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
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。
