航空发动机主轴用四点接触球轴承结构分析

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【AB T A]】 T t tw t s utr o o rpitcna t a er g frar— S R C" os r i t c e ffu on o t l bai o co a h r u cbl ne gn n i e, t e p e o h h n me a n s r o s b a i g f iu e a e a a z d wh n s i e t p e o n n eiu e r a l r r r e e o i y e a r e gi e n i l c nt o s y s v r ltme o c r i g r t r f r r o i g f iu e . Un e h o d t n o o i nu u l e e a i￣ c u r o o o wa d m v n a l r s n d r t e c n ii f o no h r i g s r c u e a d d sg a a tc a g n t u t r n e i n p r me e s o e rn h e t ms o o l wi g me s r s t t r f b a i g t r e ie f l f o n a ue

a e p o o e o r i h g—s e d p r tn e f r a c o b ar r r p s d t as e ih p e o e ai g p ro m n e f e i ng: ntoln math n Co r l g i c igr n e o a l d a e e; m e s rn o t c n l f s t o a i g; i s c i g a g f b l im tr a u i g c n a t a ge o e f b rn s n p t e e n wh n e

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h l— n e i g t r e p i t c nt c tu t r s s g e t d a f i n r r n h e o n o a ts r c u e i u g s e .

近来，某型发动机连续发生多起转子前移故障，通过分解发现中轴承已严重损坏，钢球磨损严重，内圈受力挡边磨薄翻卷，保持架断裂等本文从轴承的结构人手，探讨提高轴承性能的可能性。

=

l.5 , 1 4 8

= 0 1 8, .们 W— 9 7 2。 2 . 4

d— 1 5 0 3 0 0 5 k 2 0. 2士 . 2,一

、

名义尺寸问的关系一

沟形名义尺寸之间存在如下关系：.

该轴承为双半外圈四点接触球轴承，其主要设计参数为：数 N一 1,径 D一球 球 4 2 .2,、圈垫片角 (计接触角 )一 2 25内外设‰一

(. 0 5 s a. 一 . D )i, n,

(= 1指外沟， 2指内沟 .同) 一下 式中‘——沟曲率中心偏心距W“= Dsnn。 i .

2要求径向游隙且=0 00 .。 6, . 9~0 10 2r= l . 6 L 1 8’, l 0 37 8,一 . 2‘ ¨¨一 9 7 2{ .4

内、圈的沟形如下图，外沟形尺寸为：

式中式中

.沟道接触点间的距离——l~ 2 D (oal+ C￣t )= c s, OCz,

d——接触圆的直径 。当‰ d及 D“均为名义尺寸时，轴承

d¨一 1 4 9 6 0 0 5 4. 7士 .2,

的径向游隙为零。

二、向游隙的选配径在轴承的实际加工尺寸下，承的径向轴游隙为岛一 】一 d一

D (oa】 C St ) c s,+ OC2,

该轴承对成套轴承几何特性参数的唯一要求是保证一 0 0~0 1 0mm,上式可 .9 . 2从

以看出，很容易通过测量。如，配幽、 、选0第一作者系工程师——编者注

d和不同组别的钢球来实现，实际上装配”而

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航空发动机主轴用四点接触球轴承结构分析

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《承￣9 7 N .轴， 9 .o7 1

工艺也就是以选配、及 D来保证径向 游隙&,钢球的选配尺寸范围为士 4 m 0u 由于选配 8时没有考虑 k和仉之间 的匹配关系，可能造成成套轴承的另一几很

士 1 ) 6。

() 2测量成套轴承的接触角，制在 3。控 0士3。。

()外套圈匹配时，检查 W”使之 3内、应满足<。

何特性参数接触角的较大分散，还可能出现内、圈垫片角的不合理匹配。外

以上三条措施，以克服上述出现的不可

三、种极限匹配关系几四点接触球轴承的原始接触角 (消除即轴向游隙后的接触角 )与径向游隙岛之

间有如下关系：∞= 1一 (r 2

台理情况，中 12条有利于减小接触角的其、分散性， 3有利于避免%》%的情况出第条

现。同时.这几条措施，都有利于轴承的高速运转特性，我所在研制航天轴承时已有成功的经验。

当然，以上建议只是在不对轴承的结构及设计参数进行任何改动的情况下，旨在加强控制的权宜之计。但由于历史原因选定的一

2 r+ f一 ) (_ 2 D )1 os ) (r一 D) 1 c d ) (一 0,+ 22 (一∞, 22t+ i[l f 2一儿 )

四点接触结构型式对航空发动机主轴轴承来说已不是一种先进的结构，从根本上提高要轴承的性能，建议采用两半内圈三点接触球轴承结构。(稿日期；9 6一O收 19 7—3 ) 0 (辑：编田贞先 )

式中

“ ael r ts .n——

￣-

0一9 . 5

.

1接触角为最大的匹配 .从上式可以看出， n取下偏差、、当

&取上偏差时，触角为最大值，过计算接通有，, 5 15‰一3 . 1。

2接触角为最小的匹配 .当 r取上偏差…乩取下偏差时，‘ D接

触角为最小值。此时‰. 6 46。 =2 .2。3最大%与最小%z匹配 . -的对于某一组钢球， z以上偏差取当 -下偏差 m取下偏差取上偏差时，为最 。大，为最小。对于名义球径，%z有 -一…27 5, 2.= 21 5。 .6 9。 D。 .8 9。

下期内容预告杜红世等.润滑滚动轴承润滑机理探讨脂

郑浩强等.成对配置圆锥滚子轮毂轴承的寿命计算

扬斯一等.某航空发动机主轴轴承的可靠性设计

从以上几种极限的匹配关系可以看出，

轴承的接触角分散性较大，可能出现 m》还 %的不台理匹配关系。这些都可能是影响轴承运转特性及性能的因素，这些因素是 6 0年

田俊英等 .圆锥滚子球端面半径的优化设计

张增歧等 .压滚针套高频局部退火及 9。冲 O弯边技术魏永群等 .冲压保持架模具 C D/ A系统 A CM的应用

代引进并使用至今的设计图没有考虑到的。

四、点建议几为了克服以上可

能出现的不舍理情况，建议采取如下三条措施： ( )制球径的选配范围， G B 6 1控按 J 2 9的

华绍杰等 .MK13淘道磨床砂轮主轴系统 3 3的改造郭道来. J 2 2 X3轴承内圈燃轴失效分析 NP 24

徐古洛等. MZ 2 0边磨床的改造 3 21挡吕柏壮 .保持架的光饰工艺

要求， G 0级钢球 (应于老标准Ⅱ级球，选 2对

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