Облик перспективного сегментного подшипника скольжения из керамического материала с пористой структурой для высокооборотных роторов газотурбинных двигателей

Авиационная и ракетно-космическая техника

2023. Т. 30. № 4. С. 159–166.

Авторы

Кулалаев В. В.*, Зюлькова М. В.**, Сводин П. А.***

Опытно-конструкторское бюро им. А. Люльки, ОКБ им. А. Люльки, ул. Касаткина, 13, Москва, 129301, Россия

*e-mail: kulalayev.viktor@gmail.com
**e-mail: marri@nxt.ru
***e-mail: svodin.pavel@gmail.com

Аннотация

Рассмотрены основные типы существующих подшипников скольжения, проведена их классификация. Описаны возможные методы повышения эффективности эксплуатации подшипников скольжения. На основании проведенной классификации предложен возможный облик и описан принцип работы перспективного сегментного подшипника скольжения, вкладыши которого изготовлены из керамического материала и обладают пористой структурой. Сформулированы дальнейшие задачи по исследованию предложенной конструкции.

Ключевые слова:

подшипники опор роторов ГТД, гибридный подшипник скольжения, повышение эффективности подшипника скольжения, подшипник скольжения из керамического материала, принципиальная схема гибридного подшипника скольжения

Библиографический список

  1. Звонарев С.Л., Зубко А.И. О возможных причинах отказов подшипников качения // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета. 2012. № 3-3(34). С. 16–22.

  2. Бычков Н.Г., Климов Д.А., Мыктыбеков Б., Низовцев В.Е. Оценка оптимальной толщины теплозащитных покрытий столбчатой структуры на рабочих лопатках турбин с учетом действия центробежных нагрузок // Труды МАИ. 2011. № 46. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=26030

  3. Ширманов В.М., Богданов В.И., Щёголева Е.К. Опыт создания камеры сгорания из углеродно-керамических материалов для ГТД и перспективы её использования в ГПВРД // Вестник РГАТА им. П.А. Соловьева. 2013. № 3(26). С. 76–79.

  4. Чубаров Д.А., Будиновский С.А. Современные тенденции развития керамических материалов для теплозащитных покрытий и способов их нанесения на лопатки ГТД // Новые разработки в области защитных, теплозащитных и упрочняющих покрытий для деталей ГТД: Сборник докладов Научно-технической конференции (28 сентября 2016; Москва). – М.: ВИАМ НИЦ «Курчатовский институт», 2016. С. 15.

  5. Wang L., Wood R., Powrie G. et al. Performance evaluation of hybrid (ceramic on steel) bearings with advanced aircraft engine oils for lubrication // ASME Turbo Expo 2004: Power for Land, Sea, and Air (14–17 June 2004; Vienna, Austria). Vol. 2 , pp. 117-126. DOI: 10.1115/GT2004-53418

  6. Durazo-Cardenas I.S., Corbett J., Stephenson D.J. The performance of a porous ceramic hydrostatic journal bearing // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part J: Journal of Engineering Tribology. 2010. Vol. 224. No. 1, pp. 81-89. DOI: 10.1243/13506501JET570

  7. Критский В.Ю., Зубко А.И. Исследование возможности использования керамических авиационных подшипников скольжения нового поколения в конструкциях опор роторов газотурбинных двигателей // Двигатель. 2013. № 3(87). С. 24–26.

  8. Зубко А.И., Донцов С.Н. Исследование условий работоспособности и разработка диагностики керамических подшипников нового поколения // Труды МАИ. 2014. № 74. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=49296

  9. Петров Н.И., Лаврентьев Ю.Л. Пути повышения надежности и ресурса подшипниковых опор роторов современных газотурбинных двигателей и редукторов // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета. 2015. Т. 14. № 3-1. С. 228–237. DOI: 10.18287/2412-7329-2015-14-3-228-237

  10. Zaretsky E.V., Chiu Y.P., Tallian T.E. Ceramic bearings for use in gas turbine engines // American Society of Mechanical Engineers. 1989. Vol. 11, pp. 237-253. DOI: 10.1007/BF02834841

  11. Храмин Р.В, Кикоть Н.В., Лебедев М.В., Буров М.Н. Метод расчета тепловыделения гибридных подшипников с консистентной смазкой // Труды МАИ. 2018. № 102. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=98896

  12. Петров Н.И., Лаврентьев Ю.Л., Исследования гибридных (с керамическими шариками) и стальных подшипников качения при моделировании различных условий их эксплуатации в опоре высокооборотного ротора малоразмерного газотурбинного двигателя // Прочность и надежность газотурбинных двигателей: Сборник научных трудов ЦИАМ им. П.И. Баранова – М.: Изд-во ЦИАМ им. П.И. Баранова, 2020. С. 260–266.

  13. Zhao X.Z., Liu J.J., Zhu B.L. et al. Friction and wear of Si3N4 ceramic/stainless steel sliding contacts in dry and lubricated conditions // Journal of Materials Engineering and Performance. 1997. Vol. 6(2), pp. 203-208. DOI: 10.1007/s11665-997-0015-2

  14. Kato K. Tribology of ceramics // Wear. 1990. Vol. 136. No. 1, pp. 117-133. Kato, K. (1990). Tribology of ceramics. Wear, 136(1), 117–133. DOI: 10.1016/0043-1648(90)90075-l

  15. Чичинадзе А.В., Браун Э.Д., Буше Н.А. и др. Основы трибологии (трение, износ, смазка). – 2-е изд. – М.: Машиностроение, 2001. – С. 270–349.

  16. Сычёв А.В., Балясный К.В., Борисов Д.А. Гибридная силовая установка с использованием электрического двигателя и двигателя внутреннего сгорания с общим приводом на воздушный винт // Вестник Московского авиационного института. 2022. Т. 29. № 4. С. 172–185. DOI: 10.34759/vst-2022-4-172-185

  17. Бондаренко Д.А., Равикович Ю.А. Обоснование применимости гибридных силовых установок на летательных аппаратах различного типа и назначения // Вестник Московского авиационного института. 2023. Т. 30. № 2. С. 148–157. DOI: 10.34759/vst-2023-2-148-157

  18. Зубко А.И., Лукин В.А., Герман Г.К. Разработка мероприятий по уменьшению сил сопротивления при работе подшипников качения // Вестник Московского авиационного института. 2022. Т. 29. № 4. С. 125–137. DOI: 10.34759/vst-2022-4-125-137

  19. Семенова А.С., Кузьмин М.В., Леонтьев М.К. Оценка долговечности межроторного подшипника по контактным напряжениям смятия // Вестник Московского авиационного института. 2022. Т. 29. № 4. С. 138–150. DOI: 10.34759/vst-2022-4-138-150

  20. Семенова А.С., Кузьмин М.В. Отработка методики численного анализа напряжений смятия в роликовых подшипниках // Вестник Московского авиационного института. 2022. Т. 29. № 3. С. 180–190. DOI: 10.34759/vst-2022-3-180-190

  21. Балакин Д.А., Зубко А.И., Зубко А.А., Штыков В.В. Вибрационная диагностика технического состояния подшипниковых опор газотурбинных двигателей с помощью ритмограмм и скаттерограмм // Вестник Московского авиационного института. 2021. Т. 28. № 4. С. 151–162. DOI: 10.34759/vst-2021-4-151-162

  22. Гиршов В.Л., Котов С.А., Цеменко В.Н. Современные технологии в порошковой металлургии: Учеб. пособие. – СПб.: Изд-во Политехнического ун-та, 2010. – 384 с.

  23. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение: Учебник. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение. 1980. С. 371–374.

  24. Чернавский С.А. Подшипники скольжения. – М.: Машгиз, 1963. – 243 с.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2024