发动机轴承与密封

转子支承方案
四点支承方案
例如1-3-0的转子支承方案
表示压气机转子前有一个支点， 涡轮转子后无支点， 压气机与涡轮转子间有三个支点， 整个转子共支承于四个支点上。 特点:结构与装拆 简单，但压气机、 涡轮转子的轴向 负荷分别由各自 的滚珠轴承承受， 在空气流量和增 压比稍大的发动 机中，轴向负荷 就很大而无法采 用。四个支点很难保证在一条中心线上。 只在早期小型发动机上采用过。
转子支承方案
三点支承方案
例如1-2-0的转子支承方案
表示压气机转子前有一个支点， 涡轮转子后无支点， 压气机与涡轮转子间有二个支点， 整个转子共支承于三个支点上。
特点:联轴器不仅传递扭矩，还传递轴向力，使压气机转子和涡轮转子的轴向 力抵消一部分，从而只有一个承受轴向负荷的支点，且轴向负荷较小； 联轴器作成铰接形式，允许两轴线稍有偏斜；支承刚性好。应用广泛。 。
航空发动机轴承与封严
转子支承方案
转子通过支承结构支承于发动机机匣上。 发动机中所需轴承的数量取决于发动机的长度和重量。 转子支承方案
支承方案：发动机中，转子采用几个支承结构（支点），安排 在何处，称为转子支承方案。
支承表示方法：
转子支点的数目与位置，常用两条前、后排列的横线分别代表 压气机转子和涡轮转子。 两条横线前、后及中间的数字表示支点的数目。
转子支承方案
⑵ “宝石”涡轮轴发动机的支承方案 “宝石”涡轮轴发动机是英国RR公司生产的自由涡轮式双转子涡轮轴发动机。 高压转子由一级离心式压气机和一级轴流式涡轮组成，离心式压气机前有一 个支点，采用滚珠轴承，轴流式涡轮后有一个支点，采用滚棒轴承，所 以其支承方案可写成：1-0-1，为两点支承。 低压转子由四级轴流式压气机和一级轴流式涡轮组成，在四级轴流式压气机 前有一个支点，采用滚棒轴承，轴流式压气机后也有一个支点，采用滚 珠轴承，低压轴流式涡轮后有一个支点，采用滚棒轴承，所以其支承方 案可写成：1-1-1，为三点支承。 自由涡轮为两级轴流式涡轮，功率输出轴向前，在自由涡轮前采用一个滚棒 轴承，自由涡轮后采用一个滚珠轴承，所以其支承方案可写成：1-1，
由于止推止点的负荷较大，一般应置于温度 较低的地方。
转子支承方案
联轴器
功用：
将压气机转子与涡轮转子连接成发动机转子。 在不同的支点支承方案中，联轴器有的仅传递扭矩；有的要传递扭矩和轴 向力；有的不仅要传递扭矩、轴向力，还要承受径向力。
联轴器的分类：
柔性联轴器：如果允许涡轮转子相对压气机转子轴线有一定的偏斜角，这 种联轴器称为“柔性联轴器”。 刚性联轴器：在2支点的支承方案中，联轴器仅传递扭矩与轴向力，且将 涡轮轴与压气机轴刚性的联成一体，这种联轴器称为“刚性联轴器”。 刚性联轴器涡轮转子相对压气机转子轴线不允许有偏斜.
按滚动体的形状可分为：
滚动轴承分为滚珠轴承和滚棒轴承。 滚棒轴承分为圆柱滚棒轴承、圆锥滚棒轴承等。
轴承
滚动轴承的组成：
由内圈、外圈，一组滚动体（滚珠或滚棒）和保持架组成。 内圈通常装在轴上，与轴紧配合，并与轴一起旋转。 内套圈外表面上有供滚珠或滚棒滚动的沟槽，称内沟或内滚道。 外圈通常在轴承座或机械壳体上，与轴承座孔成过渡配合，起支撑滚 珠和滚棒的作用。 有些轴承是外圈旋转，内圈固定而起支撑作用。外圈内表面上也有供 滚珠或滚棒滚动的沟槽，称外沟或外滚道。 滚动体在内圈和外圈的滚道之间滚动，在旋转过程中允许其发生相对 运动，滚动体的大小和数量决定着轴承的承载能力。 保持架把轴承的一组滚动体均匀相互隔开，以避免互相碰撞和摩擦， 并使每个滚动体均匀和轮流地承受相等的载荷。
封严
蓖齿式封严件 这种封严件广泛用来挡住轴承腔中的滑油，它还用 做控制内部空气流的限流装置。 浮动环（环形）封严件 它有一个金属环，安置在静止机匣紧密结 合的槽中。该环和旋转轴之间的正常运转间隙比蓖齿式封严件 所能达到的间隙为小。这是因为无论何时，当轴接触这个环的 时候，环可以在其所在的机匣内移动。环形封严件不用于高温 区，由于高温会使滑油结焦，导致环形件卡在机匣中。 液压封严件 这种方法常常用于两个旋转件之间来封严轴承腔。它 与蓖齿式或环形封严件不同之处在于它不允许受控的空气流穿 过封严件。液压封严件由一个封严齿浸在一个滑油环带中形成， 这个滑油环带是由离心力造成的。轴承腔内外的任何空气压差 由齿两侧的滑油油面差补偿。 石墨封严件 它含有一个静止的石墨环构件，不断地与旋转轴的套 环相摩檫，使用了几个弹簧使石墨与套环保持接触。依靠接触 的良好程度，不允许任何滑油或空气漏过。 刷式封严件 它有一个由许多细钢丝制成的刷组成的静止环，不断 与旋转轴相接触，与硬的陶瓷涂层相摩檫，其优点是可以承受 径向摩檫而不增加渗漏。
两点支承方案
转子支承方案
在压气机级数较少的发动机中，将压气机转子与涡轮转子刚性地联接成一 体，组成发动机转子，此时，发动机转子只需支承于两个支点上，形成 了两支点的支承方案。 对于由单级离心压气机与单级涡轮组成的转子,可采用0-2-0支承方案。如 果空气流量较大，为了获得好的刚性,可采用1-0-1支承方案
封 严
转子支承方案
在采用混合式压气机的涡轮轴发动机中，常将轴流压气机 的转子单独用两个支点支承，离心压气机与涡轮转子 刚性地联结成一个转子，也用两个支点支承，两转子 间用浮动套齿联轴器联接传递扭矩，如图所示，两转 子上的轴向负荷分别由各自的止推轴承承受，联轴器 不传递轴向负荷。
转子支承方案
自由涡轮式涡轮轴发动机的支承方案通常有两种，如图3-98所示。 图3-98（a）所示的支承方案中，燃气发生器转子轴和自由涡轮转子 功率输出轴前、后并列，功率输出轴只得向后方向传动，这不仅 增加了发动机的长度，而且给转子的平衡带来苛刻的要求，轴系 支承、润滑和传动复杂。 图3-98（b）所示的支承方案中，燃气发生器转子轴和自由涡轮转子 功率输出轴同心向前传动，从而缩短了发动机的轴向尺寸，增强 了转子的刚性，简化了轴系设计。
轴承
轴承需要滑油润滑和冷却
润滑的方法有两种:一种是直接润滑法,另一种是间接润滑法。 直接润滑法是通过一个标定孔供应一定温度和压力的滑油，孔 的尺寸确定了在各种工况下的流量。保持滑油干净十分重 要，喷油孔前，供油路上安装有若干油滤和滤网。 间接润滑法是滚道下润滑方法,滑油喷雾在空心转子轴的内壁, 由于离心力滑油停留在壁上,然后滑油通过轴和轴承内滚道 上的孔向外流动,在保持架离开轴承。这种方法比直接润滑 带走的热量多。
轴承
轴承
轴承
“挤压油膜”式轴承：
目的：
在某些发动机上，为了尽量减少 从旋转组件传向轴承座的动 力负荷的影响，采用了“挤 压油膜”式轴承。
形式：
在轴承外圈和轴承座之间留有很 小的间隙，该间隙中充满了 滑油。滑油来自滑油系统. 该油膜阻尼了旋转组件的径向运 动及传向轴承座的动力载荷， 因此减低了发动机的振动及 疲劳损坏的可能性。
轴承
轴承的功用：
支承发动机转子; 将转子的各种负荷传递到承力机匣上。
轴承的工作原理：
将滑动摩擦变为滚动摩擦。 因为滚动摩擦的摩擦力小于滑动摩擦的摩擦力。
轴承
轴承的分类：
按承受载荷的方向可分为：
轴承可分为向心型轴承和推力型轴承两大类。 向心轴承只能承受径向载荷，有的向心轴承承受径向载荷 的同时,还能承受不大的轴向载荷; 推力轴承只能用来承受轴向载荷。
为两点支承。
转子支承方案
⑶ MTR390涡轮轴发动机的支承方案 MTR390涡轮轴发动机是由德国发动机涡轮联合有限 公司，法国透博梅卡公司和英国罗罗公司共同研制生 产的新一代自由涡轮式单转子涡轮轴发动机。用于欧 洲直升机SAPAH-2/HAP/HAC“虎”。 离心式压气机前有一个支点，为滚珠轴承；燃气发生器 涡轮后有一个支点，为滚棒轴承，所以燃气发生器转 子的支承方案是1-0-1。 自由涡轮转子后有两个支点，一个是滚珠轴承，一个是 滚棒轴承，支承方案是0-2。
转子支承方案
简图：
一般在研究转子支承方案时，均将复杂的转子简化成 能表征其特点的简图，在简图中小圆圈表示滚珠 轴承，小方块表示滚棒轴承。 止推支点(固定轴承)： 转子上的止推支点除承受转子的轴向负荷、径向负荷 外，还决定了转子相对机匣的轴向位置，因此每 个转子只能有一个止推支点。 推支点位置安排的一般原则是:
封严
轴承的封严
功用：
封严件用于防止滑油从发动机轴承腔漏出， 控制冷却空气流和防止主气流的燃气进入封严空气腔。
选取何种封严方法取决于：轴承ห้องสมุดไป่ตู้围的温度,压力,发热量, 重量,可用空间的大小,易于制造,安装和拆卸等。 封严件的分类（型式）：
蓖齿式封严件 浮动环（环形）封严件 液压封严件 石墨封严件 刷式封严件
转子支承方案
T700-GE-701A涡轮轴发动机的支承方案
T700-GE-701A涡轮轴发动机是美国通用电气公司设计生产的单轴自由涡 轮式涡轮轴发动机，其支承方案如图3-99所示。1号、2号轴承支承输 出轴，3号轴承位于压气机前端，4号轴承位于压气机和涡轮之间，
3号，4号轴承共同支承燃气发生器转子，5号，6号轴承支承自 由涡轮转子。1、3、6号轴承为滚珠轴承，承受径向、轴向载荷， 其余为滚棒轴承，只承受径向载荷。该发动机的燃气发生器转子 的支承方案可写成：1-1-0，自由涡轮转子的支承方案可写成： 0-2。这种支承方案得到广泛的采用，如TM333涡轮轴发动机， 也采用这种支承方案。