Вестник МГТУ. 2016, №4.

Вестник МГТУ. 2016. Т. 19, № 4. С. 813–821. DOI: 10.21443/1560-9278-2016-4-813-821 813 УДК 629.7.021 Е. В. Шеховцева Усовершенствование смазки подшипниковой опоры вала Подшипниковые опоры вала газотурбинного двигателя играют важную роль в обеспечении работоспособности продукции общего и специального двигателестроения. В связи с этим предпринимаются активные попытки повышения работоспособности подшипниковой опоры вала. Такие попытки обусловлены общей тенденцией развития техники, диктующей стремление к компактным машинам и агрегатам, обладающим повышенной надежностью и долговечностью. С этой целью выполнены исследования по выявлению несоответствий в эксплуатации подшипниковых опор валов. Изучены причины возникновения выкрашивания на беговых дорожках наружной обоймы подшипниковых опор вала на разных этапах развития повреждения рабочей поверхности. Рассмотрены основные конструкции подшипниковых опор валов авиационных газотурбинных двигателей и способы их смазки. Отмечены недостатки существующих методов смазки подшипниковых опор вала. Предложена усовершенствованная конструкция узла подшипниковой опоры вала газотурбинного двигателя, которая позволяет улучшить условия смазки и охлаждения подшипниковой опоры вала в результате равномерного подвода масла к зонам контакта наружного кольца подшипника и тел качения с принудительным отводом масла из зоны контакта внутреннего кольца подшипника и тел качения. Дополнительно решена задача улучшения условия подвода смазки к внутренней обойме подшипниковой опоры вала. Разработанная конструкция позволяет применить нетрадиционный способ смазки и охлаждения подшипниковой опоры вала. При этом рекомендуется использовать процесс регулирования микрорельефа на рабочих поверхностях подшипниковой опоры в период притирки. Это позволит улучшить этап приработки и повысить работоспособность и долговечность подшипниковой опоры вала. Ключевые слова: опора вала, подшипник, подвод и отвод смазки, наружная и внутренняя обойма подшипника, выкрашивание (питтинг), беговая дорожка подшипника. Введение Подшипниковые опоры газотурбинных двигателей (ГТД) считаются одними из ответственных узлов, отвечающих за надежность и ресурс двигателя, и используются на протяжении всей истории развития техники. За это время выявился основной вид повреждения деталей опор, являющийся причиной выхода из строя подшипников или приводящий к резкому изменению условий эксплуатации и способствующий в конечном счете разрушению подшипниковой опоры ГТД. Основной причиной выхода из строя опор ГТД являются дефекты, возникающие в результате контактной усталости. Контактная усталость ( питтинг ) – вид повреждений, развивающихся под действием поверхностных и подповерхностных напряжений, многократно возникающих в процессе контактного взаимодействия пар качения подшипника ротора турбины, компрессора или редуктора ГТД. Повреждения характеризуются удалением металла и образованием раковин на поверхностях пар качения. Материалы и методы Поверхностное усталостное выкрашивание возникает при повторных воздействиях контактных напряжений. В процессе эксплуатации происходит зарождение и рост усталостных микротрещин на поверхности или на небольшой глубине под поверхностью. Появление трещин обусловлено недостаточной толщиной смазочного слоя и контактом отдельных выступов металлических поверхностей пар качения, а также концентраторов напряжений в виде отдельных следов режущего инструмента. Трещины могут зарождаться от неметаллических включений, содержащихся в материалах тел качения и обойм подшипника, или дефектов упрочняющей обработки. Отдельные начальные раковины выкрашивания располагаются преимущественно вдоль одной наиболее нагруженной прямой линии беговой дорожки. Затем появляются отдельные раковины вдоль другой линии, отстоящей от первой на определенном расстоянии. Дальнейший рост раковин сопровождается их слиянием и увеличением площади поврежденной поверхности, охватывающей в конечном счете все пространство между указанными линиями (рис. 1). Рис. 1. Питтинг беговой дорожки обоймы подшипника Fig. 1. Pitting of bearing race