发动机典型故障的统计分析

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1、发动机典型故障的统计分析学生：宋屿指导老师：左渝钰摘要一部航空发动机发展是伴随着故障的频繁发生、排除、再发生与再排除的过程，即使是比较成熟的航空发动机，在使用很长时间与积累了丰富经验后，也还会出现故障甚至是严重的故障。航空发动机的故障率很难有一个标准的统计数量，这主要是由于发动机中零部件数量繁多，其形式与功能不等，故障模式又不一样，故很难统一计量。从总体上看故障类别主要有性能型故障，结构系统故障以及附件系统故障等。本文主要对航空发动机轴承滑蹭损伤故障进行分析说明，并列举浅析了某型涡喷发动机主轴圆柱滚子轴承典型故障和该涡喷发动机

2、近年来出现过的一些常见故障。关键词：航空发动机，轴承损伤，前言航空发动机是为航空器提供动力，实现航空器前进的装置，是保证其正常工作所必须的系统和附件，它包括燃油系统、滑油系统、点火系统、启动系统和防火系统等。航空发动机从宏观上可以分为活塞式发动机和空气喷气发动机两大类（空气喷气发动机又可分为带压气机的燃气涡轮发动机和不带压气机的冲压喷气发动机），本文主要以带压气机的的燃气涡轮发动机为例展开分析。燃气涡轮发动机主要由进气装置、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成。其工作原理是将从进气装置进入的空气在压气机中被压缩后，进入燃烧室并在那

3、里与喷油嘴喷出的燃油混合燃烧，生成高温高压燃气，燃气在膨胀过程中驱动涡轮作高速旋转，将部分能量转变为涡轮功，涡轮带动压气机不断吸入空气并进行压缩，使发动机连续工作；另一部分燃气则通过尾喷管的继续膨胀，将燃气中剩余的热焓充分转变为动能，以高速从喷口喷出，产生向前的推力，从而使飞行器前进。组成航空发动机的零件较多，并且工作环境特殊，所以，航空发动机往往具有多种故障模式，并且故障率也比较高，尤其是一些偶发故障。怎样根据所表现出来的状况来准确判断、排除发动机的故障呢？那么，对航空发动机的故障进行分析则显得相当重要！第一章航空发动机轴承

4、滑蹭损伤故障1.1航空发动机轴承由于航空发动机轴承工况环境恶劣，并且要求长时间可靠地工作。因此航空发动机轴承采用了一种先进的航空轴承钢制成。在轴流式压气机（尤其是多转子压气机）的航空发动机中，轴承主要用于高低压压气机前后支点、涡轮传动、齿轮传动箱传动输出以及一些轴间轴承，其目的是支撑主轴和传递转动，并且在转动的过程中还要承担主轴上其他零件传来的载荷。1.2滑蹭损伤滚动轴承在工作时，滚子应在内、外环滚道上作纯滚动。要使滚子作纯滚动，必须在滚道与滚子间有足够的拖动力以克服阻碍滚子-保持架组合体作正常运动的阻力。否则轴承不能按游星齿

5、轮系的关系运动（内环相当于主动齿轮，滚子相当于游星轮，保持架相当于游星架，外环相当于太阳齿轮），滚子就会在滚道上打滑形成滑动摩擦。由于滑动摩擦系数大于滚动摩擦系数，加上某些外来因素使得滚子与内、外环滚道上形成干摩擦，引起滑蹭，造成滚子与内、外环滚道上出现蹭痕和表面局部磨损等，即所谓的“滑蹭损伤”。滑蹭损伤出现后，最常见的结果是表面擦伤磨损，表面剥落等。严重时，由于滚子与内环间产生过大的摩擦热量会使内环膨胀，减小了轴承内部的游隙，将轴承卡死。1.3引起滑蹭损伤的因素一般机械中使用的滚动轴承由于转速低，且始终有负荷作用其上，很少出

6、现打滑现象。但是航空燃气涡轮发动机主轴承却很容易打滑，这是因为：（1）转速高。在高速作用下，滚子在大的离心力作用下有脱离内环滚道接触的趋势；（2）负荷小。航空发动机的转子均做的较轻，使作用轴承上的径向负荷小，加上飞机作机动飞行时会在某些情况下，使作用于轴承上的负荷更小，甚至出现零载，以及转子的不平衡力在某些情况下会抵消一些作用在轴承上的径向负荷，造成轴承的轻载或零载。这两方面的因素会使得由摩擦产生的拖动力变的很小，甚至出现零载，这样，就必然会引起轴承打滑，出现滑蹭损伤。对于滚珠轴承，由于它还要承受轴向载荷，所以一般不易打滑。但

7、是如果在飞行包线内，转子的轴向负荷变向的话，在变方向的前后瞬间，轴承也会出现轻载或零载，引起打滑。总之，现有的航空燃气涡轮发动机中，绝大多数主轴承均会打滑，且会产生滑蹭损伤。（1）发动机的装配有时也会影响到发动机在工作时出现轴承滑蹭。比如：将涡轮转子吊装到发动机时，为避免涡轮前滚棒轴承的滚棒妨碍吊装，常用凡士林涂在外环与滚棒间，以使滚棒紧贴于外环的滚道上。这样做方便了发动机的装配，但如果在低温室外首次试车时，就可能由于凡士林的黏性阻碍了滚棒-保持架的正常运动而引发该轴承出现滑蹭损伤。1.4滑蹭损伤故障的防治措施（1）增加拖动力

8、a.减小轴承的游隙—减小轴承游隙，使滚子在离心力作用下仍能保持与内环滚道的接触，但是，采用游隙的措施会带来其他更严重问题，特别对于处于发动机热端的轴承，应慎用。b.将保持架定于内环—将保持架定位于内环上，不仅减小了阻力，还增加了拖动力，会减少滑蹭损伤。但是必须提高保持架的加工