gòu)。軸承外環(huán)以一定的間隙裝入軸承減振器座內(nèi)，定的間隙裝入軸承減振器座內(nèi)，在此環(huán)形縫隙內(nèi)通入發(fā)動機潤滑在此環(huán)形縫隙內(nèi)通入發(fā)動機潤滑系統(tǒng)的壓力滑油，形成油膜。為系統(tǒng)的壓力滑油，形成油膜。為防止滑油從油膜兩端大量泄漏，防

44、止滑油從油膜兩端大量泄漏，兩端有封嚴圈。兩端有封嚴圈。JT8D發(fā)動機的發(fā)動機的1號和號和6號軸承采用了擠壓油膜后，號軸承采用了擠壓油膜后，發(fā)動機在各種工作狀態(tài)下振動幅發(fā)動機在各種工作狀態(tài)下振動幅值有明顯降低。由于滑油吸收了值有明顯降低。由于滑油吸收了外環(huán)振動的能量，滑油溫度有所外環(huán)振動的能量，滑油溫度有所增加，軸承外環(huán)的溫度也有所增增加，軸承外環(huán)的溫度也有所增高。高。圖圖7-33 JT8D發(fā)動機擠壓油膜軸承發(fā)動機擠壓油膜軸承 圖圖7-34所示的是所示的是RB211發(fā)動機各滾柱軸承所采用的擠壓發(fā)動機各滾柱軸承所采用的擠壓油膜減振結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可以使發(fā)動機的振幅降低油膜減振結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可以使發(fā)動

45、機的振幅降低60%以上。以上。它靠控制端面間隙來阻止滑油大量外泄。它靠控制端面間隙來阻止滑油大量外泄。圖圖7-34 RB211發(fā)動機擠壓油膜軸承發(fā)動機擠壓油膜軸承 除了這些發(fā)動機外，除了這些發(fā)動機外，PW2037、PW4000、V2500等均采等均采用了擠壓油膜軸承。圖用了擠壓油膜軸承。圖7-35所示是所示是V2500發(fā)動機低壓轉(zhuǎn)子后軸發(fā)動機低壓轉(zhuǎn)子后軸承采用的擠壓油膜結(jié)構(gòu)。承采用的擠壓油膜結(jié)構(gòu)。 擠壓油膜的油膜厚度（即半徑間隙）一般為擠壓油膜的油膜厚度（即半徑間隙）一般為0.080.11毫毫米，個別的高達米，個別的高達0.25毫米左右。采用擠壓油膜后，轉(zhuǎn)子支承剛毫米左右。采用擠壓油膜后，轉(zhuǎn)子

46、支承剛性也得到改變，因而對發(fā)動機轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速值也有影響。性也得到改變，因而對發(fā)動機轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速值也有影響。圖圖7-35 V2500發(fā)動機低壓轉(zhuǎn)子后軸承采用的擠壓油膜結(jié)構(gòu)發(fā)動機低壓轉(zhuǎn)子后軸承采用的擠壓油膜結(jié)構(gòu)2. 彈性支座彈性支座 轉(zhuǎn)子的軸承不直接固定到機匣上，而通過一個剛性小、轉(zhuǎn)子的軸承不直接固定到機匣上，而通過一個剛性小、具有較大彈性的支座固定到機匣上，這個剛性小的支座，一般具有較大彈性的支座固定到機匣上，這個剛性小的支座，一般稱為彈性支座。稱為彈性支座。 在發(fā)動機上，采用彈性支座主要是用來減少轉(zhuǎn)子的支承在發(fā)動機上，采用彈性支座主要是用來減少轉(zhuǎn)子的支承剛性，降低轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速（或共振轉(zhuǎn)速

47、），使發(fā)動機常用的剛性，降低轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速（或共振轉(zhuǎn)速），使發(fā)動機常用的工作轉(zhuǎn)速大于臨界轉(zhuǎn)速。另外，彈性支座本身的彈性變形還會工作轉(zhuǎn)速大于臨界轉(zhuǎn)速。另外，彈性支座本身的彈性變形還會吸收一部分振動能量，也起到減小振動的作用。吸收一部分振動能量，也起到減小振動的作用。 采用彈性支座后，發(fā)動機常用工作轉(zhuǎn)速大于臨界轉(zhuǎn)速，采用彈性支座后，發(fā)動機常用工作轉(zhuǎn)速大于臨界轉(zhuǎn)速，因此發(fā)動機起動后加速到常用工作轉(zhuǎn)速時，必定要越過臨界轉(zhuǎn)因此發(fā)動機起動后加速到常用工作轉(zhuǎn)速時，必定要越過臨界轉(zhuǎn)速，這時轉(zhuǎn)子的振幅將會很大。為此，除要求使轉(zhuǎn)子快速越過速，這時轉(zhuǎn)子的振幅將會很大。為此，除要求使轉(zhuǎn)子快速越過臨界轉(zhuǎn)速外，還要采取限

48、制振幅過大的限幅器。臨界轉(zhuǎn)速外，還要采取限制振幅過大的限幅器。 常用的彈性支座有鼠籠式（圖常用的彈性支座有鼠籠式（圖7-36）與拉桿式（圖）與拉桿式（圖7-37）兩種。前者可用改變開槽的寬度及幅條數(shù)來改變支承剛性，后兩種。前者可用改變開槽的寬度及幅條數(shù)來改變支承剛性，后者可用改變拉桿直徑、長度與拉桿數(shù)來改變其支承剛性。采用者可用改變拉桿直徑、長度與拉桿數(shù)來改變其支承剛性。采用鼠籠式彈性支座的發(fā)動機有：鼠籠式彈性支座的發(fā)動機有：J69、J100、斯貝高壓渦輪、斯貝高壓渦輪、T72、T65等；采用拉桿式彈性支座的發(fā)動機有：斯貝低壓渦等；采用拉桿式彈性支座的發(fā)動機有：斯貝低壓渦輪、輪、PW2037、

49、PW4000、V2500等。等。圖圖7-36 斯貝發(fā)動機高壓渦輪前支點結(jié)構(gòu)斯貝發(fā)動機高壓渦輪前支點結(jié)構(gòu) 斯貝發(fā)動機高壓渦輪前支點結(jié)構(gòu)（圖斯貝發(fā)動機高壓渦輪前支點結(jié)構(gòu)（圖7-36）中，軸承座）中，軸承座裝于鼠籠式彈性支座中，彈性支座利用前安裝邊與燃燒室內(nèi)機裝于鼠籠式彈性支座中，彈性支座利用前安裝邊與燃燒室內(nèi)機匣相連。彈性支座的襯筒上開有匣相連。彈性支座的襯筒上開有24條長度為條長度為52毫米的寬槽，毫米的寬槽，形成形成24條近似圓截面（約為條近似圓截面（約為6毫米）的圓桿，使整個支座類毫米）的圓桿，使整個支座類似鼠籠，故稱鼠籠式彈性支座。在彈性支座后端的外圓上，套似鼠籠，故稱鼠籠式彈性支座。在彈

50、性支座后端的外圓上，套裝有限止振幅的限幅環(huán)，兩者間留有裝有限止振幅的限幅環(huán)，兩者間留有0.0760.127毫米的間隙，毫米的間隙，也即當轉(zhuǎn)子撓度在限幅環(huán)處大于也即當轉(zhuǎn)子撓度在限幅環(huán)處大于0.0760.127毫米時，彈性支毫米時，彈性支座即被限幅環(huán)約束，撓度不再加大。座即被限幅環(huán)約束，撓度不再加大。 由圖由圖7-36中還可看出，此滾棒軸承無內(nèi)環(huán)，利用套在渦中還可看出，此滾棒軸承無內(nèi)環(huán)，利用套在渦輪軸上的襯套作為軸承內(nèi)環(huán)。這種結(jié)構(gòu)可以使軸承的外徑減少，輪軸上的襯套作為軸承內(nèi)環(huán)。這種結(jié)構(gòu)可以使軸承的外徑減少，DN值減少，對軸承工作有利，軸承襯套的尺寸精確度與表面值減少，對軸承工作有利，軸承襯套的尺寸

51、精確度與表面光潔度均有較高的要求。光潔度均有較高的要求。3. 同時采用彈性支座與擠壓油膜同時采用彈性支座與擠壓油膜 在彈性支座與限幅環(huán)間的縫隙中，通入壓力滑油，形成在彈性支座與限幅環(huán)間的縫隙中，通入壓力滑油，形成油膜，這就構(gòu)成了帶擠壓油膜的彈性支座。它除了能改變轉(zhuǎn)子油膜，這就構(gòu)成了帶擠壓油膜的彈性支座。它除了能改變轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速外，還有很好的減振性能，因而被一些發(fā)動機采用，的臨界轉(zhuǎn)速外，還有很好的減振性能，因而被一些發(fā)動機采用，例如例如PW2037、PW4000、V2500等。圖等。圖7-37所示為所示為V2500發(fā)發(fā)動機高壓轉(zhuǎn)子前支承點結(jié)構(gòu)，就屬于此類。滾珠軸承外環(huán)帶安動機高壓轉(zhuǎn)子前支承點結(jié)

52、構(gòu)，就屬于此類。滾珠軸承外環(huán)帶安裝邊，利用多根長螺桿將軸承外環(huán)安裝邊與軸承座連接，長螺裝邊，利用多根長螺桿將軸承外環(huán)安裝邊與軸承座連接，長螺桿的另一端固定在承力錐體上，錐體用安裝邊與中介機匣連接。桿的另一端固定在承力錐體上，錐體用安裝邊與中介機匣連接。這樣就形成了拉桿式彈性支座，軸承座外圓柱面與中介機匣間這樣就形成了拉桿式彈性支座，軸承座外圓柱面與中介機匣間留有間隙，其中引入壓力滑油。為防止滑油由兩側(cè)向外泄漏，留有間隙，其中引入壓力滑油。為防止滑油由兩側(cè)向外泄漏，兩側(cè)裝有封嚴環(huán)。這樣，既形成了擠壓油膜，中介機匣還起到兩側(cè)裝有封嚴環(huán)。這樣，既形成了擠壓油膜，中介機匣還起到限幅器的作用。類似限幅器

53、的作用。類似V2500的這種結(jié)構(gòu)，也在的這種結(jié)構(gòu)，也在PW2037、PW4000發(fā)動機上采用。發(fā)動機上采用。圖圖7-37 V2500高壓轉(zhuǎn)子前支承點結(jié)構(gòu)高壓轉(zhuǎn)子前支承點結(jié)構(gòu)7.3.3 封嚴裝置封嚴裝置 封嚴裝置的功用是防止滑油從發(fā)動機軸承腔漏出，控制冷封嚴裝置的功用是防止滑油從發(fā)動機軸承腔漏出，控制冷卻空氣流和防止主氣流的燃氣進入封嚴腔。卻空氣流和防止主氣流的燃氣進入封嚴腔。 在燃氣渦輪發(fā)動機上使用了多種封嚴方法，常用的有蓖齒在燃氣渦輪發(fā)動機上使用了多種封嚴方法，常用的有蓖齒式、漲圈式、端面石墨式、徑向石墨式及浮動環(huán)式（圖式、漲圈式、端面石墨式、徑向石墨式及浮動環(huán)式（圖7-38（下頁）。后又發(fā)

54、展了一種金屬刷環(huán)式的封嚴裝置，用于（下頁）。后又發(fā)展了一種金屬刷環(huán)式的封嚴裝置，用于V2500發(fā)動機中。其中，蓖齒式封嚴裝置屬于非接觸式的，其發(fā)動機中。其中，蓖齒式封嚴裝置屬于非接觸式的，其余幾種均屬于接觸式的，后者封嚴效果較好，但工作中有一定余幾種均屬于接觸式的，后者封嚴效果較好，但工作中有一定的磨損量。的磨損量。圖圖7-38 幾種典型的封嚴裝置幾種典型的封嚴裝置 蓖齒式封嚴裝置：這種封嚴件廣泛用來擋住軸承腔中蓖齒式封嚴裝置：這種封嚴件廣泛用來擋住軸承腔中的滑油，它還用做控制內(nèi)部空氣流的限流裝置。蓖齒式封嚴裝的滑油，它還用做控制內(nèi)部空氣流的限流裝置。蓖齒式封嚴裝置在軸上作有封嚴蓖齒，如圖置在

55、軸上作有封嚴蓖齒，如圖7-39所示，與其對應的靜子封嚴所示，與其對應的靜子封嚴環(huán)上敷有一層滑石粉涂層，以減少封嚴間隙。環(huán)上敷有一層滑石粉涂層，以減少封嚴間隙。 軸承油腔的壓力低于腔外壓力，外腔中壓力較高的空氣軸承油腔的壓力低于腔外壓力，外腔中壓力較高的空氣通過蓖齒與封嚴環(huán)間的間隙向內(nèi)逸流，阻止滑油外逸。它屬于通過蓖齒與封嚴環(huán)間的間隙向內(nèi)逸流，阻止滑油外逸。它屬于非接觸式的封嚴裝置。非接觸式的封嚴裝置。圖圖7-39 蓖齒式封嚴原理蓖齒式封嚴原理 浮動環(huán)封嚴裝置：它是一個浮動環(huán)封嚴裝置：它是一個金屬環(huán)，自由地套在軸上，與軸間的金屬環(huán)，自由地套在軸上，與軸間的間隙約為間隙約為0.030.10毫米，。

56、浮動環(huán)毫米，。浮動環(huán)的安裝槽座是由兩件組合起來的，環(huán)的安裝槽座是由兩件組合起來的，環(huán)在其中有在其中有0.060.15毫米的軸向間隙，毫米的軸向間隙，如圖如圖7-31所示。在油腔外、內(nèi)壓差的所示。在油腔外、內(nèi)壓差的作用下，浮動環(huán)緊貼在槽座的端面作用下，浮動環(huán)緊貼在槽座的端面A上，形成了徑向間隙式與端面接觸式上，形成了徑向間隙式與端面接觸式的混合封嚴裝置。這種封嚴裝置較篦的混合封嚴裝置。這種封嚴裝置較篦齒封嚴的封嚴效果好，長度小，且無齒封嚴的封嚴效果好，長度小，且無徑向磨損問題。但這種環(huán)形封嚴件不徑向磨損問題。但這種環(huán)形封嚴件不適于用在高溫區(qū)，由于高溫會使滑油適于用在高溫區(qū)，由于高溫會使滑油結(jié)焦，

57、導致環(huán)形件卡在機匣中。結(jié)焦，導致環(huán)形件卡在機匣中。圖圖7-31 浮動環(huán)式封嚴裝置浮動環(huán)式封嚴裝置 漲圈式封嚴件：漲圈式封嚴件：漲圈式封嚴屬于接觸式漲圈式封嚴屬于接觸式封嚴，如圖封嚴，如圖7-29所示。所示。封嚴效果比蓖齒式的要封嚴效果比蓖齒式的要好，軸向尺寸也短，但好，軸向尺寸也短，但過高的溫度與切向速度過高的溫度與切向速度會使金屬漲圈喪失彈力，會使金屬漲圈喪失彈力，磨損過快，影響封嚴效磨損過快，影響封嚴效果。果。圖圖7-29 漲圈工作原理漲圈工作原理 液壓封嚴件：這種方法常常用于兩個旋轉(zhuǎn)件之間來封液壓封嚴件：這種方法常常用于兩個旋轉(zhuǎn)件之間來封嚴軸承腔。液壓封嚴件由一個封嚴齒浸在一個滑油環(huán)帶中

58、形成，嚴軸承腔。液壓封嚴件由一個封嚴齒浸在一個滑油環(huán)帶中形成，這個滑油環(huán)帶是由離心力造成的。這個滑油環(huán)帶是由離心力造成的。 石墨封嚴裝置：它含有一個靜止的石墨環(huán)構(gòu)件，不斷石墨封嚴裝置：它含有一個靜止的石墨環(huán)構(gòu)件，不斷地與旋轉(zhuǎn)軸的套環(huán)相摩擦，使用幾個彈簧使石墨與套環(huán)保持接地與旋轉(zhuǎn)軸的套環(huán)相摩擦，使用幾個彈簧使石墨與套環(huán)保持接觸。依靠接觸的良好程度，不允許滑油或空氣漏過。觸。依靠接觸的良好程度，不允許滑油或空氣漏過。 刷式封嚴裝置：它有一個由許多細鋼絲制成的刷組成刷式封嚴裝置：它有一個由許多細鋼絲制成的刷組成的靜止環(huán)，不斷與旋轉(zhuǎn)軸相接觸，與硬的陶瓷涂層相摩擦，其的靜止環(huán)，不斷與旋轉(zhuǎn)軸相接觸，與硬的

59、陶瓷涂層相摩擦，其優(yōu)點是可以承受徑向摩擦而不增加滲漏。優(yōu)點是可以承受徑向摩擦而不增加滲漏。 不同的滑油封嚴裝置有不同的使用條件，如蓖齒式封嚴不同的滑油封嚴裝置有不同的使用條件，如蓖齒式封嚴裝置，由于蓖齒尖端與襯套存在間隙，因而工作不受轉(zhuǎn)速和溫裝置，由于蓖齒尖端與襯套存在間隙，因而工作不受轉(zhuǎn)速和溫度的限制，但封嚴效果不如接觸式封嚴裝置，軸向尺寸也較大，度的限制，但封嚴效果不如接觸式封嚴裝置，軸向尺寸也較大，并且要求軸承機匣外部的空氣壓力必須大于內(nèi)部的壓力，否則并且要求軸承機匣外部的空氣壓力必須大于內(nèi)部的壓力，否則會使大量的滑油外溢，起不到封嚴效果。漲圈封嚴受到工作溫會使大量的滑油外溢，起不到封嚴

60、效果。漲圈封嚴受到工作溫度和切線速度的限制。浮動環(huán)封嚴的工作溫度與切線速度比漲度和切線速度的限制。浮動環(huán)封嚴的工作溫度與切線速度比漲圈封嚴要高一些，但封嚴效果要差一些。石墨封嚴裝置可在高圈封嚴要高一些，但封嚴效果要差一些。石墨封嚴裝置可在高溫、高壓差、高轉(zhuǎn)速下工作，密封效果好，但結(jié)構(gòu)復雜，如溫溫、高壓差、高轉(zhuǎn)速下工作，密封效果好，但結(jié)構(gòu)復雜，如溫度過高，使加載彈簧失去彈力，石墨封嚴裝置也將失去封嚴作度過高，使加載彈簧失去彈力，石墨封嚴裝置也將失去封嚴作用。用。第第7.4節(jié)節(jié) 靜子承力系統(tǒng)靜子承力系統(tǒng) 發(fā)動機工作時，在轉(zhuǎn)子與靜子上作用有各種負發(fā)動機工作時，在轉(zhuǎn)子與靜子上作用有各種負荷。這些負荷中