Rulmenți pentru motoare aeronautice
Rulmenttip
Turația axului motorului de aviație este mare, temperatura capătului fierbinte este ridicată șirulmenttrebuie să suporte o sarcină axială și o sarcină radială, așadar rulmentul este împărțit în două categorii: rulment axial cu punct de sprijin și rulment axial cu punct de sprijin mobil: rulmentul axial cu punct de sprijin utilizează de obicei rulmenți cu bile cu contact unghiular în trei puncte pentru a suporta sarcina axială și a controla jocul axial al statorului rotativ; rulmenții axiali mobil suportă doar sarcini radiale și, deoarece rotorul se va mișca în direcția axială din cauza dilatării și contracției termice,rulmenți cu role cilindricefără margini pe inelul exterior sau interior se utilizează de obicei.
Cutiile de viteze accesorii ale motoarelor aeronautice sunt de obicei acționate de angrenaje cilindrice, iar rulmenții suportă doar sarcini radiale, iar dilatarea termică a rotorului este mică, decirulmenți cu role cilindriceşirulmenți cu bile cu canelură adâncăsunt în principal selectate.
Cutia de viteze a reductorului transmite o cantitate mare de putere, unele dintre acestea utilizând angrenaje elicoidale, iar rulmenții trebuie să suporte atât sarcini radiale, cât și axiale, astfel încâtrulmenți cu role cilindrice, rulmenți cu bile cu canelură adâncăși trei puncterulmenți cu bile cu contact unghiularsunt în principal selectate.
Motoarele aeronautice utilizează rulmenți cu bile cu contact unghiular în trei puncte șirulmenți cu role cilindrice.
Rulmenți cu bile cu contact unghiular în trei puncte
Când motorul aeronautic funcționează, pe ax se generează o sarcină radială și o sarcină axială, iar un set de rulmenți cu bile sunt în general plasați în punctul de sprijin din fața axului pentru a suporta sarcina radială formată prin suprapunerea forței dezechilibrate a fiecărui arbore și rotația de mare viteză și, în același timp, pentru a suporta diferența de sarcină axială dintre forța pneumatică a ventilatorului și compresorului înainte și forța pneumatică înapoi a turbinei.
Compararea structurii rulmenților cu bile cu canelură adâncă și a rulmenților cu bile cu contact unghiular în trei puncte arată că centrul canelurii inelare interioare a rulmentului cu bile cu contact unghiular în trei puncte este echipat cu o excentricitate axială Lo, ceea ce face ca jocul axial Ga și dimensiunea rotorului în direcția axială să fie mai mici și mai ușor de controlat jocul axial al roții rotative a motorului.
Rulmentul cu bile cu contact angular în trei puncte are o structură cu semiinel interior dublu, iar designul său separabil cu semiinel interior permite instalarea mai multor bile, crescând semnificativ capacitatea portantă.
Comparație între structura rulmenților cu bile cu contact unghiular și a rulmenților cu bile cu contact unghiular în trei puncte: rulmenții cu bile cu contact unghiular pot suporta doar sarcini axiale unidirecționale; dacă trebuie să suporte sarcini axiale bidirecționale, trebuie combinați, ceea ce va ocupa mai mult spațiu și va crește masa; Inelele interioare duble și semi-inelele interioare ale rulmenților cu bile cu contact unghiular în trei puncte pot suporta direct sarcini axiale bidirecționale, ceea ce poate economisi aproximativ 50% din spațiu și calitate în comparație cu rulmenții cu bile cu contact unghiular pe două rânduri sau în grup, și sunt ușor de instalat, ceea ce este convenabil pentru proiectarea motorului.
Ansamblul colivie și bilă al rulmentului cu bile cu contact unghiular în trei puncte poate fi separat de inelul exterior, astfel încât se poate utiliza o colivie solidă dintr-o singură piesă, care are o rezistență mai mare, este potrivită pentru viteze mari de rotație și este mai ușor de obținut o precizie de prelucrare mai mare; În același timp, structura face, de asemenea, instalarea și inspecția rulmenților mai convenabile.
Comparativ cu rulmenții cilindrici mecanici obișnuiți, diametrul rolei rulmenților cilindrici pentru motoarele aeronautice este mai mic, iar avantajele acestora sunt următoarele:
1) Poate reduce rezistența la amestecarea uleiului a rolei în timpul funcționării la viteză mare;
2) Forța de inerție este mică;
3) Se poate menține o presiune de contact suficientă atunci când forța radială este mică pentru a evita alunecarea rolei;
4) Deoarece componentele ferulei, rolei și coliviei pot fi separate, se poate utiliza o colivă solidă, care are o rezistență mai bună și stabilitate la viteze mari.
Rulmenți cu role cilindriceRoțile fără flanșă în inelul interior au de obicei o lățime mai mare a inelului interior pentru a se adapta mișcării axiale dintre inelul interior și cel exterior cauzate de alungirea cauzată de dilatarea termică dintre arbore și inelul interior al rulmentului, precum și nealinierii relative dintre inelul interior și cel exterior cauzate de eroarea de asamblare axială a ansamblului rotorului în timpul asamblării. Dacă spațiul de instalare este mic sau există cerințe speciale, se poate utiliza direct arborele sau carcasa rulmentului în locul inelului interior fără flanșă.
Motor aerodinamicrulmenți cu role cilindriceSe confruntă adesea cu condiții de lucru cu sarcină radială mică sau deloc, iar viteza de rotație este foarte mare, rolele sunt predispuse la alunecare și frecare. Pentru a preveni alunecarea, se utilizează adesea căi de rulare necirculare pentru a realiza preîncărcarea radială a rulmentului, iar distribuția sarcinii a doi rulmenți tipici cu căi de rulare necirculare este adesea utilizată.
Materialul rulmentului
Temperatura mediului de funcționare al rulmentului turbinei motorului este foarte ridicată și, de obicei, este necesară răcirea rulmentului cu un volum de ulei lubrifiant de câțiva litri pe minut, dar temperatura de funcționare a rulmentului poate ajunge totuși la aproximativ 250 °C.
Pentru a face față condițiilor de lucru la temperaturi ridicate, inelul rulmentului utilizează de obicei oțel 8Cr4Mo4V (M50) și alte tipuri de oțel pentru rulmenți rezistenți la temperaturi ridicate și este tratat prin revenire la temperaturi înalte. Chiar dacă temperatura rulmentului atinge 400 °C după oprirea motorului, acest lucru poate asigura în continuare performanța rulmentului. Pentru a respecta durata de viață la oboseală prin rulare, duritatea superficială a materialului rulmentului este, în general, necesară pentru a nu fi mai mică de 60 HRC la temperatura camerei, iar oțelul 8Cr4Mo4V este călit prin tratament termic, dar tenacitatea este mai mică decât cea a materialului componentei structurale, ceea ce va duce la fisurarea ferulei atunci când forța centrifugă a ferulei și tensiunea circumferențială a arborelui sunt mari. Prin urmare, valoarea dn depășește 2,5 × 106 mm · r/min. Lagărele trebuie fabricate din material G13Cr4Mo4Ni4V (M50NiL), care are o tenacitate a miezului mai bună.
Materialul coliviei rulmenților motoarelor de aviație este în general fabricat din oțel structural, cum ar fi 40CrNiMoA (4030), iar colivia trebuie placată cu argint pentru a reduce uzura în timpul etapei de pornire. Elementul de rulare este același cu materialul ferulei, iar duritatea sa este în general aceeași cu cea a ferulei, iar în unele cazuri va fi cu 1 ~ 2 HRC mai mare decât cea a ferulei. Uneori, bila folosește și materiale ceramice, cum ar fi nitrură de siliciu, alumină și zirconiu.
Data publicării: 08 iunie 2026
