[发明专利]一种航空发动机高压轴止推轴承的载荷确定方法

说明书

本申请提供了一种航空发动机高压轴止推轴承的载荷确定方法，所述方法包括：确定止推轴承载荷的计算输入，所述计算输入包括高压转子气体轴向力、转子自重载荷、发动机过载和锥齿轮啮合力；根据计算输入确定止推轴承所承受的轴向载荷和径向载荷，其中，止推轴承的轴向载荷根据转子气体轴向力、转子自重载荷与发动机过载的结合在轴向上的分力以及锥齿轮啮合力提供的附加轴向力得到，止推轴承的径向载荷根据转子自重载荷与发动机过载的结合在径向上的分力以及锥齿轮啮合力提供的附加径向力和切向力得到；根据止推轴承所承受的轴向载荷和径向载荷绘制载荷谱。本申请的方法可以使止推轴承的载荷计算结果更加接近于实际情况，使载荷计算更加真实可靠。

技术领域

本申请属于航空发动机设计技术领域，特别涉及一种航空发动机高压轴止推轴承的载荷确定方法。

背景技术

航空发动机主轴轴承具有高温、高速、高载荷等特点，是制约发动机整机寿命和可靠性的关键部件。一般情况下，发动机高压轴止推轴承转速更高、承受载荷更大，更容易发生故障。为了保证高压轴止推轴承可靠工作，其所承受载荷是发动机设计重要指标之一。在工程研制中，普遍认为高压轴止推轴承的径向载荷来源于转子重量，轴向载荷来源于高压转子气动轴向力。但该种方法一方面忽略了发动机过载产生的惯性载荷，一方面由于高压轴通过锥齿轮与附加机匣连接，齿轮啮合产生的附加载荷同样没有考虑，这将影响载荷分析的准确性，进一步影响轴承的性能和寿命分析。

发明内容

本申请的目的是提供了一种航空发动机高压轴止推轴承的载荷确定方法，以解决或减轻背景技术中的至少一个问题。

本申请的技术方案是：一种航空发动机高压轴止推轴承的载荷确定方法，所述方法包括：

确定止推轴承载荷的计算输入，所述计算输入包括高压转子气体轴向力、转子自重载荷、发动机过载和锥齿轮啮合力；

根据计算输入确定止推轴承所承受的轴向载荷和径向载荷，其中，止推轴承的轴向载荷根据转子气体轴向力、转子自重载荷与发动机过载的结合在轴向上的分力以及锥齿轮啮合力提供的附加轴向力得到，止推轴承的径向载荷根据转子自重载荷与发动机过载的结合在径向上的分力以及锥齿轮啮合力提供的附加径向力和切向力得到；

根据止推轴承所承受的轴向载荷和径向载荷绘制载荷谱。

进一步的，所述高压转子气体轴向力F_xq由多个功率状态下的轴向力组成，其中，每个功率状态下的轴向力具有预定的时间占比。

进一步的，转子自重载荷与发动机过载的结合在轴向上的分力形成惯性轴向载荷，所述惯性轴向载荷F_Rx＝R_xn_x；

式中，R_x为转子自重载荷沿轴向的支点单位载荷，n_x为轴向过载系数。

进一步的，转子自重载荷与发动机过载的结合在径向上的分力形成惯性径向载荷，所述惯性径向载荷F_Rz＝R_zn_z；

式中，R_z为转子自重载荷沿径向的支点单位载荷，n_z为径向过载系数。

进一步的，锥齿轮啮合力提供的附加轴向力、附加径向力和附加切向力满足如下：

-N_t×(L₁+L₃₄)+F_y3×L₃₄＝0

-N_r×(L₁+L₃₄)+F_z3×L₃₄＝0

-N_x+F_x3＝0