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航空发动机主轴轴承失效模式分析汇报人：2024-01-20

目录contents引言航空发动机主轴轴承概述失效模式分类及原因分析失效模式对航空发动机性能的影响失效模式的检测与诊断技术失效模式的预防与控制措施

01引言

分析航空发动机主轴轴承的主要失效模式，为轴承设计、制造和使用提供理论支持和实践指导。揭示主轴轴承失效机理，提出针对性的预防和改进措施，提高轴承的可靠性和寿命。促进航空发动机领域的技术进步和产业升级，提升我国航空制造业的国际竞争力。目的和背景

国内研究现状国内在航空发动机主轴轴承失效分析方面取得了一定成果，主要集中在失效机理、失效模式识别、寿命预测等方面。但相对于国际先进水平，我国在高端轴承设计、制造和试验技术方面仍存在差距。国外研究现状国外在航空发动机主轴轴承失效分析方面研究较为深入，不仅在失效机理和模式识别方面取得了重要成果，还在轴承材料、润滑技术、制造工艺等方面进行了大量创新。此外，国外还建立了完善的轴承试验和评价体系，为轴承设计和制造提供了有力支持。国内外研究现状

02航空发动机主轴轴承概述

航空发动机主轴轴承通常采用内圈、外圈、滚动体和保持架等基本结构。其中，内圈与主轴过盈配合，随主轴一起旋转；外圈与轴承座或箱体孔配合，起支撑作用；滚动体在内外圈之间滚动，减小摩擦阻力；保持架则用于保持滚动体的均匀分布，防止其相互碰撞。结构航空发动机主轴轴承具有高转速、高精度、高刚度、低摩擦、长寿命和可靠性高等特点。为满足这些要求，轴承材料需具有优异的力学性能、耐磨性和耐腐蚀性。特点航空发动机主轴轴承的结构与特点

航空发动机主轴轴承通过滚动体在内外圈之间的滚动来承受径向和轴向载荷。当主轴受到外力作用时，轴承将载荷传递到箱体或轴承座上，从而实现对主轴的支撑和定位。为保证轴承的正常运转和延长使用寿命，需对轴承进行良好的润滑。通常采用油润滑或脂润滑方式，将润滑油或润滑脂注入轴承内部，形成油膜或脂膜，以减小摩擦阻力和磨损。为防止外部杂质和水分进入轴承内部，造成轴承损坏，需在轴承两端安装密封装置。常见的密封方式有接触式密封和非接触式密封两种。接触式密封通过密封件与轴或轴承座的紧密接触来实现密封效果；非接触式密封则通过间隙或迷宫式结构来阻止外部杂质的侵入。承载原理润滑原理密封原理航空发动机主轴轴承的工作原理

03失效模式分类及原因分析

由于轴承滚动体和滚道之间的接触应力超过材料疲劳极限，导致表面裂纹萌生和扩展，最终引发疲劳剥落。轴承在运转过程中，滚动体受到交变载荷作用，产生弯曲应力，当应力超过材料疲劳极限时，会导致滚动体或滚道表面出现裂纹。疲劳失效弯曲疲劳接触疲劳

轴承在运转过程中，滚动体和滚道之间的微小硬质颗粒会导致表面划伤和磨损。磨粒磨损由于摩擦热或润滑不良等原因，轴承表面会发生粘着现象，导致材料转移和磨损。粘着磨损磨损失效

轴承材料与环境中的化学物质发生反应，导致表面损伤和腐蚀。化学腐蚀轴承在潮湿环境中，由于不同金属之间的电位差，会形成电化学腐蚀。电化学腐蚀腐蚀失效

塑性变形轴承在受到过大载荷或冲击时，会发生塑性变形，导致滚动体和滚道之间的配合间隙改变，影响轴承运转精度。保持架失效保持架在轴承中起到固定和保持滚动体的作用，如果保持架损坏或变形，会导致滚动体之间的配合关系改变，影响轴承运转稳定性。其他失效模式

04失效模式对航空发动机性能的影响

主轴轴承失效会导致发动机内部摩擦增加，进而降低发动机的功率输出。失效的轴承可能引发润滑不良，增加能量损失，从而降低发动机的效率。轴承失效还可能引起发动机内部温度升高，进一步影响功率和效率。对发动机功率和效率的影响

主轴轴承失效可能导致发动机内部不平衡，进而引发振动。振动不仅影响发动机的稳定性，还可能加速其他部件的磨损。轴承失效产生的异常噪声会影响发动机的声学性能，增加噪音污染。对发动机振动和噪声的影响

轴承失效可能导致发动机在关键时刻出现故障，降低其可靠性。为了确保发动机的安全运行，必须定期检查和更换失效的轴承。主轴轴承失效会加速发动机内部其他部件的磨损，从而缩短发动机的寿命。对发动机寿命和可靠性的影响

05失效模式的检测与诊断技术

通过加速度传感器等装置，实时采集航空发动机主轴轴承的振动信号。振动信号采集运用傅里叶变换、小波分析等方法对振动信号进行处理，提取特征信息。信号处理与分析根据特征信息，结合专家系统或模式识别技术，对主轴轴承的失效模式进行诊断。故障诊断基于振动信号的检测技术

油液取样油液理化性能分析磨损颗粒分析故障诊断基于油液分析的检测技术定期从航空发动机主轴轴承润滑系统中取油样。运用铁谱分析、光谱分析等方法，对油液中的磨损颗粒进行形态、成分和尺寸等方面的分析。检测油液的粘度、水分、杂质等理化性能指标。根据油液分析结果，判断主轴轴承的磨损状态和失效模式。

利用超声波在主轴轴承中的