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洛阳工铭机电研发出新型航空发动机轴承试验机

2015/2/9 10:17:33
文章来源:网络

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由国家高新企业洛阳工铭机电设备有限公司与西安交通大学共同完成的航空发动机轴承周期性动态加载试验机项目,2013年7月28日通过了由中国轴承工业协会、西北工业大学、河南科技大学、河南省机械设计与传动重点实验室、中航工业沈阳发动机设计研究所、洛阳轴承研究所等科研院所专家、教授组成的鉴定委员会进行的科技成果鉴定,从而标志着我国拥有了自主研制的航空发动机轴承周期性动态加载试验机品牌。

航空发动机技术一直是世界上主流军事强国优先发展、高度垄断并长期严密封锁的关键性技术,是衡量一个国家军事装备水平、科技工业实力甚至综合国力的重要标志之一。

目前,在我国由于航空发动机技术相对落后,成为制约整个航空工业发展的“瓶颈”,航空发动机被列为国家重大科技专项。而航空发动机轴承是航空发动机的关键部件之一,在高速、高温、受力复杂的条件下运转,其质量和性能直接影响到发动机性能、寿命和可靠性,轴承失效已归纳为航空发动机的八大故障之一。由于国内高速轴承表面接触疲劳专题研究相对较少,使得高速轴承质量差,基本全部进口。因此,国家提出了新型轴承开发计划,而洛阳工铭机电和西安交通大学进行的航空发动机轴承周期性动态加载试验机项目与轴承的损伤扩展机理、疲劳寿命预测,则成为新型轴承开发计划的关键环节。

据项目专家介绍,我国自主研制的航空发动机轴承周期性动态加载试验机,在性能上比国外同类试验机的技术指标要高,机械设计更为合理、可试验各个载荷加载时的各种转速,进行轴承寿命、可靠性试验及评定。设备实现整体自动控制、测量技术先进。可对航空发动机轴承以及风力发电机轴承、高速铁路轴承、轧钢机轴承等大型轴承滚子每分钟转速与直径(mm)的乘积为200万的周期性动态接触疲劳试验,模拟轴承实际载荷谱、转速谱、温度工况,以检测试验所得的数据来改善轴承的设计与制造。

1、先进的试验机整机抗震结构和测试系统。

采用支撑轴承剖分安装、试验轴承悬臂加载弹性回转等合理的结构设计,构建了航空发动机轴承周期性动态加载试验机,具有良好的整机抗震性能。其功能包括,计算机自动控制转速、载荷、温度和时间。可实现对轴承温度、振动、电机电流的自动监控,实验数据自动存盘和打印。

2、大型电主轴的运用,实现轴承运转速度超过两万转/每分钟

电主轴具有结构紧凑、重量轻、惯性小、振动小、噪声低、响应快、精度高等优点,而且转速高、功率大,简化结构设计,易于实现主轴定位。特别是大功率电主轴在本设备上的应用,为航空发动机主轴轴承试验机的创新推向了一个新时代。由于主轴由内装式电机直接驱动,省去了皮带、齿轮、联轴节等中间变速和传动装置,具有结构简单紧凑、效率高、噪声低、振动小和精度高等特点。而且利用交流变频技术,电主轴可以在额定转速范围内实现无级变速,以适应工作时各种工况和负载变化的需要。

3、根据摩擦学和虚拟检测理论,建立轴承寿命试验的理论计算数学模型,编制计算机振动分析测试软件,通过计算机振动分析测试软件,利用振动频谱共振解调技术,对轴承滚子检测数据进行诊断。

轴承试验机采用计算机控制,在一定工况(载荷一定)下试验轴承最高转速达到30000r/pm时.,试验轴承接触疲劳破坏程度。对温度、振动、载荷等参数采用温度传感器、压力传感器、振动加速度传感器,把需测的信号,经微机处理后进行显示、打印记录。该项目是根据轴承技术指标而拟定的,实现轴承自动检测。在性能上比国外同类检测分析装置的技术指标要高,机械设计更为合理、试验载荷更大、试验转速更高,设备整体的性能自动控制、测量技术先进。

专家鉴定委员会认为,洛阳工铭机电设备有限公司与西安交通大学共同完成的航空发动机轴承周期性动态加载试验机项目:

1、针对大、小型航空发动机主轴轴承的不同试验需求,分别研制了轴承内径为15-30mm、30-80mm、80-180mm三种试验机。试验机采用电主轴高速传动、伺候液压加载实现了轴承的周期性动态精确加载,采用电磁无极加热可有效提高滑油加热速度,满足了航空发动机轴承试验的要求。

2、研发了振动频谱检测装置,编制了振动解调分析和控制软件,建立了轴承寿命失效的判断模型,能够有效的检测轴承的失效时间。

3、经用户使用表明,该项目试验机运行稳定可靠,控制检测精度高,通过了圆柱滚子轴承dn值22×106
的试验考核;该试验机具有技术创新性,总体技术水平国内领先,应进一步拓宽试验机的应用范围。

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