轴承分离型保持架铆钉的抗断裂改进措施研究

发布时间：2020-11-05 12:24

　　 近年来,采用分离型铆合实体保持架的轴承在使用时,多次发生保持架铆钉断裂故障,对发动机的正常工作造成了较大影响。本文通过分析保持架铆钉断裂特点,确定了钉头断裂和铆钉杆断裂两种铆钉断裂表现形式。分析了引起钉头断裂和钉杆断裂的故障机理,即滚道表面损伤和轴承工作系统共振,引发的钢球对保持架兜孔产生不规则的周向、轴向反复撞击,超出铆钉承受的抗拉强度而出现断裂。根据两种铆钉断裂故障机理,采用“去除铆钉试验”和“套圈滚道表面预制缺陷试验”复现铆钉钉头断裂故障,验证滚道表面损伤对保持架铆钉钉头断裂的影响;采用“仿真优化计算”和“保持架固有频率对比检测”方法验证保持架固有频率的仿真计算与实际固有频率的相符性,并根据仿真计算结果,给出增加保持架铆钉强度的改进措施。通过对该类型保持架铆钉断裂故障模式的确认、断裂原因的分析与试验验证,从保持架材料、铆钉强度、轴承套圈滚道表面强度、游隙、工作环境等五个方面,对轴承保持架铆钉的抗断裂性能提出使用的合理性建议,以避免同类故障重复发生。
【学位单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TH133.3;TG938
【部分图文】：

保持架断裂故障，会对发动机的正常工作造成较大的影响。因此，查找该类轴承保持架断裂的原因，分析轴承保持架失效机理，找到轴承制造或使用中的不足，并加以改进，可提高保持架强度性能，保证轴承的使用寿命，提高轴承使用的可靠性，减少同类问题在用户使用中所造成的安全隐患。1.2 国内外研究情况轴承保持架按照结构、用途、引导方式有多种分类方式，其作用是使轴承的滚动体分离，防止滚动体间相互接触，使转动的轴承保持在适宜温度，对于分离型结构轴承也可以用来保持滚动体不至脱落。滚动轴承保持架所承受的机械应力主要来自摩擦力、应变力和惯性力；根据工艺特点的不同，采用的材料主要有：各种冲压保持架多采用钢制和黄铜板材；车制实体保持架多采用钢30、黄铜 Hpb59-1、青铜、铝及酚醛胶布管等[2]。根据不同轴承结构，对保持架类型分类如下：1.按照保持架件数分：整体式和分离式，见图 1-1～图 1-3；2.按照轴承类型分：球轴承实体保持架和滚子轴承实体保持架[3]。

保持架断裂故障，会对发动机的正常工作造成较大的影响。因此，查找该类轴承保持架断裂的原因，分析轴承保持架失效机理，找到轴承制造或使用中的不足，并加以改进，可提高保持架强度性能，保证轴承的使用寿命，提高轴承使用的可靠性，减少同类问题在用户使用中所造成的安全隐患。1.2 国内外研究情况轴承保持架按照结构、用途、引导方式有多种分类方式，其作用是使轴承的滚动体分离，防止滚动体间相互接触，使转动的轴承保持在适宜温度，对于分离型结构轴承也可以用来保持滚动体不至脱落。滚动轴承保持架所承受的机械应力主要来自摩擦力、应变力和惯性力；根据工艺特点的不同，采用的材料主要有：各种冲压保持架多采用钢制和黄铜板材；车制实体保持架多采用钢30、黄铜 Hpb59-1、青铜、铝及酚醛胶布管等[2]。根据不同轴承结构，对保持架类型分类如下：1.按照保持架件数分：整体式和分离式，见图 1-1～图 1-3；2.按照轴承类型分：球轴承实体保持架和滚子轴承实体保持架[3]。

图 1-3 分离型铆合实体保持架研究情况轴承具有摩擦系数小，耐磨性好，抗断油能力强等特承受径向载荷，也可以承受较轻的轴向载荷或联合载荷发动机附件传动装置中[4，5]。由于新一代飞机发动机，以及如何减少整机重量，因此，对发动机附件的可靠传动轴承需要承受的载荷也越来越大，故障率也趋于上，在国外有许多航空轴承故障都是由保持架疲劳断裂引抗断裂性能研究是非常必要的；但由于钢球的受力和运在研究过程中，保持架的运转和受力也是十分复杂的，学分析中[7-8]，通常是不考虑保持架对轴承的影响。随研究，Gupta 在 Walters 的基础上[9]进行了改进,在 198素影响的精确模型[10]用于轴承的分析，但 Gupta 的模
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本文编号：2871637