[发明专利]考虑游隙变化的航空发动机主轴轴承额定寿命计算方法

说明书

本发明公开了一种考虑游隙变化的航空发动机主轴轴承额定寿命计算方法，包括以下步骤：分析过盈配合、工作温度、转速对工作游隙的影响，通过建立航空发动机主轴轴承的径向工作游隙计算方程，获取工作游隙；基于Hertz弹性接触理论，通过工作游隙进行主轴轴承的载荷分布分析，建立载荷分布模型；分析主轴轴承内圈、主轴轴承外圈和滚动体的运动状态，获取主轴轴承的运动模型；通过载荷分布模型和运动模型修正L‑P疲劳寿命模型，进行航空发动机主轴轴承额定寿命的计算。本发明使航空发动机主轴轴承额定寿命预测更精准。

技术领域

本发明属于航空部件领域，具体涉及考虑游隙变化的航空发动机主轴轴承额定寿命计算方法。

背景技术

航空发动机主轴轴承是航空发动机的关键组件，它通常在高速、高温和复杂载荷条件下运转，对航空发动机的质量、性能、寿命和可靠性产生直接的影响。传统的对航空发动机主轴轴承寿命预测的研究通常没有考虑游隙变化的影响。但是实际运行中这种忽视是不成立的，因为游隙是滚动轴承的重要参数，工作游隙的大小将直接影响到轴承中的负荷分布、振动、噪声、摩擦力矩和寿命，因此研究轴承考虑工作游隙变化下的航空发动机主轴轴承寿命预测是非常有必要的。

现有技术中的L-P寿命模型提出了一种寿命计算方法，这种方法虽然能够计算出航空发动机主轴轴承的基本额定寿命，但是其计算的额定寿命难以接近轴承的实际工作寿命。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的考虑游隙变化的航空发动机主轴轴承额定寿命计算方法解决了轴承的实际工作寿命计算不准确的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种考虑游隙变化的航空发动机主轴轴承额定寿命计算方法，包括以下步骤：

S1、分析过盈配合、工作温度和转速对工作游隙的影响，建立航空发动机主轴轴承的径向工作游隙计算方程，获取工作游隙；

S2、基于Hertz弹性接触理论，通过步骤S1中得到的工作游隙，进行主轴轴承的载荷分布分析，建立载荷分布模型；

S3、分析主轴轴承内圈、主轴轴承外圈和滚动体的运动状态，建立主轴轴承的运动模型；

S4、通过载荷分布模型和运动模型修正L-P疲劳寿命模型，进行航空发动机主轴轴承额定寿命的计算。

优选的，所述步骤S1包括以下分步骤：

S1.1、分析转速和工作温度对过盈配合的影响，获取主轴轴承内圈与轴配合的有效过盈量；

S1.2、获取有效过盈量引起的游隙变化量；

S1.3、获取工作温度引起的游隙变化量；

S1.4、获取离心力引起的游隙变化量；

S1.5、根据步骤S1.2、步骤S1.3和步骤S1.4得到的游隙变化量，获取在有效过盈量、工作温度和离心力影响下的工作游隙。

优选的，所述步骤S1.1中转速对过盈配合的影响为过盈配合减小，减小量ΔI_ic为：

ΔI_ic＝2ρ₁[0.25(D_i+D_i1)]³ω²·10^-9/E₁-2ρ_s[0.25(D_i+D_s)]³ω²·10^-9/E_s (1)

所述工作温度对过盈配合的影响为过盈配合减小，减小量ΔI_iT为：