發(fā)動機軸承與密封

航空發(fā)動機軸承與封嚴

轉(zhuǎn)子支承方案轉(zhuǎn)子通過支承結(jié)構(gòu)支承于發(fā)動機機匣上。發(fā)動機中所需軸承的數(shù)量取決于發(fā)動機的長度和重量。轉(zhuǎn)子支承方案支承方案：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，稱為轉(zhuǎn)子支承方案。支承表示方法：轉(zhuǎn)子支點的數(shù)目與位置，常用兩條前、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、后及中間的數(shù)字表示支點的數(shù)目。

轉(zhuǎn)子支承方案四點支承方案例如1-3-0的轉(zhuǎn)子支承方案表示壓氣機轉(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。特點:結(jié)構(gòu)與裝拆簡單，但壓氣機、渦輪轉(zhuǎn)子的軸向負荷分別由各自的滾珠軸承承受，在空氣流量和增壓比稍大的發(fā)動機中，軸向負荷就很大而無法采用。四個支點很難保證在一條中心線上。只在早期小型發(fā)動機上采用過。

轉(zhuǎn)子支承方案三點支承方案例如1-2-0的轉(zhuǎn)子支承方案表示壓氣機轉(zhuǎn)子前有一個支點，渦輪轉(zhuǎn)子后無支點，壓氣機與渦輪轉(zhuǎn)子間有二個支點，整個轉(zhuǎn)子共支承于三個支點上。特點:聯(lián)軸器不僅傳遞扭矩，還傳遞軸向力，使壓氣機轉(zhuǎn)子和渦輪轉(zhuǎn)子的軸向力抵消一部分，從而只有一個承受軸向負荷的支點，且軸向負荷較?。宦?lián)軸器作成鉸接形式，允許兩軸線稍有偏斜；支承剛性好。應用廣泛。。

轉(zhuǎn)子支承方案兩點支承方案

在壓氣機級數(shù)較少的發(fā)動機中，將壓氣機轉(zhuǎn)子與渦輪轉(zhuǎn)子剛性地聯(lián)接成一體，組成發(fā)動機轉(zhuǎn)子，此時，發(fā)動機轉(zhuǎn)子只需支承于兩個支點上，形成了兩支點的支承方案。對于由單級離心壓氣機與單級渦輪組成的轉(zhuǎn)子,可采用0-2-0支承方案。如果空氣流量較大，為了獲得好的剛性,可采用1-0-1支承方案

轉(zhuǎn)子支承方案在采用混合式壓氣機的渦輪軸發(fā)動機中，常將軸流壓氣機的轉(zhuǎn)子單獨用兩個支點支承，離心壓氣機與渦輪轉(zhuǎn)子剛性地聯(lián)結(jié)成一個轉(zhuǎn)子，也用兩個支點支承，兩轉(zhuǎn)子間用浮動套齒聯(lián)軸器聯(lián)接傳遞扭矩，如圖所示，兩轉(zhuǎn)子上的軸向負荷分別由各自的止推軸承承受，聯(lián)軸器不傳遞軸向負荷。

轉(zhuǎn)子支承方案自由渦輪式渦輪軸發(fā)動機的支承方案通常有兩種，如圖3-98所示。圖3-98（a）所示的支承方案中，燃氣發(fā)生器轉(zhuǎn)子軸和自由渦輪轉(zhuǎn)子功率輸出軸前、后并列，功率輸出軸只得向后方向傳動，這不僅增加了發(fā)動機的長度，而且給轉(zhuǎn)子的平衡帶來苛刻的要求，軸系支承、潤滑和傳動復雜。圖3-98（b）所示的支承方案中，燃氣發(fā)生器轉(zhuǎn)子軸和自由渦輪轉(zhuǎn)子功率輸出軸同心向前傳動，從而縮短了發(fā)動機的軸向尺寸，增強了轉(zhuǎn)子的剛性，簡化了軸系設計。

轉(zhuǎn)子支承方案T700-GE-701A渦輪軸發(fā)動機的支承方案

T700-GE-701A渦輪軸發(fā)動機是美國通用電氣公司設計生產(chǎn)的單軸自由渦輪式渦輪軸發(fā)動機，其支承方案如圖3-99所示。1號、2號軸承支承輸出軸，3號軸承位于壓氣機前端，4號軸承位于壓氣機和渦輪之間，3號，4號軸承共同支承燃氣發(fā)生器轉(zhuǎn)子，5號，6號軸承支承自由渦輪轉(zhuǎn)子。1、3、6號軸承為滾珠軸承，承受徑向、軸向載荷，其余為滾棒軸承，只承受徑向載荷。該發(fā)動機的燃氣發(fā)生器轉(zhuǎn)子的支承方案可寫成：1-1-0，自由渦輪轉(zhuǎn)子的支承方案可寫成：0-2。這種支承方案得到廣泛的采用，如TM333渦輪軸發(fā)動機，也采用這種支承方案。

轉(zhuǎn)子支承方案⑵“寶石”渦輪軸發(fā)動機的支承方案“寶石”渦輪軸發(fā)動機是英國RR公司生產(chǎn)的自由渦輪式雙轉(zhuǎn)子渦輪軸發(fā)動機。高壓轉(zhuǎn)子由一級離心式壓氣機和一級軸流式渦輪組成，離心式壓氣機前有一個支點，采用滾珠軸承，軸流式渦輪后有一個支點，采用滾棒軸承，所以其支承方案可寫成：1-0-1，為兩點支承。低壓轉(zhuǎn)子由四級軸流式壓氣機和一級軸流式渦輪組成，在四級軸流式壓氣機前有一個支點，采用滾棒軸承，軸流式壓氣機后也有一個支點，采用滾珠軸承，低壓軸流式渦輪后有一個支點，采用滾棒軸承，所以其支承方案可寫成：1-1-1，為三點支承。自由渦輪為兩級軸流式渦輪，功率輸出軸向前，在自由渦輪前采用一個滾棒軸承，自由渦輪后采用一個滾珠軸承，所以其支承方案可寫成：1-1，為兩點支承。

轉(zhuǎn)子支承方案⑶MTR390渦輪軸發(fā)動機的支承方案

MTR390渦輪軸發(fā)動機是由德國發(fā)動機渦輪聯(lián)合有限公司，法國透博梅卡公司和英國羅羅公司共同研制生產(chǎn)的新一代自由渦輪式單轉(zhuǎn)子渦輪軸發(fā)動機。用于歐洲直升機SAPAH-2/HAP/HAC“虎”。離心式壓氣機前有一個支點，為滾珠軸承；燃氣發(fā)生器渦輪后有一個支點，為滾棒軸承，所以燃氣發(fā)生器轉(zhuǎn)子的支承方案是1-0-1。自由渦輪轉(zhuǎn)子后有兩個支點，一個是滾珠軸承，一個是滾棒軸承，支承方案是0-2。

轉(zhuǎn)子支承方案簡圖：一般在研究轉(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簡圖，在簡圖中小圓圈表示滾珠軸承，小方塊表示滾棒軸承。止推支點(固定軸承)：轉(zhuǎn)子上的止推支點除承受轉(zhuǎn)子的軸向負荷、徑向負荷外，還決定了轉(zhuǎn)子相對機匣的軸向位置，因此每個轉(zhuǎn)子只能有一個止推支點。推支點位置安排的一般原則是:由于止推止點的負荷較大，一般應置于溫度較低的地方。

轉(zhuǎn)子支承方案聯(lián)軸器功用：將壓氣機轉(zhuǎn)子與渦輪轉(zhuǎn)子連接成發(fā)動機轉(zhuǎn)子。在不同的支點支承方案中，聯(lián)軸器有的僅傳遞扭矩；有的要傳遞扭矩和軸向力；有的不僅要傳遞扭矩、軸向力，還要承受徑向力。聯(lián)軸器的分類：柔性聯(lián)軸器：如果允許渦輪轉(zhuǎn)子相對壓氣機轉(zhuǎn)子軸線有一定的偏斜角，這種聯(lián)軸器稱為“柔性聯(lián)軸器”。剛性聯(lián)軸器：在2支點的支承方案中，聯(lián)軸器僅傳遞扭矩與軸向力，且將渦輪軸與壓氣機軸剛性的聯(lián)成一體，這種聯(lián)軸器稱為“剛性聯(lián)軸器”。剛性聯(lián)軸器渦輪轉(zhuǎn)子相對壓氣機轉(zhuǎn)子軸線不允許有偏斜.

軸承軸承的功用：支承發(fā)動機轉(zhuǎn)子;將轉(zhuǎn)子的各種負荷傳遞到承力機匣上。軸承的工作原理：將滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦。因為滾動摩擦的摩擦力小于滑動摩擦的摩擦力。

軸承軸承的分類：按承受載荷的方向可分為：軸承可分為向心型軸承和推力型軸承兩大類。向心軸承只能承受徑向載荷，有的向心軸承承受徑向載荷的同時,還能承受不大的軸向載荷;推力軸承只能用來承受軸向載荷。按滾動體的形狀可分為：滾動軸承分為滾珠軸承和滾棒軸承。滾棒軸承分為圓柱滾棒軸承、圓錐滾棒軸承等。

軸承滾動軸承的組成：由內(nèi)圈、外圈，一組滾動體（滾珠或滾棒）和保持架組成。內(nèi)圈通常裝在軸上，與軸緊配合，并與軸一起旋轉(zhuǎn)。內(nèi)套圈外表面上有供滾珠或滾棒滾動的溝槽，稱內(nèi)溝或內(nèi)滾道。外圈通常在軸承座或機械殼體上，與軸承座孔成過渡配合，起支撐滾珠和滾棒的作用。有些軸承是外圈旋轉(zhuǎn)，內(nèi)圈固定而起支撐作用。外圈內(nèi)表面上也有供滾珠或滾棒滾動的溝槽，稱外溝或外滾道。滾動體在內(nèi)圈和外圈的滾道之間滾動，在旋轉(zhuǎn)過程中允許其發(fā)生相對運動，滾動體的大小和數(shù)量決定著軸承的承載能力。保持架把軸承的一組滾動體均勻相互隔開，以避免互相碰撞和摩擦，并使每個滾動體均勻和輪流地承受相等的載荷。

軸承軸承

軸承“擠壓油膜”式軸承：目的：在某些發(fā)動機上，為了盡量減少從旋轉(zhuǎn)組件傳向軸承座的動力負荷的影響，采用了“擠壓油膜”式軸承。形式：在軸承外圈和軸承座之間留有很小的間隙，該間隙中充滿了滑油。滑油來自滑油系統(tǒng).該油膜阻尼了旋轉(zhuǎn)組件的徑向運動及傳向軸承座的動力載荷，因此減低了發(fā)動機的振動及疲勞損壞的可能性。

軸承軸承需要滑油潤滑和冷卻潤滑的方法有兩種:一種是直接潤滑法,另一種是間接潤滑法。直接潤滑法是通過一個標定孔供應一定溫度和壓力的滑油，孔的尺寸確定了在各種工況下的流量。保持滑油干凈十分重要，噴油孔前，供油路上安裝有若干油濾和濾網(wǎng)。間接潤滑法是滾道下潤滑方法,滑油噴霧在空心轉(zhuǎn)子軸的內(nèi)壁,由于離心力滑油停留在壁上,然后滑油通過軸和軸承內(nèi)滾道上的孔向外流動,在保持架離開軸承。這種方法比直接潤滑帶走的熱量多。

封嚴軸承的封嚴功用：封嚴件用于防止滑油從發(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空氣腔。選取何種封嚴方法取決于：軸承周圍的溫度,壓力,發(fā)熱量,重量,可用空間的大小,易于制造,安裝和拆卸等。封嚴件的分類（型式）：蓖齒式封嚴件浮動環(huán)（環(huán)形）封嚴件液壓封嚴件石墨封嚴件刷式封嚴件

封嚴蓖齒式封嚴件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。浮動環(huán)（環(huán)形）封嚴件它有一個金屬環(huán)，安置在靜止機匣緊密結(jié)合的槽中。該環(huán)和旋轉(zhuǎn)軸之間的正常運轉(zhuǎn)間隙比蓖齒式封嚴件所能達到的間隙為小。這是因為無論何時，當軸接觸這個環(huán)的時候，環(huán)可以在其所在的機匣內(nèi)移動。環(huán)形封嚴件不用于高溫區(qū)，由于高溫會使滑油結(jié)焦，導致環(huán)形件卡在機匣中。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。它與蓖齒式或環(huán)形封嚴件不同之處在于它不