Экспериментальное определение момента трения в радиально-упорном шаровом подшипнике ЖРД при комбинированном нагружении

Авиационная и ракетно-космическая техника

2025. Т. 32. № 1. С. 163–171.

Авторы

Балякин В. Б.*, Лаврин А. В.**, Долгих Д. Е.***

Самарский национальный исследовательский университет им. академика С.П. Королева, Московское шоссе, д. 34, г. Самара, Россия

*e-mail: 029-029@mail.ru
**e-mail: av_lavrin@mail.ru
***e-mail: i@dolgih-work.ru

Аннотация

С целью экспериментального подтверждения вновь созданной методики расчета момента трения низкооборотного шарикоподшипника при использовании консистентной смазки разработана лабораторная установка, способная создавать радиальную и осевую нагрузку в заданном диапазоне. Исследовался серийный шарикоподшипник 6-208Ю2, массово применяемый в шарнирных рулевых агрегатах ЖРД российской разработки. Условия работы выбранного подшипника характерны для комбинированного режима нагружения с реализацией моментов трения, которые предварительно были рассчитаны согласно вновь разработанным аналитическим зависимостям. Полученный массив эмпирических данных обрабатывался по известной методике обработки косвенных замеров с определением возможного диапазона значений, исходя из 99%-ной вероятности. Незначительность полученных расхождений теоретических и экспериментальных данных подтвердила достоверность вновь разработанной методики для проектировочных и проверочных расчетов радиальных шарикоподшипников, включая используемые в изделиях ракетно-космической техники (РКТ). Осуществленный эксперимент наряду с теоретическими расчетами показал возможность разброса моментных характеристик рулевых агрегатов, изготавливаемых по единым техническим условиям, с учетом влияния индивидуальных условий работы опорных подшипников. Полученные результаты могут быть применены для анализа результатов испытаний серийных изделий с целью оценки их пригодности для использования по назначению.

Ключевые слова:

низкооборотный шарикоподшипник, экспериментальная установка, комбинированное нагружение, момент трения

Библиографический список

  1.  Семенова А.С., Кузьмин М.В., Кирсанов А.Р. Численное моделирование вращения межроторного подшипника с имитацией реальных условий работы // Вестник Московского авиационного института. 2024. Т. 31. № 2. С. 124–132. URL: https://vestnikmai.ru/publications.php?ID=180655
  2.  Силаев Б.М., Даниленко П.А. Метод расчета высокоскоростной опоры качения двигателей летательных аппаратов с учетом изнашивания // Трение и износ. 2015. Т. 36. № 4. С. 453–460.
  3.  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
  4.  Ebert F.-J. Fundamentals of Design and Technology of Rolling Element Bearings // Chinese Journal of Aeronautics. 2010. Vol. 23. No. 1, pp. 123-136. DOI: 10.1016/S1000-9361(09)60196-5
  5.  Leblanc A., Nelias D. Analysis of ball bearings with 2, 3 or 4 contact points // Tribology Transactions. 2008. Vol. 51. No. 3, pp. 372-380. DOI: 10.1080/10402000801888887
  6.  Королев А.А., Королев А.В. Влияние геометрических параметров рабочих поверхностей шарикоподшипника на его работоспособность // Трение и износ. 2015. Т. 36. № 2. С. 244–248.
  7.  Зубко А.И. Перспективный комплекс виброакустической диагностики подшипниковых опор авиационных газотурбинных двигателей // Вестник Московского авиационного института. 2016. Т. 23. № 1. С. 47–55.
  8.  Семенова А.С., Кузьмин М.В., Кирсанов А.Р. Исследование влияния частоты вращения внутреннего кольца сегментного керамического подшипника ГТД на его прочность // Вестник Московского авиационного института. 2023. Т. 30. № 3. С. 101–108.
  9.  Королев А.В., Королев А.А. Экспериментальное исследование влияния геометрии контакта тел и дорожек качения шариковых подшипников на момент трения качения // Трение и износ. 2016. Т. 37. № 2. С. 156–161.
  10.  Hokao M. Low torque technologies for rolling bearings with grease lubrication // Journal of Japanese Society of Tribologists. 2018;2(63):69-74.
  11.  Балякин В.Б., Лаврин А.В. Методы и средства снижения момента трения в узле подвода окислителя рулевого агрегата ракетного двигателя // Известия СНЦ РАН. 2015. Т. 17. № 2. С. 184–187.
  12.  Балякин В.Б., Лаврин А.В., Долгих Д.Е. Оптимизация параметров и границы применения эксцентриковых втулок как средства повышения допустимого момента трения шарнирных рулевых агрегатов жидкостных ракетных двигателей // Вестник Московского авиационного института. 2023. Т. 30. № 3. С. 109-116.
  13.  Балякин В.Б., Лаврин А.В., Долгих Д.Е. Влияние комплексного нагружения радиальных подшипников узлов качания рулевых агрегатов ЖРД на момент трения // Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение. 2023. Т. 22. № 2. С. 21–32. DOI: 10.18287/2541-7533-2023-22-2-21-32
  14.  Перель Л.Я. Подшипники качения: Расчет, проектирование и обслуживание опор. Справочник. М.: Машиностроение, 1983. 543 с.
  15.  Бейзельман, Р.Д., Цыпкин Б.В., Перель Л.Я. Подшипники качения: Справочник. 6-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1975. 574 с.
  16.  Спришевский А.И. Подшипники качения: Справочник. М.: Машиностроение, 1968. 748 с.
  17.  Галахов М.А., Бурмистров А.И. Расчет подшипниковых узлов. М: Машиностроение, 1988. 272 с.
  18.  Балякин В.Б., Жильников Е.П., Косенок Б.Б., Лаврин А.В. Исследование влияния перекоса колец подшипника качения на момент трения и долговечность опор // Трение и износ. 2016. Т. 37. № 6. С. 693–698.
  19.  Иосилевич Г.Б. Детали машин: Учебник. М.: Машиностроение, 1988. 368 с.
  20. Тейлор Дж. Введение в теорию ошибок / Пер. с англ. Л.Г. Деденко. М.: Мир, 1985. 272 с.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2025