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mancais de motor aeronáutico

Consequênciatipo

A velocidade do fuso do motor aeronáutico é alta, a temperatura da extremidade quente é alta econsequênciaPrecisa suportar carga axial e radial, por isso o rolamento é dividido em duas categorias: rolamento de impulso e rolamento de deslocamento lateral. O rolamento de impulso geralmente utiliza rolamentos de esferas de contato angular de três pontos para suportar a carga axial e controlar a folga axial do estator rotativo. Já os rolamentos de deslocamento lateral suportam apenas cargas radiais, e como o rotor se move na direção axial devido à expansão e contração térmica,rolamentos de rolos cilíndricosGeralmente são usados ​​anéis sem bordas, tanto na parte externa quanto na interna.

 

As caixas de engrenagens dos acessórios dos motores aeronáuticos são geralmente acionadas por engrenagens cilíndricas de dentes retos, e os rolamentos suportam apenas cargas radiais, sendo a expansão térmica do rotor pequena.rolamentos de rolos cilíndricoserolamentos de esferas de ranhura profundasão principalmente selecionados.

 

A caixa de redução transmite uma grande quantidade de potência, parte da qual utiliza engrenagens helicoidais, e os rolamentos precisam suportar cargas radiais e axiais.rolamentos de rolos cilíndricos, rolamentos de esferas de ranhura profundae três pontosrolamentos de esferas de contato angularsão principalmente selecionados.

 

Os motores aeronáuticos utilizam rolamentos de esferas de contato angular de três pontos erolamentos de rolos cilíndricos.

Rolamentos de esferas de contato angular de três pontos

Quando o motor aeronáutico está em funcionamento, cargas radiais e axiais são geradas no eixo, e um conjunto de rolamentos de esferas é geralmente instalado no ponto de apoio em frente ao eixo para suportar a carga radial formada pela superposição da força desequilibrada de cada eixo e a rotação em alta velocidade, e ao mesmo tempo suportar a diferença de carga axial entre a força pneumática do ventilador e do compressor para a frente e a força pneumática da turbina para trás.

 

Comparando a estrutura dos rolamentos de esferas de ranhura profunda com a dos rolamentos de esferas de contato angular de três pontos, o centro da ranhura do anel interno do rolamento de esferas de contato angular de três pontos possui uma excentricidade axial Lo, o que reduz sua folga axial Ga e a quantidade de rotor na direção axial, facilitando o controle da folga axial do rotor do motor.

 

O rolamento de esferas de contato angular de três pontos possui uma estrutura de anel duplo semi-interno, e seu design de anel semi-interno separável permite a instalação de mais esferas, aumentando significativamente a capacidade de carga.

 

Comparando a estrutura dos rolamentos de esferas de contato angular com a dos rolamentos de esferas de contato angular de três pontos, os rolamentos de esferas de contato angular suportam apenas cargas axiais unidirecionais. Para suportar cargas axiais bidirecionais, é necessário combiná-los, o que aumenta o espaço ocupado e a massa. Já os rolamentos de esferas de contato angular de três pontos, com anéis internos duplos ou semi-internos, suportam diretamente cargas axiais bidirecionais, economizando cerca de 50% de espaço e aumentando a massa em comparação com rolamentos de esferas de contato angular de fileira dupla ou em grupos. Além disso, são fáceis de instalar, o que facilita o projeto de motores.

 

O conjunto de gaiola e esferas do rolamento de esferas de contato angular de três pontos pode ser separado do anel externo, permitindo o uso de uma gaiola sólida de peça única. Essa gaiola oferece maior resistência, é adequada para altas velocidades de rotação e facilita a obtenção de maior precisão de usinagem. Além disso, essa estrutura também torna a instalação e a inspeção dos rolamentos mais convenientes.

 

Rolamentos de rolos cilíndricos

Em comparação com os rolamentos de rolos cilíndricos mecânicos comuns, o diâmetro dos rolos dos rolamentos de rolos cilíndricos para motores aeronáuticos é menor, e suas vantagens são as seguintes:

1) Pode reduzir a resistência à agitação do óleo no rolo durante a operação em alta velocidade;

2) A força inercial é pequena;

3) Quando a força radial é pequena, é possível manter uma pressão de contato suficiente para evitar o deslizamento do rolo;

4) Como os componentes da ponteira, do rolete e da gaiola podem ser separados, é possível utilizar uma gaiola sólida, que oferece maior resistência e estabilidade em altas velocidades.

 

Rolamentos de rolos cilíndricosOs anéis internos sem flange geralmente possuem uma largura maior para acomodar o movimento axial entre os anéis interno e externo, causado pelo alongamento decorrente da expansão térmica entre o eixo e o anel interno do rolamento, bem como o desalinhamento relativo entre os anéis interno e externo devido a erros de montagem axial do rotor durante a montagem. Se o espaço de instalação for pequeno ou houver requisitos especiais, o eixo ou a caixa do rolamento podem ser usados ​​diretamente em vez do anel interno sem flange.

 

Motor aeronáuticorolamentos de rolos cilíndricosFrequentemente, os rolamentos enfrentam condições de trabalho com pouca ou nenhuma carga radial e alta velocidade de rotação, o que os torna propensos a deslizamento e atrito. Para evitar o deslizamento, são comuns o uso de pistas de rolamento não circulares para realizar a pré-carga radial do rolamento, sendo frequentemente utilizado um rolamento típico com duas pistas de rolamento não circulares para distribuição de carga.

 

Material de rolamento

A temperatura do ambiente operacional do rolamento da turbina do motor é muito alta, sendo geralmente necessário resfriá-lo com um volume de óleo lubrificante de vários litros por minuto, mas mesmo assim a temperatura de trabalho do rolamento pode atingir cerca de 250 °C.

 

Para suportar as condições de trabalho em altas temperaturas, o anel do rolamento geralmente utiliza aço 8Cr4Mo4V (M50) e outros aços para rolamentos de alta temperatura, sendo submetido a tratamento térmico de têmpera. Mesmo que a temperatura do rolamento atinja 400 °C após a parada do motor, o desempenho do rolamento permanece inalterado. Para atender à resistência à fadiga por rolamento, a dureza superficial do material do rolamento geralmente precisa ser de no mínimo 60 HRC à temperatura ambiente. O aço 8Cr4Mo4V, embora endurecido por tratamento térmico, apresenta tenacidade inferior à do material do componente estrutural, o que pode levar ao trincamento da virola quando a força centrífuga sobre ela e a tensão circunferencial do eixo forem elevadas. Portanto, rolamentos com valor dn superior a 2,5 × 10⁶ mm³ · rpm precisam ser fabricados em G13Cr4Mo4Ni4V (M50NiL), que possui melhor tenacidade no núcleo.

 

O material da gaiola dos mancais de motores aeronáuticos é geralmente aço estrutural, como o 40CrNiMoA (4030), e precisa ser prateado para reduzir o desgaste durante a partida. O elemento rolante é feito do mesmo material da ponteira, e sua dureza geralmente é a mesma, podendo em alguns casos ser 1 a 2 HRC superior. Às vezes, as esferas também utilizam materiais cerâmicos, como nitreto de silício, alumina e zircônia.