航空发动机轴承 原因及防止措施

轴承作为航空发动机的转动“关节”零部件，对于航空发动机的使用起着决定性的作用，轴承支撑着航空发动机转子系统的整个核心部件，其航空发动机中最重要的轴承，通常可称为主轴承。针对航空发动机轴承打滑原因以及相应的防止打滑措施，中华轴承网通过了解，分享知识如下。

航空发动机轴承打滑原因

航空燃气涡轮发动机主轴用滚动轴承的游隙要比轴承规范中规定值大很多，特别是涡轮附近的轴承大得更多，因此，在发动机设计时，一定要慎重选用轴承的游隙。

航空发动机主轴轴承由于转速高与负荷小，当飞机作机动飞行时，轴承上还可能出现轻载甚至零载。当飞机的飞行包线较大时，有时转子轴向负荷会变方向，在变向的前后区间，作用在止推轴承滚珠轴承上的轴向负荷变得很小甚至为零。所有这些，均使轴承出现打滑。

滚动轴承中，滚子与内外环滚道间应该是滚动摩擦，当轴承出现打滑时，即滚子与滚道间出现滑动摩擦，摩擦系数剧增；当滚子与滚道间的油膜由于振动与高温等原因而遭到破坏时，就出现金属表面间的摩擦，使金属表面出现局部擦痕，擦痕发展很快，破坏了滚子与滚道的原有形状与光洁度，使轴承报废。这种由于轴承打滑引起的故障，称为“滑蹭损伤”。

在现有发动机中，主轴上的滚棒轴承最容易出现由于打滑而引起的滑蹭损伤，滚珠轴承由于转子始终有由气动力产生的轴向负荷作用，因而不易出现打滑。但是当转子的轴向负荷在飞行中出现换向即轴向负荷由向前变为向后，或反之时，该滚珠轴承必定会出现打滑，并引起滑蹭损伤。例如斯贝发动机，在其民用型 MK512中，低压转子的止推轴承为一中介轴承，其外环固定于高压轴内在飞行中轴向负荷始终向后，因而从未出现打滑现象。

但当它改进发展成为用于高速战斗机的 MK202时，在飞行包线内，作用于低压转子止推轴承的轴向负荷出现了换向，因而该轴承出现严重的打滑并引起滑蹭损伤现象。又如 RB211系列发动机22B、524、524D4D、535E4等型中，低压转子的止推轴承也是一中介轴承，在飞行中，该轴承出现换向现象，因而，引起滑蹭损伤，虽采取了防止打滑的措施，但从1972年到1988年的十几年时间内，仍不断出现滑蹭损伤。

直到1988年在 RB211 524G以后的各型号上，才基本上解决了防止打滑的问题，其方法是将低压转子的卸荷腔封严环的直径加大，使在飞行包线内，作用于低压转子的轴向负荷始终向前，不出现换向现象。在RB211的后继机型遄达800上，还在低压涡轮轴后端增加了对滚珠轴承施加预载的轴向弹簧及小轴承。

滚动轴承由于打滑引起滑蹭损伤出现的时间很分散，短的可能仅工作几小时甚至几十分钟，长的则可能几百小时甚至更长。

在发动机设计时应该对每个主轴承的工作条件进行分析，必要时在发动机发展试车时，对滚棒轴承是否打滑进行监测，根据监测到的打滑度，考虑飞行条件的影响，采取防滑措施。另外，应采取设计措施，确保作用于滚珠轴承的轴向负荷在飞行包线内不会变向。

防止航空发动机主轴承打滑的措施

保持架在轴承内环上定心，例如：R211低压转子滚珠轴承;椭圆轴承例如JT3D、JT8D、JT15D、CF680C2和 T700等发动机的滚棒轴承;三瓣外环轴承如CF680C2的滚棒轴承;喷油改为斜喷，使喷油方向对着保持架旋转方向；将滚棒轴承改为轴向弹簧加载的滚珠轴承例如J69发动机;用轴向弹簧对滚珠轴承施加轴向预载例如斯贝MK202低压转子止推轴承处与遄达800低压涡轮后轴处;减小游隙例如阿伊20压气机前滚棒轴承等。

应当注意，用减小游隙来防止轴承打滑是能起到作用的，但会带来一些不利因素，因此不建议采用。苏制阿伊20发动机压气机前滚棒轴承出现滑蹭故障后，将游隙改小，但几年后，又恢复到原设计的游隙。

附件传动机构中的轴承，由于转速稍低，而且始终有齿轮啮合时的径向负荷作用，因而不会出现打滑。但是，如果在高速传动链中例如传动油气分离器、离心通风器,如中间惰轮、主动齿轮、从动齿轮的中心处于一条直线上时，作用于中间惰轮支承轴承上将无负荷，该轴承必然会打滑，因此，建议将该轴承改用滑动轴承，或将三齿轮轮心不处于一直线上。