小型高速軸承試驗裝置的研制.pdf

1、作為航空發(fā)動機轉子系統(tǒng)的支承部件,滾動軸承性能的好壞是整個轉子系統(tǒng)可靠工作的關鍵,直接影響到發(fā)動機的整體性能。高溫、重載等極苛刻工況條件對于滾動軸承的使用性能提出了更高的要求。開發(fā)專用的軸承試驗裝置進行航空發(fā)動機高速主軸軸承試驗,可以為準確評價軸承性能和改進軸承結構設計提供可靠的試驗數(shù)據(jù),已成為軸承學科發(fā)展的基礎性科學問題。
　　論文研制了一種小型高速軸承試驗裝置,基于模擬航空發(fā)動機主軸軸承的潤滑特性,具有相同的支承結構、潤滑方式

2、和工況條件,可以為航空發(fā)動機的高速主軸軸承提供軸承試驗平臺。系統(tǒng)采用模塊單元化設計,既可以測試球軸承,又可以測試滾子軸承。被試軸承最高轉速可達42000 r/min,軸向和徑向極限載荷可達4000 N,并可實現(xiàn)伺服加載。
　　論文確定了小型高速軸承試驗裝置系統(tǒng)的總體方案,完成了試驗裝置的機械主體結構設計。采用 Pro/Engineer建立了試驗裝置的三維模型,利用有限元法對試驗裝置整體進行了線性靜力分析、模態(tài)分析和諧響應分析。通過

3、將軸承簡化為徑向彈簧單元,得到主軸系統(tǒng)簡化有限元模型。對主軸系統(tǒng)進行靜態(tài)特性分析,得到主軸靜剛度的簡化計算方法。對主軸進行模態(tài)分析,得到主軸系統(tǒng)共振頻率,可以滿足試驗裝置轉速譜控制的要求。主軸系統(tǒng)的諧響應分析,研究了激振力頻率對于主軸系統(tǒng)動態(tài)響應的影響,計算了不同位置的響應應力與響應位移。通過模擬軸承座承載方式,得到機體靜載下的應力分布。再由機體的模態(tài)分析,得到機體的固有振型和固有頻率,可以作為軸承試驗裝置結構參數(shù)優(yōu)化的依據(jù)。對試驗裝置