航空发动机主轴承故障分析
论文题目：航空燃气涡轮发动机主轴轴承故障分析及维护
发动机主轴滚动轴承故障分析与维护【摘要】关键词：Key words:目录1 引论 (3)1.1后机身尾尖结构设计概况 (3)1.2后机身尾尖裂纹故障 (10)2 尾尖结构失效分析 (12)2.1总体布局方面的问题 (12)2.2发动机喷流高温环境的影响 (12)2.3振动与噪声环境的影响 (13)2.4装配载荷的影响 (13)2.5结构设计的影响 (14)3 尾尖结构故障综合治理 (15)3.1取去除尾尖的综合治理方案 (15)3.1.1 主要技术依据 (15)3.1.2 试飞测试验证 (16)3.2去尾尖方案的技术关键 (19)3.3去尾尖方案结构设计 (19)3.3.1 尾尖结构改进方案 (20)3.3.2 伞舱结构协调更改设计 (21)3.4试飞考核验证 (21)3.4.1 飞行测温对比试验 (21)3.4.2 小尾尖加装大挡板对飞机加速性的影响 (22)3.5根治尾尖多发性故障解决方案研究结论 (22)4 去除尾尖改装实施效果 (23)4.1歼八系列飞机尾尖结构改装 (23)4.2飞行试用考核 (23)4.3结论 (23)5 经验教训 (25)结束语............................................................................................................. 错误！未定义书签。
谢辞 .................................................................................................................. 错误！未定义书签。
文献 .................................................................................................................. 错误！未定义书签。
航空发动机主轴后轴承打滑损伤失效分析
第一章绪论第一章绪论1.1前言1.1.1课题研究的目的及意义航空发动机，是一种具有高度复杂性的动力装置，为航空飞行器提供飞行所需动力。
作为航空飞行器的核心组成部分，直接影响飞机的安全性及经济性，同时也是一个国家科技、工业和国防实力的重要体现。
随着发动机日益朝着大推重比、高可靠、长寿命、低能耗等方向发展[1]，作为发动机关键零部件件的主轴后轴承的工作条件也变得越来越苛刻，主要表现在轴承的DN (轴承内径(mm)×转速(r/min))值越来越大，一般认为DN 值超过0.6×106mm•r/min 的滚动轴承即为高速轴承，而近代航空发动机主轴轴承DN 值甚至已达到3×106mm•r/min 左右[2]。
如图1.1所示，航空发动机主轴6套滚动轴承中，后轴承长期服役于高速轻载工况下，除了正常的疲劳磨损外，更多情况是因打滑引起的摩擦磨损。
打滑会造成轴承磨损、蹭伤、裂纹、剥落、塑性变形以及胶合等损伤，进而造成轴承的早期失效，严重影响到轴承的寿命和可靠性[3]。
据统计后轴承因打滑造成的失效可达到33.46%[4]，已成为后轴承失效的重要因素。
轴承打滑即轴承运行过程中，在高DN 值、在极轻的径向接触载荷下（或在过量的润滑条件下），由于离心力、惯性力及系统阻力的影响，导致滚子与内圈滚道间的油膜牵曳力减小，滚子与内外圈滚道各接触点的线速度存在差异，此时在两接触体间出现的相对滑动现象称为打滑[5]。
打滑行为可以用打滑率S 描述，S 越大表示打滑越严重。
ng S νν-=1(1-1)式中：g v 为滚子实际线速度；n v 为滚子理论线速度。
打滑是高速轴承工作过程客观存在的一种现象，打滑不仅加剧滚子与滚道间的摩擦磨损，破坏轴承的旋转精度，诱发轴承的振动噪声，还将导致滚动轴承及润滑油温度剧增，局部高温破坏润滑油膜，导致轴承服役寿命的缩短。
打滑严重影响了轴承的工作性能，轴承打滑的问题已经得到了轴承行业的高度重视，已成为该领域的关键共性科学问题，如何消除或减轻打滑对轴承的损伤已成为高精贵州大学硕士学位论文度、长寿命和高可靠性轴承研发的技术瓶颈，因此，深入开展轴承打滑失效机理的研究显得极为迫切且尤为重要。
某型航空发动机止推轴承故障分析与处理
某型航空发动机止推轴承故障分析与处理某型航空发动机止推轴承是发动机的重要组成部分，其主要作用是支撑和定位发动机的轴向力，保证发动机正常运转。
一旦止推轴承发生故障，将会影响到发动机的正常工作，甚至会导致发动机停机，因此故障分析与处理是非常重要的。
一、故障分析1. 事故现象和分析：在使用某型航空发动机期间，发动机突然出现振动和异声，同时发动机推力下降，机组决定紧急着陆。
经检查发现，止推轴承存在异常磨损和损坏，因而导致了以上现象。
2. 故障原因分析：在对止推轴承进行拆解和检查后，发现轴承内部存在沉积物和磨损颗粒。
根据分析，故障原因可以归结为两个方面：一是润滑油质量不合格，导致油中沉积物增多；二是发动机振动过大，引起轴承磨损。
3. 故障诊断：根据故障现象和原因分析，可以初步判断该故障是由于轴承润滑不良导致的。
进一步的诊断需要检查发动机的润滑油系统和振动监测系统。
二、故障处理1. 更换润滑油：根据故障原因分析，发现润滑油质量不合格是导致轴承故障的直接原因之一。
需要将发动机的润滑油进行更换，并且加强对润滑油的监测和检测，确保润滑油的质量符合要求。
2. 检修轴承：将受损的止推轴承进行检修或更换。
对于检修轴承，需要进行全面的清洗，去除内部的沉积物和磨损颗粒，并在装配时使用合适的润滑剂进行润滑。
3. 振动监测和控制：故障原因分析中发现，发动机振动过大是导致止推轴承磨损的一个重要因素。
需要对发动机的振动进行监测和分析，并采取相应的措施降低振动。
4. 定期维护：为了预防止推轴承故障的发生，需要制定合理的维护计划，并对发动机进行定期检查和维护。
特别是要对润滑油进行定期更换和检测，以确保其质量和性能。
也要对发动机的振动进行定期监测。
通过以上故障分析和处理，可以有效解决某型航空发动机止推轴承故障问题。
为了保证发动机的可靠性和安全性，还需要持续监测和改进止推轴承的设计和制造工艺，提高其抗磨损和抗振动能力。
某型航空发动机止推轴承故障分析与处理
某型航空发动机止推轴承故障分析与处理引言航空发动机由于其特殊的工作环境和复杂的工作过程，容易出现各种故障。
本文将针对某型航空发动机的止推轴承故障进行分析与处理，以期对类似问题的解决提供一定的参考。
一、故障现象某型航空发动机在运行过程中出现了止推轴承故障的现象，具体表现为轴承温度和振动值超过正常工作范围，同时发动机噪音也明显增大。
这些异常信号都可以通过发动机的传感器进行监测和记录。
二、故障原因止推轴承故障的主要原因是由于轴承润滑不良和磨损引起的。
在航空发动机工作时，轴承承受着巨大的载荷和高速旋转的惯性力，如果轴承润滑不良，会导致摩擦增加，从而使轴承温度升高，并且会在摩擦面产生金属磨粒，进一步加剧轴承磨损。
而轴承润滑不良的原因主要有以下几个方面：1. 润滑油质量不合格。
航空发动机的润滑油具有一定的规格要求，如果使用的润滑油质量不合格，会导致润滑效果不佳。
3. 润滑系统故障。
润滑系统是航空发动机正常工作的关键部件之一，如果润滑系统出现故障，例如润滑油泵失效或管道堵塞等，都会导致轴承润滑不良。
除了润滑不良外，轴承的磨损也是导致止推轴承故障的原因之一。
磨损的主要原因包括：1. 轴承装配不当。
轴承在装配时，需要按照一定的工艺要求进行操作，如果装配不当，例如过紧或者过松，都会导致轴承磨损。
2. 砂粒进入轴承。
航空发动机在使用过程中，由于工作环境复杂，有时会导致砂粒进入轴承内部，破坏润滑体系，引起轴承磨损。
三、故障处理对于止推轴承故障，需要通过以下几个步骤进行处理：1. 检查润滑系统。
首先要检查润滑系统是否正常工作，包括润滑油泵是否正常运转，油管是否畅通，油品是否符合规定要求等。
3. 检查轴承装配。
检查轴承的装配是否合理，包括轴承的间隙是否适当，是否有过紧或过松的现象，如果发现问题，需要进行调整或更换。
4. 清洗轴承。
如果发现轴承内有砂粒或金属磨粒，需要及时进行清洗，以保证轴承的正常工作。
5. 监测和记录。
在处理完止推轴承故障后，需要对发动机进行监测和记录，观察轴承温度、振动和噪音等数据，以确保发动机的正常运行。
航空发动机轴承故障诊断的算法研究
航空发动机轴承故障诊断的算法研究随着航空工业的不断发展，航空发动机的性能也得到了快速提升。
但是，随之而来的问题也越来越复杂，其中航空发动机轴承故障的诊断一直是航空领域的难点之一。
航空发动机轴承故障的发生不仅会影响飞行安全，还会造成严重的经济损失。
因此，针对航空发动机轴承故障的诊断算法研究具有重要的实际意义。
一、航空发动机轴承故障的分类和判别方法航空发动机轴承故障的分类可以按照故障类型、故障严重程度和故障来源等方面进行。
航空发动机轴承故障类型包括疲劳裂纹、塑性变形、微粒磨损、润滑不良等。
故障严重程度的评估可以通过采用特征提取和分类器结合的方法，其中特征提取方法包括时域、频域、小波分析等。
在故障来源方面，可以通过振动、声波、温度等传感器提取的数据来进行判别。
二、目前，国内外研究者们对航空发动机轴承故障诊断的算法进行了大量的研究，可以分为常规算法和深度学习算法两大类。
1.常规算法常规算法包括模型一致性检验法、时-频分析、小波变换等。
模型一致性检验法是利用统计学原理和方式检验输入和输出之间是否具有一致性，通过建立数学模型来判断是否存在轴承故障。
时-频分析方法是将时域信号变换到频域，然后利用频率分布特征判断是否存在轴承故障。
小波变换方法则是采用小波变换来提取轴承信号的频域特征，然后根据这些特征来判断轴承故障的类型和严重程度。
2.深度学习算法深度学习算法是近年来应用较为广泛的一种算法。
在航空发动机轴承故障诊断中，深度学习模型主要包括卷积神经网络（CNN）、循环神经网络（RNN）和长短时记忆网络（LSTM）等。
其中，CNN是一种用于处理具有层次结构的数据的神经网络，其可以在不丢失重要特征的情况下，将数据压缩到一个向量中。
RNN则是一种可以记忆之前处理的数据的神经网络，可以用于序列数据的处理。
LSTM则是一种基于RNN的改进算法，主要用于解决长时序列数据中的梯度消失和梯度爆炸问题。
三、算法应用现状目前，航空发动机轴承故障诊断的算法已经开始应用于实际生产中。
航空发动机主轴承失效研究
航空发动机主轴承失效研究摘要：本文从剖析轴承打滑机理出发，列举实例给出防止高速轴承打滑的措施；并结合该系列航空发动机主轴承结构特点和装配工艺方法，给出该系列航空发动机主轴承打滑故障可行的控制措施。
关键词：航空发动机主轴承打滑高速轴承控制措施1背景航空发动机的主轴承时常运行在高速大幅度变载荷工况下，是滚动轴承在极端苛刻及特殊工况下应用的典型代表。
高速滚动轴承运行过程中发生的打滑现象会引起轴承内外环滚道和滚动体表面的磨损和早期失效，这会对滚动轴承的正常工作产生极大的影响，从而严重威胁航空发动机的安全运行。
涡桨发动机采用典型的1-2-0三支点支承方案，发动机主轴承分为压气机前轴承、压气机后轴承、涡轮轴承三种。
该系列发动机主轴承的失效部位基本集中在涡轮轴承上，失效的形式以打滑为主。
因此明确航空发动机主轴承的打滑机理，并加以控制，降低打滑故障的发生率，对航空发动机的正常使用有着重要意义。
2 轴承打滑分析2.1 轴承内的拖动力与阻力轴承的内部存在一个滚动体与保持架组件，它是轴承在承受载荷情况下能够稳定安全运行的关键。
内环旋转和外环静止的轴承在承受合理的最小载荷的情况下，滚动体与保持架组件会沿着轴承顺时针从非承载区移动至承载区，在经过加速变换区间，滚动体与保持架组件刚好满足预先设计的力学要求，之后滚动体与保持架组件会由速度平稳区进入减速区，完成一次运行。
滚动体与保持架组件在轴承正常工作状态下主要受到驱动其自身运动的拖动力和阻碍其自身运动的阻力。
拖动力的来源主要有两方面，一方面是轴承在承受载荷情况下，滚动体在内外环间受到的摩擦力；另一方面是当保持架定位于内环时，保持架与内环之间的滑油油膜粘性力产生的拖动力。
阻力的来源主要有三方面，一方面是滚动体与保持架组件的惯性力；另一方面是滑油在轴承内的扰动带来的阻力；还有一方面是保持架定位于外环时，保持架与外环之间的滑油油膜粘。
2.2 打滑机理高速滚动轴承运行过程中，在轻载或者过量的润滑条件下，由于拖动力不足或阻碍滚动体与保持架组件运动的阻力大，会使得滚动体与内外环各接触点之间产生的线速度差异，此时，在两接触体之间不再是纯滚动而是出现滑动现象，该现象即为打滑。
某型航空发动机止推轴承故障分析与处理
某型航空发动机止推轴承故障分析与处理随着航空工业的不断发展，航空发动机在现代飞机上的作用越来越重要，其运行状态直接关系到航空飞行的安全和稳定性。
航空发动机止推轴承作为发动机的重要部件之一，其工作状态的稳定性和可靠性至关重要。
本文旨在探究某型航空发动机止推轴承故障的原因及其处理方法。
1.故障现象某型航空发动机的止推轴承在使用中出现了严重的震动和噪声。
起火后检查发现，止推轴承的内外径之间的间隙有所增加，并且表面出现了磨损和烧伤的现象。
同时，止推轴承的滚针也有被磨损的情况。
2.故障原因（1）止推轴承的过度负荷止推轴承在工作时，承受的轴向负荷较大，一旦受到过大的轴向负荷，会导致轴承出现变形或者断裂，从而使其失去正常的运行能力。
随着使用时间的增长，止推轴承的表面会逐渐磨损，其间隙也会逐渐增大。
如果不及时更换，将会加剧轴承的磨损程度，最终导致轴承失效。
（3）止推轴承的润滑不良止推轴承在工作时需要充分的润滑才能保持正常的工作状态。
如果由于润滑不良导致轴承摩擦产生过多的热量，将会加剧轴承的磨损程度，从而影响航空发动机的运行稳定性。
（4）设计缺陷某型航空发动机止推轴承的设计存在一定程度的缺陷，如轴向负荷分布不均匀等。
这将导致轴承的磨损增加，最终影响其工作状态的稳定性。
3.故障处理（1）加强轴承润滑在轴承的工作中，充分的润滑是确保轴承工作稳定的关键。
因此，可以在轴承的表面涂上一层润滑油或者脂类物质，以减少摩擦和磨损。
（2）对轴承进行定期保养航空发动机止推轴承属于易损部件，因此在日常使用中一定要加强对其的检查和保养。
例如，需要定期检查轴承表面的平整度、孔径尺寸以及清洗轴承内部的灰尘和杂物，保持其干净和整洁.（3）改进轴承的设计通过改进轴承的设计，调整负荷平衡，使得轴承承受的负荷更为均衡，减少轴向负荷对轴承的损害，从而减少轴承的磨损和失效的可能性。
（4）进行故障预测可以利用振动信号采集设备对轴承进行实时监测，并通过振动分析算法预测轴承失效的可能性，及时采取维护措施，提高轴承的可靠性和可用性。
航空发动机主轴轴承故障与诊断技术分析
航空发动机主轴轴承故障与诊断技术分析摘要：针对航空发动机主轴轴承故障与诊断技术进行分析，介绍了航空发动机主轴轴承故障诊断意义，此后分别介绍了小波包分析和仿真故障信号两方面内容。
希望为航空发动机主轴轴承的故障诊断工作提供一定帮助。
关键词：航空发动机；主轴轴承；故障；诊断滚动轴承在航空发动机承力传动系统当中属于一项必不可少的部分，同时也是航空发动机当中的薄弱环节，轴承的性能以及质量好坏对航空发动机的使用寿命以及可靠性带来直接影响。
1 航空发动机主轴轴承故障诊断意义当前，我国对于航空发动机主轴轴承的研究，无论是理论上还是在结构设计上、制造工艺上均得到了较大的发展，而轴承性能以及可靠性也获得大大提升。
但是，当下航空技术也迅速发展，发动机的推重、功率逐渐增大，主轴轴承工作条件变得更加复杂和恶劣，这对主轴轴承性能提出了更高要求，若经常出现故障，则会影响飞行安全。
在航空发动机以往出现各种故障当中，转动部件故障发生率最高，可达80%以上，主要是转子系统当中的片、盘以及轴、轴承等。
对此，对航空发动机故障进行严密监测和诊断，特别是对主轴轴承状态的检测，对于飞机的适航性、降低维修费用上、减少飞行事故上具有重要意义[1]。
2 小波包分析对小波变换的多分辨分析的基本思想就对信号进行投影，将其投影到一组能够互相正交的小波函数构成的子空间上，从而形成信号，而在不同尺度上展开，但因为尺度主要是按照二进制而变化的，也就是对信号频带指数进行划分，然后将上层所分析的低频信号再次分解，形成低频以及高频两个部分，没有将高频部分进行再次分解，促使高频段频率分辨率不高，也导致低频段时间能分辨率不高。
小波包分析的应用，能够为信号带来更为精细的分析方法，然后对频带做出多层次划分，将米有被细分高频作出进一步分解，可以结合被分析下信号的特点，自适应的对频段进行选择，促使其和信号频谱之间能够达到相互匹配的目的，这就促使分辨率得到提高，所以其应用价值较高[2]。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
—』旦——～——一麴皇垄垫型！
！塑！垩笙！塑圈ｌ故障件——内圈
圈２故障件一内圈端面
宽度增加Ｏ．４８ｍｍ，最大直径增加０．１２ｍ。
滚道边缘卡下少许滚珠材料，并粘连微量保持架银层，说
明外圈温度比内圈和滚珠温度低。
滚珠表面出现很多２ｍｍｘ３ｒｍ×Ｏ．５ｍｍ左右大小麻坑，如图３所示，大部分表面还有一道约长１５ｎｌｍ、宽９ｍｍ、深１．５ｍｍ的深沟，但未有平台。
滚珠轮廓直径减小ｏ．４７～ｏ．８２ｍｍ，表面有高温、软化、剥落发生。
保持架被拉断为６节（如图３），变形严重的颜色较浅，以保持架本色乳白色为主，有部分变黑；变形较小的颜色较深，以黑色为主，有部分白色。
各段兜孔棱角处均卡下并粘连部分变黑的金属材料，这些材料与套圈和滚珠材料相同。
说明在保持架断裂前套圈和滚珠工作表面已处于高温软化状态。
而保持架各段均未出现材料因高温软化堆积现象，说明保持架未出现过过火。
断口分析表明保持架是被大应力疲劳拉断，并非自身缺陷所致。
图３故障件——保持槊和滚珠
３故障分析
该轴承是内圈分瓣的三点接触角接触球轴承。
其内外圈和滚珠均由高温轴承钢Ｃｒ４Ｍ０４Ｖ制造，硬度为ＨＲＣ６０～６４，回火温度为５５０℃左右，锻造温度为９２０℃，正常使用温度可达３１５℃。
保持架材料为调质处理的４０ｃｒＮｉＭＱＡ，硬度为ＨＲｃ３３—３７，是该材料最佳处理状态，其抗拉强度达９８０ⅣＩＰａ。
保持架表面镀银。
根据轴承故障特征和理化分析结果，轴承套圈和滚珠工作表面出现过瞬时的因超大应力产生的过热现象，而超大应力是由于轴承内部过盈过大产生的，过盈过大是由于在供油不足条件下，内圈吸收的热量和摩擦生热过多又不能及时排出、温度骤升而迅速膨胀产生的。
看来，供油不足是该轴承发生此类故障的主要原因。
那么，是否还有其他原因呢？
下面从各种可能的因素分析，最后全面、准确地找出该故障的根本原因。
３１轴承质量
如果轴承质量低劣，如材料材质、成分、硬度和表面加工质量与设计要求相差较大，轴承承载能力将会大幅下降，在正常载荷和正常供油条件下会过早疲劳剥落或塑性变形。
经对轴承故障件材料材质、成分、硬度检测，各套圈、滚珠、保持架材料均符合有关标准和设计要求，而轴承表面加工质量是经过多个检验环节检查．
证明合格。
因此，轴承无缺陷。