[发明专利]一种高温倾覆力矩混合陶瓷球轴承

说明书

一种高温倾覆力矩混合陶瓷球轴承，本发明涉及一种高温倾覆力矩混合陶瓷球轴承。本发明是为了解决现有轴承无法满足航空发动机的载荷要求、温度要求、低摩擦力矩及盐雾环境使用要求的问题。高温倾覆力矩混合陶瓷球轴承由内圈、外圈和滚动体组成；所述内圈和外圈的材质均为高氮不锈钢；所述滚动体为陶瓷球。本发明用于航空发动机转向机构上。

技术领域

本发明涉及一种高温倾覆力矩混合陶瓷球轴承。

背景技术

在航空发动机上对轴承的工作要求为：1.轴承安装在发动机转向机构上，受高温气体影响，使得轴承的工作温度可能达到300℃；在非工作时间，存放的最低温度可能达到-40℃；发动机在海洋性气候下存放或工作时，轴承需要防潮湿和盐雾。2.转向机构转变方向的工作时间仅数秒，要求轴承能够快速反应，即低启动摩擦力矩；轴承工作过程中，载荷条件非常恶劣，既要承受径向、轴向载荷，又要承受结构带来的倾覆力矩(轴承承受的最大轴向力9000N，径向力7000N，倾覆力矩4000N·m)，要求轴承具有承受重载和抗变形的能力。3.轴承为超轻系列，轴承外径达到700mm，轴承宽度仅22mm，要求轴承具有较高的动强度和静强度。由于轴承承载能力不足，无法满足径向、轴向及倾覆力矩联合载荷使用要求，耐高温能力不足，启动摩擦力矩偏大，使得航空发动机转向机构轴承无法实现其转角0～95°的功能需求。

发明内容

本发明是为了解决现有轴承无法满足航空发动机的载荷要求、温度要求、低摩擦力矩及盐雾环境使用要求的问题，提供了一种高温倾覆力矩混合陶瓷球轴承。

本发明一种高温倾覆力矩混合陶瓷球轴承由内圈、外圈和滚动体组成；所述内圈和外圈的材质均为高氮不锈钢；所述滚动体为陶瓷球。

本发明的优点：

本发明高温倾覆力矩混合陶瓷球轴承能够满足主机的载荷要求、温度要求、低摩擦力矩及盐雾环境使用要求，使得发动机转向机构能够实现其转角任务完成。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式一种高温倾覆力矩混合陶瓷球轴承由内圈、外圈和滚动体组成；所述内圈和外圈的材质均为高氮不锈钢；所述滚动体为陶瓷球。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述内圈和外圈的材质均为高氮钢40Cr15Mo2VN。其它与具体实施方式一相同。

本实施方式选用高氮钢40Cr15Mo2VN作为内圈和外圈，使得轴承在高温下依然具有稳定的硬度、强度、良好的抗磨性和较高的断裂韧性。其抗磨料磨损性能优于Cronidur30，其磨损量和摩擦系数均小于Cronidur30。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：所述滚动体为氮化硅陶瓷球。其它与具体实施方式一或二相同。

本实施方式选用氮化硅陶瓷球作为滚动体，相比普通轴承钢材，密度为钢材的40％、承载能力高、耐热性好(800℃)、热膨胀系数为钢材的22％、摩擦温升为钢材的60％、摩擦损失为钢材的40％、耐久性为钢材的200％、耐腐蚀性好，在贫油润滑甚至干运转时，具有良好的适应性。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：所述滚动体的直径根据轴承有效截面积大小，按轴承设计公式计算得到。其它与具体实施方式一至三之一相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：所述高温倾覆力矩混合陶瓷球轴承采用满球结构。其它与具体实施方式一至四之一相同。

考虑轴承同时承受轴向、径向与倾覆力矩联合载荷，轴承采用满球结构。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：所述高温倾覆力矩混合陶瓷球轴承的沟曲率系数为0.51～0.54。其它与具体实施方式一至五之一相同。