行星齿轮支承滑动轴承是齿轮传动涡扇发动机(geared turbo fan engine,GTF)主减速齿轮箱的关键技术之一,其一般工作在高转速、高比压和大偏心工况下。苛刻工况加之特殊结构的影响,使得GTF滑动轴承易出现轴端局部热变形过大、轴向油膜厚...行星齿轮支承滑动轴承是齿轮传动涡扇发动机(geared turbo fan engine,GTF)主减速齿轮箱的关键技术之一,其一般工作在高转速、高比压和大偏心工况下。苛刻工况加之特殊结构的影响,使得GTF滑动轴承易出现轴端局部热变形过大、轴向油膜厚度分布不均、倾斜引发轴颈碰磨风险增大等问题,进而影响滑动轴承及齿轮箱的使用寿命和运行可靠性。针对这一问题,建立了高转速、高比压、大偏心工况下考虑轴颈倾斜的GTF滑动轴承热弹流润滑分析模型,以4种不同轴颈轴向母线的滑动轴承为对象,开展不同条件下的轴承性能对比分析。提出了滑动轴承油膜轴向物理场均匀化这一参数指标,然后以油膜的温升、承载力、油膜轴向厚度均匀化为目标,进行了R型轴颈轴向母线的滑动轴承多目标优化,并对参数优化后的轴承性能进行了分析。结果表明:通过轴颈轴向母线设计可以显著提升滑动轴承的润滑性能,且其效果随着偏心率和转速的增大而增加;R型轴颈轴向母线对滑动轴承性能改善效果最明显,且能降低轴颈倾斜对轴承性能的影响;以油膜的承载力、温升、膜厚轴向均匀化为目标,通过多目标优化获得R型轴颈轴向母线滑动轴承,其轴承性能及稳定性均较好。该研究为高承载力和高可靠的GTF滑动轴承设计提供了重要参考。展开更多
齿轮传动涡扇发动机(geared turbo fan engine,GTF)的星型齿轮传动系统使用滑动轴承作为支承。GTF滑动轴承在高速高比压工况下工作,油膜压力较大,导致轴承会发生弹性变形。考虑滑动轴承的弹性变形以及润滑油温黏效应等的影响,基于计算...齿轮传动涡扇发动机(geared turbo fan engine,GTF)的星型齿轮传动系统使用滑动轴承作为支承。GTF滑动轴承在高速高比压工况下工作,油膜压力较大,导致轴承会发生弹性变形。考虑滑动轴承的弹性变形以及润滑油温黏效应等的影响,基于计算流体动力学方法建立了高速高比压织构滑动轴承的三维热弹流润滑分析模型,研究了考虑弹性变形影响的织构滑动轴承热流体润滑性能,并对比了织构滑动轴承和无织构滑动轴承的热弹流润滑性能。结果表明:考虑弹性变形的影响后,在相同大偏心率工况下织构滑动轴承的最大油膜压力、承载力和最大油膜温度均会明显降低,周向承载区域明显扩大,且温度和油膜压力在圆周方向上的变化也更加平缓;对比织构滑动轴承和无织构滑动轴承,两者的最大油膜压力、承载力、最大油膜温升和摩擦系数无明显差异,但油膜承载区的弹性变形有明显减小。展开更多
文摘行星齿轮支承滑动轴承是齿轮传动涡扇发动机(geared turbo fan engine,GTF)主减速齿轮箱的关键技术之一,其一般工作在高转速、高比压和大偏心工况下。苛刻工况加之特殊结构的影响,使得GTF滑动轴承易出现轴端局部热变形过大、轴向油膜厚度分布不均、倾斜引发轴颈碰磨风险增大等问题,进而影响滑动轴承及齿轮箱的使用寿命和运行可靠性。针对这一问题,建立了高转速、高比压、大偏心工况下考虑轴颈倾斜的GTF滑动轴承热弹流润滑分析模型,以4种不同轴颈轴向母线的滑动轴承为对象,开展不同条件下的轴承性能对比分析。提出了滑动轴承油膜轴向物理场均匀化这一参数指标,然后以油膜的温升、承载力、油膜轴向厚度均匀化为目标,进行了R型轴颈轴向母线的滑动轴承多目标优化,并对参数优化后的轴承性能进行了分析。结果表明:通过轴颈轴向母线设计可以显著提升滑动轴承的润滑性能,且其效果随着偏心率和转速的增大而增加;R型轴颈轴向母线对滑动轴承性能改善效果最明显,且能降低轴颈倾斜对轴承性能的影响;以油膜的承载力、温升、膜厚轴向均匀化为目标,通过多目标优化获得R型轴颈轴向母线滑动轴承,其轴承性能及稳定性均较好。该研究为高承载力和高可靠的GTF滑动轴承设计提供了重要参考。
文摘齿轮传动涡扇发动机(geared turbo fan engine,GTF)的星型齿轮传动系统使用滑动轴承作为支承。GTF滑动轴承在高速高比压工况下工作,油膜压力较大,导致轴承会发生弹性变形。考虑滑动轴承的弹性变形以及润滑油温黏效应等的影响,基于计算流体动力学方法建立了高速高比压织构滑动轴承的三维热弹流润滑分析模型,研究了考虑弹性变形影响的织构滑动轴承热流体润滑性能,并对比了织构滑动轴承和无织构滑动轴承的热弹流润滑性能。结果表明:考虑弹性变形的影响后,在相同大偏心率工况下织构滑动轴承的最大油膜压力、承载力和最大油膜温度均会明显降低,周向承载区域明显扩大,且温度和油膜压力在圆周方向上的变化也更加平缓;对比织构滑动轴承和无织构滑动轴承,两者的最大油膜压力、承载力、最大油膜温升和摩擦系数无明显差异,但油膜承载区的弹性变形有明显减小。
