Научная статья на тему 'Расчёт скольжения в межвальных роликовых подшипниках ГТД'

Расчёт скольжения в межвальных роликовых подшипниках ГТД Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
392
199
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ПОДШИПНИКИ РОЛИКОВЫЕ / СКОЛЬЖЕНИЕ / ИЗНАШИВАНИЕ / ROLLER BEARING / SLIDING / WEAR

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Макарчук Владимир Владимирович, Жильников Евгений Петрович

В работе приводятся методика и результаты расчётов скольжения в высокоскоростных межвальных роликовых подшипниках. Приводятся сравнения результатов экспериментальных исследований проскальзывания роликовых подшипников на стенде, имитирующем условия работы подшипников опор авиационных ГТД, с расчётами по компьютерной модели межвального роликового подшипника.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Макарчук Владимир Владимирович, Жильников Евгений Петрович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

CALCULATION OF SKIDDING IN INTERSHAFT ROLLER BEARINGS OF GAS TURBINE ENGINES

The study provides methods and results of calculations of sliding in high-speed intershaft roller bearings. It presents comparison of results of experimental research of skidding of roller bearings at a test bench, imitating operating conditions of rolling bearings in supports of aircraft gas turbine engines with calculations based on the computer model of an intershaft roller bearing.

Текст научной работы на тему «Расчёт скольжения в межвальных роликовых подшипниках ГТД»

УДК 621,81; 621,869

РАСЧЁТ СКОЛЬЖЕНИЯ В МЕЖВАЛЬНЫХ РОЛИКОВЫХ ПОДШИПНИКАХ ГТД

© 2014 В.В. Макарчук1, Е.П. Жильников2

1 ОАО "ЕПК Самара", Россия, г. Самара 2 Самарский государственный аэрокосмический университет им. академика. С.П. Королёва (национальный исследовательский университет)

Поступила в редакцию 23.01.2014

В работе приводятся методика и результаты расчётов скольжения в высокоскоростных межвальных роликовых подшипниках. Приводятся сравнения результатов экспериментальных исследований проскальзывания роликовых подшипников на стенде, имитирующем условия работы подшипников опор авиационных ГТД, с расчётами по компьютерной модели межвального роликового подшипника. Ключевые слова: Подшипники роликовые, скольжение, изнашивание.

Проскальзывание комплекта тел качения и связанные с ним дефекты рабочих поверхностей являются наиболее распространенной причиной потери работоспособности межвальных подшипников авиационных газотурбинных двигателей [1].

В работе В.И. Акифьева и А.И.Данильченко [2] предложена методика расчёта проскальзывания высокоскоростного роликоподшипника. Однако расчёт кинематики подшипника вы-полня-ется из предположения, что силы трения в контактах роликов с кольцами определяются на базе эластогидродинамики, без учета шероховатости поверхностей. Вместе с тем подшипники авиационных двигателей работают, как правило, в условиях, когда наблюдается не полное разделение рабочих поверхностей сплошным смазочным слоем. В этом случае, как показано в [3], силы трения будут определяться как свойствами эластогидро-динамического смазочного слоя, так и взаимодействием вершин микронеровностей шероховатых поверхностей.

Нами разработана методика расчёта кинематики и скольжения в высокоскоростном межваль-ном роликовом подшипнике с учётом шероховатости рабочих поверхностей деталей подшипника [4].

Геометрические характеристики и радиальные зазоры подшипника в рабочих условиях будут зависеть от рабочих температур деталей, расширения под действием центробежных сил и посадочных натягов. При этом величины посадочных натягов в свою очередь зависят от температурного и центробежного расширения деталей.

Диаметральный зазор в подшипнике в рабочих условия изменяется в зависимости от посадочных натягов колец, температурного, а также

Макарчук Владимир Владимирович, кандидат технических наук, исполнительный директор дивизиона специальных подшипников.

Жильников Евгений Петрович, кандидат технических наук, профессор. E-mail: [email protected]

центробежного расширения колец подшипника и деталей подшипникового узла.

Увеличение наружного диаметра центрирующей поверхности сепаратора определяется температурным расширением и центробежным расширения вращающегося сепаратора. Тогда зазор "плавания" сепаратора §пл в рабочих условиях будет равен разности диаметров центрирующих поверхностей.

Экспериментальные исследования показывают существенное влияние формы контакта торцов роликов и направляющих бортиков на проскальзывание в роликовых подшипниках. В настоящей работе рассмотрим стандартный вариант - контакт плоских торцов ролика и направляющего бортика.

На кинематику подшипника оказывает влияние также момент трения торца ролика в контакте с гнездом сепаратора. Рассмотрим также простейший вариант сепаратора в виде кольца с гнездами для роликов.

Геометрические характеристики контактов бомбинированных роликов с беговыми дорожками колец рассмотрены в [4]. В настоящей работе рассмотрим характеристики контактов колец с роликами, образующая которых описывается радиусом.

По рекомендациям [4] расчёт толщин элас-тогидродинамических смазочных слоев в контактах выполняется по формуле

И0 = 1,В64РГ23Р0'558РУ7 кпр/кр ,

где Кр = 1 + Р°Т'651в(о,9Р0'114Ро/0'285Р^'°85).

Безразмерные параметры в приведенных формулах определяются соотношениями

р = V/ и^/(ЕпрЯпр); Ри = аЕпр; Рм = Епр ЯпрЫ^т ((); РТ = Ц/Р1АС .

Здесь /Л0) = /Л0) (¿с) - динамическая вязкость смазки; X = ((¿с ) - пьезокоэффициент вязкости смазки; Хс = Хс (с ) - коэффициент теплопроводности смазки; ¡3 - коэффициент зависимости вязкости от температуры; Епр - приведенный модуль упругости в контакте; Ет ())Д/ -нагрузка на единицу длины в среднем сечении линии контакта; Iс - температура смазки в зоне контакта; и2 скорость качения в зоне трения.

Степень жидкостного трения, характеризующая наличие металлического контакта микронеровностей шероховатых поверхностей, определится критерием, предложенным Т. Тальяном:

Х = И0/ + я,

I2

Здесь Яа№ - среднее арифметическое отклонение микронеровностей поверхности ролика. В качестве Яа1 принимается среднее арифметическое отклонение микронеровностей поверхности беговой дорожки внутреннего Яав или наружного Яан колец соответственно.

С использованием критерия X относительная площадь металлического контакт микронеровностей вычисляется по формуле [3]

] = 0,25 - ф(Л)/ 2.

Здесь Ф(Х)- интеграл вероятности.

Коэффициент трения в контакте с учетом металлического контакта определим суммой

/ = /мет] + /см (1 -]).

Коэффициент трения /мет в контактах микронеровностей принимается по рекомендациям [5].

Коэффициент трения, определяемый сдвигом смазочного слоя, рассчитывается по отношению /см = Ж Д //Ет ( ).

Здесь Ж - сила трения, отнесенная к единице длины линии контакта, определяемая по формуле

ж = ¿А, ± Ро К.

Выражение для интеграла J имеет вид

-1 = Ътф(ха )еХР((Ро ,

где Ф(х() - интеграл вероятности, в котором предел интегрирования определяется по формуле ха =л/2(Ро .

При расчётах для контакта с внутренним

кольцом принимаем р0) = ив (), для контакта с

наружным кольцом - р0) = ин ().

В формуле для расчёта Ж знак "+" принимается для поверхности, имеющей большую величину окружной скорости.

В приведенных расчётах вязкость смазки зависят от температуры. В этой связи расчёт коэффициента трения выполняется итерационным методом.

Температура смазки принимается равной температуре соответствующего кольца. Определяются вязкость смазки, толщина смазочного слоя и коэффициент трения. С использованием формулы Блока определяется приращение температуры в зоне трения:

Д = 0,83/(т ( )Д/ )и8/ (^ьто х

Х(л1ЛпУпСпК ).

Здесь Хп и Л№ - коэффициенты теплопроводности, уп и у№ - плотность, сп и С№ - удельная теплоемкость материалов колец подшипника и роликов соответственно; Уп и - скорости поверхностей беговых дорожек колец и роликов; скорость скольжения.

Уточнённое значение температуры смазки определяется суммированием

^ = К + 2 Д 1/3 .

Расчёт повторяется до сходимости с заданной точностью принятого и уточнённого значений температуры смазки.

После уточнений температуры смазки и коэффициента трения определяется сила трения скольжения в контакте

Е (.) Р' = ^ т

где Е () - нагрузка в контакте ролика с внутренним или наружным кольцом.

При расчете сил трения в контакте торца ролика с направляющим бортиком наружного кольца учитываем, что между торцами ролика и направляющего бортика предусмотрен зазор Д б. Величина зазора Дбр в рабочих условиях определяется с учётом температурного расширения.

Принимаем, что между каждым из торцов ролика и гнезда сепаратора устанавливается смазочный слой толщиной

К =Д бр! 2.

При вращении ролика касательные напряжения в слое смазки определяются по формуле Ньютона Т = Л Убб/Ьб , где Vб - скорость скольжения.

При расчётах вязкость смазки принимаем в зависимости от температуры наружного кольца подшипника.

Скорость скольжения Vsб определяем для среднего сечения площадки контакта. При этом, если скорость торца бортика Vб больше скорости ролика Vwб, то сила трения в контакте является ведущей для ролика, иначе - тормозящей и имеющей отрицательный знак.

Усилие взаимодействия роликов с перемычкой сепаратора определяется суммой

Е () = ± ЕГв ± Р/н ± 2 Е/б.

Здесь Е/в , Е'/н и Е/б силы трения в контактах ролика с внутренним и наружным кольцами

и бортиком. Знак "+" выбирается, если скорость поверхности ролика меньше скорости соответствующей поверхности колец в контакте.

С полученным значением усилия взаимодействия определяется напряжение в контакте и полуширина площадки контакта.

Расчёт толщины эластогидродинамического смазочного слоя и силы трения в контакте выполняется как для контакта ролика с кольцом. Приращение температуры в зоне трения определяем при одной не движущейся относительно источника тепловыделения поверхности.

Момент трения между торцами ролика и гнезда сепаратора определяем, принимая, что между каждым из торцов ролика и гнезда сепаратора в рабочих условиях устанавливается смазочный слой толщиной, равный половине зазора между торцами.

При расчётах вязкость смазки принимаем в зависимости от средней температуры подшипника.

Расчёт контакта сепаратора с центрирующей поверхностью бортика наружного кольца выполним как узкого подшипника скольжения [6].

Усилие прижатия сепаратора к центрирующей поверхности определим по формуле

РЯБ = Ра +V Р$В + Р

2

БГ .

Здесь Рсз - центробежная сила при смещении сепаратора.

Составляющие усилия прижатия роликами по координатным осям определяются суммированием проекций усилий взаимодействия роликов с перемычкой сепаратора:

рбв = Е {{ (?)в^п{Р< — РА {|)со${<р));

г=1

РБГ = Е { {1 У°4р< + {|)^П{рр).

г = 1

Определяются вязкость смазки, толщина смазочного слоя и коэффициент трения при температуре, равной температуре наружного кольца подшипника.

Приращение температуры в зоне трения определяем при одной не движущейся относительно источника тепловыделения поверхности.

После уточнений температуры смазки и коэффициента трения определяется момент трения скольжения сепаратора по центрирующей поверхности.

При расчёте кинематики ролика скорости поверхностей колец (рис.1) в обращенном движении (при остановленном сепараторе) определяются по формулам:

Уе = ^ер {К - а)в)р2 - для внутреннего кольца;

Рис. 1. Схема скоростей поверхностей межвального подшипника

Ун = Бр {кн — К0)) 2 - для наружного кольца.

Ведущим в межвальном подшипнике является наружное кольцо. В этой связи поверхность ролика будет иметь проскальзывание некоторой величины относительно кольца. Тогда принимаем У* = Ун {1 — £*) , где £* - относительная величина проскальзывания ролика в контакте с наружным кольцом. При этом угловая скорость вращения ролика относительно собственной оси будет равна К = .

Скорости скольжения ролика в контактах с кольцами будут равны:

Уе = У* — Уе - для внутреннего кольца; Ухн = Ун — У* - для наружного кольца.

На рис. 2 приведена схема сил, действующих на ролик в нагруженной зоне.

Здесь Р$ и Р- нормальное усилие и сила трения в контакте ролика с перемычкой сепаратора; Рс - центробежная сила ролика.

Условие равновесия сил в радиальном направлении определяется выражением

Рн = Ре + РГ, + Рс .

Здесь Ре, Рн - усилия в контактах ролика с внутренним и наружным кольцами.

В связи с малостью величины силы трения Р/Б уравнение равновесия в радиальном направлении можно привести к виду

Р = Р + Р

н е с

Это упрощение позволяет решать задачу о распределении нагрузки по телам качения без учёта сил трения в контактах.

Силы трения Рб и Р$ определяются, как показано ранее. Центробежная сила ролика определяется по формуле:

Рс = т* {нр — К2/2 .

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Как показано ранее, все силы трения опреде-

1Т (^ )=(ЕГн

+ Е/б (( -(( - Т

Е

wp 0.

нр

/в д

Кр/ 2

)2)-Тс -

+

Тк

Здесь моменты сопротивления качению ролика определим по приближенным зависимостям

Ткн = /кЕн и Ткв = /кЕв , где /к - коэффициент трения качения.

Разделив на радиус ролика, получим

+

тально небольшое по величине скольжение сепаратора в межвальном подшипнике. Однако при этом наблюдается повышенное скольжение в контактах ролика с кольцами, что может привести к повышенному изнашиванию.

Расчёт сопротивления движению сепаратора в воздушно-масляной среде подшипника выполним по рекомендациям [7].

Температуру воздушно-масляной среды примем равной средней температуре подшипника

/

(( + <н )2.

Рис. 2. Схема сил в контактах ролика в нагруженной зоне

ляются скоростями скольжения в контактах, которые в свою очередь определяются скоростью вращения ролика относительно собственной оси.

Третьим уравнением равновесия является уравнение моментов

IТ (е

2 Е/ (1 -( - Д61 ))2 Д„р )-.

2 (Тх + Ткн + Ткв )0Мр = 0. '

Полученное уравнение является функцией одной переменной е№. Его решение выполняется итерационным методом Ньютона. При этом производную функции заменяем отношением приращений функции и аргумента.

В результате получаем величину угловой скорости вращения ролика СО№ и усилие - нагрузки в контакте ролика с перемычкой сепаратора.

Рассматривается также кинематика ролика в не нагруженной зоне.

Таким образом, в межвальном подшипнике все ролики являются "ведущими" по отношению к сепаратору. В то же время в подшипнике с вращающимся внутренним и не вращающимся наружным кольцами ролики в разгруженной зоне являются "тормозящими" и "толкаются" сепаратором. Это объясняет установленное эксперимен-

Масло в подшипнике не полностью заполняет весь свободный объем. В этой связи расчётное значение плотности воздушно-масляной среды рекомендуется в зависимости от объемной доли смазки Одсм в полости подшипника по формуле

Уср =УсмО1м/(0,4 + 0,6 • Одсм).

Характер движения сепаратора в воздушно-масляной среде определяется числом Рейнольдса, которое в данном случае вычисляется по формуле

Яе = Я2 а>, ¡V .

Момент сопротивления движению сепаратора в воздушно - масляной среде рекомендуется определять по формуле:

Ти = СпУср^ (я5 - Гс5 + 2,5В (я4 + Гс4)).

Здесь: Яс и Гс - радиусы боковой поверхности сепаратора, характеризующего сопротивление вращению его в масляной среде; - ширина наружной поверхности сепаратора; Сп - коэффициент, зависящий от числа Рейнольдса.

Как показано выше, усилия взаимодействия роликов с перемычками сепаратора являются "ведущими", обеспечивающими вращение сепаратора. Величина момента сил взаимодействия роликов с перемычками сепаратора определится по формуле

Т =

I (( (дпр - Кр V2 - 2).

I=1

Кроме того "ведущим" для сепаратора меж-вального подшипник является момент от силы трения сепаратора в контакте с центрирующими поясками вращающегося наружного кольца. Его величина определяется по формуле:

Тб = /Ея8Дя1.

Здесь Ея$ - усилия прижатия сепаратора и / - коэффициент трения в контакте, определяемые, как показано ранее.

Сопротивление вращению сепаратора меж-вального подшипника будет только от момента трения Т^ от перемешивания воздушно-масляной среды в полости подшипника.

Величины всех моментов TS , Ts6

и Trsзависят от угловой скорости вращения сепаратора.

Величину угловой скорости сепаратора в свою очередь можно определить по формуле

О = О00 (l) .

Здесь £о - коэффициент скольжения а О$00 - теоретическое (при отсутствии скольжения) значение угловой скорости вращения сепаратора, величина которого определяется по известной формуле

О00 = (depO + Pnp°n )l(2(Pnp - Dwp J.

Принимаем условие О — Оn . Тогда с использованием выражений для О^ и С00Ю получим

(О-Оп )(l - Pwp/Pnp)

^0

00

Условие равновесия при равномерном вращении сепаратора будет иметь вид:

ф{£о)- Тб + Тб — ТКБ = 0 .

Получено уравнение являющееся функцией одной переменной £0 . Его решение выполняется итерационным методом Ньютона. При этом производную функции заменяем отношением приращений функции и аргумента.

В результате получаем величину угловой скорости вращения сепаратора со 0 , величину скольжения £0 и усилие и температуры в контактах роликов с кольцами и сепаратором.

Исследование проскальзывания выполним для межвального подшипника 55-2672919Р5 изделия "99В".

При расчетах скольжения сепаратора принята минимальная радиальная нагрузка Рг = 50 Н. Перекос колец принят равным нулю. Скорости вращения колец приняты соответствующими режимам работы подшипника в двигателе.

Температура наружного кольца принята равной 43°С, внутреннего - 47,3°С. Монтажный радиальный зазор в подшипнике принят равным

о.

о н

(О Q.

с

ф

и ф

s х

ф

56

л Ц

о

■¡л О

0.05

§ = 0,043 мм. На рис. 3 и 4 приведены зависимости скольжения сепаратора от разности частот вращения наружного и внутреннего колец (скольжения роторов) при постоянной частоте вращения наружного или внутреннего колец.

При этом постоянная частота вращения наружного кольца (рис. 3) принята равной П =13067 об/мин, а частота вращения внутреннего кольца (рис. 4) соответственно - Пе =8152 об/мин.

Зависимость на рис. 3 показывает, что скольжение сепаратора увеличивается с увеличением скольжения роторов. Эта зависимость монотонная, так как при постоянной частоте вращения наружного кольца с увеличением частоты вращения внутреннего кольца уменьшается не только скольжение роторов, но и рабочее значение радиального зазора вследствие центробежного расширения внутреннего кольца.

Зависимость на рис. 4 не монотонная. При постоянной частоте вращения внутреннего кольца с увеличением частоты вращения наружного кольца увеличивается рабочее значение радиального зазора от центробежного расширения наружного кольца. Вследствие этого уменьшается число роликов в зоне нагружения, что должно привести к отставанию сепаратора, т.е. к увеличению проскальзывания. Одновременно увеличивается скольжение роторов. Для случая, когда скорость вращения наружного кольца больше скорости вращения внутреннего, это может, как показали результаты эксперимента, привести к увеличению скорости вращения сепаратора.

Следовательно, уменьшается скольжение (увеличивается отрицательное значение проскальзывания).

Таким образом, зависимость скольжения сепаратора от частоты вращения наружного кольца имеет сложный характер.

На рис. 5 приведена зависимость скольжения сепаратора от одно-временного увеличения частот вращения внутреннего и наружного колец при постоянной разности скоростей.

00 10ii00

Скольжение роторов. об./мин.

Рис. 3. Зависимость проскальзывания от скольжения роторов при Пн = 13067 об/мин

0,1

0,05

0

л о.

о

I-

(0 о.

« 10 ф -0,05 ф

&

л ц

о а

о

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

-0,1 -0,15 -0,2

00 У15 00 20 00 25 00 \ 30 00 35 00 40 00 45 30 50

00

Скольжение роторов, об./мин.

Рис. 4. Зависимость проскальзыванияот скольжения роторов при Пв =8152 об/мин

Результаты расчётов показывают, что скольжение сепаратора зависит как от величины скольжения роторов, но и от величин скоростей вращения колец.

На рис. 6 приведена зависимость скольжения сепаратора от радиальной нагрузки при температуре наружного кольца 33 °С и частотах вращения колец: Пв =5180 об/мин и Пн = 11313 об/ мин. Результаты расчётов показывают известное уменьшение скольжения сепаратора с увеличением радиальной нагрузки на подшипник.

На рис. 7 приведены результаты испытаний подшипника 55-2672919Р5 при различных значениях радиального зазора при смазке маслом ИПМ - 10 [8]. Величины проскальзывания сепаратора приведены в зависимости от частоты вращения наружного кольца. При этом частоты вращения внутреннего кольца соответствовали режимам работы подшипника в изделии.

Получено уменьшение проскальзывания с выходом оборотов колец на режим полного газа. Это противоречит общепринятым представлениям об увеличении проскальзывания с увеличением частоты вращения подшипника. Однако по нашему мнению в межвальных подшипниках проскальзывание зависит не от абсолютных значений скоростей вращения внутреннего и наружного колец, а от разности их скоростей (от "скольжения роторов").

Экспериментальные зависимости проскальзывания в подшипнике от разности скоростей вращения колец при нагрузке Fr=50 Н и различных значениях радиального зазора приведены на рис. 8. Видно увеличение проскальзывания с увеличением "скольжения роторов".

Приведенные результаты экспериментов показали, что на всех режимах испытаний частота вращения сепаратора была выше эпициклической, рассчитанной без учета сил трения в контак-

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 Радиальная нагрузка, Н

Рис. 5. Зависимость проскальзывания от частоты вращения наружного кольца при Пн — Пв = 4300 об/мин

Рис. 6. Зависимость скольжения сепаратора от радиальной нагрузки

40

35

га

Щ 253

I 20 -

и о о.

ф 15-

о

X

_0

Ф 10 -

X

и о

^ 5 -

о

0 -

90

-5 -

Рис.

Л1

\ Л

\ 1

\ V \

\ \ \

\ X

30 95 :о ю( 100 10! ¡00 11 ( )00 11! ¡00 121 )00 12! ¡00 13( )00 13! ¡00 14(

Режим п.об/мин

7. Зависимость проскальзывания комплекта роликов в подшипнике |и F =50 Н от частоты вращения и величины радиального зазора

О)

с

40 35 30 7 25 20

2

15

10

00

3500

4000

4500

Разность частот вращения, (об./мин.)

0,005

0,02

0,022

0,034

0,043

6500

Рис. 8. Зависимость проскальзывания комплекта роликов от разности частот вращения колец при различных значениях радиального зазора

5

тах и сопротивления вращению сепаратора.

На рис. 9 приведены результаты расчёта проскальзывания сепаратора на режимах испытаний при радиальном зазоре в сборе 0,043 мм и радиальной нагрузке 50 Н.

При выполнении расчётов температуры смазки принимались по экспериментальным данным. Для сравнения там же приведены экспериментальные значения проскальзывания комплекта роликов. Результаты расчётов имеют удовлетворительное соответствие с экспериментальными в связи с многофакторностью зависимости проскальзывания: от радиальной нагрузки, радиального зазора, как от скоростей вращения колец, так и от "сколь жения" роторов, температуры не только наружного, но и внутреннего колец, температуры смазки, ее свойств, объема и способа подачи в подшипник и другое.

К сожалению, многие факторы сложно оценить и учесть в расчётах.

Вместе с тем результаты экспериментов и теоретических расчётов позволяют сделать некоторые выводы о работоспособности межвальных подшипников.

Прежде всего, установлено, что термин "проскальзывание" для межвальных подшипников является условным, так как скорость вращения сепаратора оказывается не ниже, а выше теоретической (эпициклической). Это объясняется тем, что в межвальном подшипнике большинство роликов (даже в разгруженной зоне) являются "ведущими" так как прижимаются значительными по величине центробежными силами к вращающемуся наружному кольцу. Теоретический анализ показывает, что вследствие этого скольжение роликов относительно наружного кольца мини-

S х

ш 1

2 ц

(ТЗ

и о

О. С

40 35 30 25 20 15 10 5 0

1 1 1 t

;перимент счет

~~ ЭК1 /

--pa /

//

у /

/ /

7

3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 Разность частот вращ.роторов. (об./мин.)

Рис. 9. Зависимость проскальзывания комплекта роликов от разности частот вращения колец при § = 43 мкм и ^ = 50 Н

мально и близко к нулю. В то же время наблюдается значительное по величине скольжение роликов относительно внутреннего кольца.

Это говорит о высокой теплонапряженности в контактах роликов с внутренним кольцом и, как следствие, возможности значительного изнашивания и заедания.

Уменьшение скольжения сепаратора и изнашивания на внутреннем кольце может быть обеспечено не только подбором оптимальной величины радиального зазора, но и предварительным нагревом масла, подаваемого в подшипник.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кузнецов Н.Д. Обеспечение надежности современных авиадвигателей // Проблемы надежности и ресурса в машиностроении. М.: Наука, 1986. С.51-68.

2. Акифьев В.И. Разработка методики расчета роликовых подшипников опор ГТД с учетом проскальзы-

вания: Дисс. ... канд. техн. наук. Самара, Самарск. гос. аэрокосм. ун-т, 1998. 165 с., ил.

3. Балякин В.Б., Жильников Е.П., Самсонов В.Н., Ма-карчук В.В. Теория и проектирование опор роторов авиационных ГТД. Самара: Изд-во Самар. гос. аэрокосм. ун-та, 2007. - 254 с.: ил.

4. Макарчук В.В. Разработка методов расчета и проектирования высокоскоростных межвальных роликовых подшипников: дисс. ... канд. техн. наук. Самара, Самарск. гос. аэрокосм. ун-т, 2009. 165 с.

5. Крагельский И.В., Добычин М.Н., Комбалов В.С. Основы расчетов на трение и износ. М: Машиностроение, 1997. 526 с.: ил.

6. Жильников Е.П., Самсонов В.Н. Трение и изнашивание в узлах авиационной техники: учеб. пособие. Самара: Изд-во Самар. гос. аэрокосм. ун-та, 2007. 144 с.: ил.

7. Силаев Б.М. Трибология деталей машин в маловязких смазочных средах: монография.Самара: Изд-во Самар. гос. аэрокосм. ун-та, 2008. 264 с.

8. Исследование проскальзывания межвального подшипника 55 -2672919Р5 изделия 99В: Технический отчет/ Руковод.: Г.М. Косинов, Н.И. Петров/ ЦИАМ Москва , 2002. 18 с.

CALCULATION OF SKIDDING IN INTERSHAFT ROLLER BEARINGS OF GAS TURBINE EN GINES

© 2014 V.V. Makarchuk1, E.P. Zhilnikov2

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

'JSC ZAP (Aviation Bearing Plant), Samara 2 Samara State Aerospace University named after Academician S.P. Korolyov (National Research University)

The study provides methods and results of calculations of sliding in high-speed intershaft roller bearings. It presents comparison of results of experimental research of skidding of roller bearings at a test bench, imitating operating conditions of rolling bearings in supports of aircraft gas turbine engines with calculations based on the computer model of an intershaft roller bearing. Key words: Roller bearing, sliding, wear

Vladimir Makarchuk, Candidate of Technical Science, the Chief

Executive of Special Bearings Division.

Evgeniy Zhilnikov, Candidate of Technical Science, Professor

at the Desing Basics machines Department.

E-mail: [email protected]

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.