航空發(fā)動(dòng)機(jī)雙轉(zhuǎn)子軸承試驗(yàn)機(jī)的設(shè)計(jì)研究.pdf

1、滾動(dòng)軸承作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的重要支撐部件，其性能好壞是整個(gè)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)穩(wěn)定工作的關(guān)鍵。高速、重載等苛刻的工況要求軸承有更好的使用性能。為了評(píng)判軸承性能好壞，采用軸承試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)軸承的模擬試驗(yàn)成為目前最為有效的方法。本文根據(jù)試驗(yàn)軸承的技術(shù)參數(shù)和指標(biāo)研制了專用的航空發(fā)動(dòng)機(jī)雙轉(zhuǎn)子軸承試驗(yàn)機(jī)，其主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　(1)研發(fā)了一種適用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)軸承內(nèi)圈、外圈分別旋轉(zhuǎn)的雙轉(zhuǎn)子軸承試驗(yàn)機(jī)，針對(duì)目前航空發(fā)動(dòng)機(jī)軸承高速、重載的苛刻工況，

2、依據(jù)試驗(yàn)機(jī)技術(shù)參數(shù)和要求，確定了試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案，包括機(jī)械系統(tǒng)、加載系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)及電氣與控制系統(tǒng)部分，重點(diǎn)對(duì)試驗(yàn)機(jī)的主體機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究;主要包含主軸、加載裝置、試驗(yàn)機(jī)底座的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，完成試驗(yàn)機(jī)整體三維模型的設(shè)計(jì)。
　　(2)試驗(yàn)機(jī)主軸由兩個(gè)錐度軸通過法蘭螺栓聯(lián)接構(gòu)成，為保證高速旋轉(zhuǎn)主軸能夠安全可靠地工作，需要對(duì)法蘭螺栓聯(lián)接進(jìn)行研究。論文依據(jù)VDI2230高強(qiáng)度螺栓聯(lián)接設(shè)計(jì)理論，對(duì)主軸法蘭螺栓進(jìn)行了設(shè)計(jì)和計(jì)算

3、。通過對(duì)螺栓進(jìn)行受力分析，得到螺栓的等效載荷;通過對(duì)螺栓預(yù)緊力和工作載荷進(jìn)行研究，得到螺栓預(yù)緊力與工作載荷之間的關(guān)系。同時(shí)，為簡化對(duì)復(fù)雜法蘭剛度的計(jì)算，對(duì)法蘭單元截面進(jìn)行等效截面計(jì)算，建立法蘭聯(lián)接的剛度等效模型，計(jì)算出螺栓的初始預(yù)緊力，為之后進(jìn)行的主軸靜動(dòng)態(tài)性能分析提供數(shù)據(jù)參數(shù)。
　　(3)試驗(yàn)機(jī)主軸作為試驗(yàn)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵部件，其結(jié)構(gòu)特性影響試驗(yàn)機(jī)的使用性能和壽命。為研究主軸的承載性能和振動(dòng)特性，根據(jù)設(shè)計(jì)的法蘭螺栓聯(lián)接主軸結(jié)構(gòu)，

4、采用ANSYS workbench有限元分析軟件對(duì)主軸進(jìn)行動(dòng)靜態(tài)特性分析。通過進(jìn)行動(dòng)靜態(tài)特性分析，得到試驗(yàn)機(jī)主軸的靜剛度、主軸螺栓應(yīng)力值值及試驗(yàn)軸承內(nèi)外圈傾角變形量。在試驗(yàn)機(jī)主軸動(dòng)力學(xué)模態(tài)分析中，提取主軸前6階固有頻率和振型，分析得到主軸臨界轉(zhuǎn)速值，分析結(jié)果驗(yàn)證了主軸的動(dòng)靜態(tài)特性參數(shù)滿足技術(shù)要求，說明主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，保證了試驗(yàn)主軸系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性。
　　本論文研究的航空發(fā)動(dòng)機(jī)雙轉(zhuǎn)子軸承試驗(yàn)機(jī)是一臺(tái)滿足航發(fā)軸承試驗(yàn)需求，針對(duì)試