Bantalan mesin pesawat terbang
Bantalanjenis
Kecepatan putaran spindel mesin aero tinggi, suhu ujung panas tinggi, danbantalanKarena perlu menahan beban aksial dan beban radial, maka bantalan dibagi menjadi dua kategori: bantalan tumpuan dorong dan bantalan tumpuan gerak: bantalan tumpuan dorong biasanya menggunakan bantalan bola kontak sudut tiga titik untuk menahan beban aksial dan mengontrol celah aksial stator yang berputar; bantalan tumpuan gerak hanya menahan beban radial, dan karena rotor akan bergerak searah aksial akibat pemuaian dan penyusutan termal,bantalan rol silindrisyang biasanya digunakan tanpa batas pada lingkaran luar atau dalam.
Kotak roda gigi aksesori mesin pesawat terbang biasanya digerakkan oleh roda gigi lurus, dan bantalan hanya menanggung beban radial dan ekspansi termal rotor kecil, sehinggabantalan rol silindrisDanbantalan bola alur dalamsebagian besar dipilih.
Gearbox reduktor mentransmisikan daya dalam jumlah besar, beberapa di antaranya menggunakan roda gigi heliks, dan bantalan perlu menahan beban radial dan aksial, sehinggabantalan rol silindris, bantalan bola alur dalamdan tiga poinbantalan bola kontak sudutsebagian besar dipilih.
Mesin pesawat terbang menggunakan bantalan bola kontak sudut tiga titik danbantalan rol silindris.
Bantalan bola kontak sudut tiga titik
Saat mesin pesawat beroperasi, beban radial dan beban aksial akan dihasilkan pada poros, dan umumnya dipasang bantalan bola pada titik tumpu di depan poros untuk menahan beban radial yang terbentuk dari superposisi gaya tidak seimbang dari setiap poros dan putaran kecepatan tinggi, dan pada saat yang sama menahan perbedaan beban aksial antara gaya pneumatik kipas dan kompresor ke depan dan gaya pneumatik turbin ke belakang.
Perbandingan struktur bantalan bola alur dalam dan bantalan bola kontak sudut tiga titik menunjukkan bahwa bagian tengah alur cincin dalam bantalan bola kontak sudut tiga titik dilengkapi dengan eksentrisitas aksial Lo, yang membuat celah aksial Ga dan jumlah rotor dalam arah aksial lebih kecil dan lebih mudah untuk mengontrol celah aksial dari poros putar mesin.
Bantalan bola kontak sudut tiga titik memiliki struktur cincin dalam setengah ganda, dan desain cincin setengah dalamnya yang dapat dipisahkan memungkinkan pemasangan lebih banyak bola, sehingga secara signifikan meningkatkan kapasitas beban.
Perbandingan struktur bantalan bola kontak sudut dan bantalan bola kontak sudut tiga titik menunjukkan bahwa bantalan bola kontak sudut hanya dapat menahan beban aksial satu arah. Jika perlu menahan beban aksial dua arah, bantalan tersebut perlu digabungkan, yang akan memakan lebih banyak ruang dan menambah massa. Bantalan bola kontak sudut tiga titik dengan cincin dalam ganda dan setengahnya dapat langsung menahan beban aksial dua arah, yang dapat menghemat sekitar 50% ruang dan meningkatkan kualitas dibandingkan dengan bantalan bola kontak sudut dua baris atau kelompok, serta mudah dipasang, sehingga memudahkan desain mesin.
Sangkar dan rakitan bola dari bantalan bola kontak sudut tiga titik dapat dipisahkan dari cincin luar, sehingga dapat digunakan sangkar padat satu bagian, yang memiliki kekuatan lebih tinggi, cocok untuk kecepatan putaran tinggi, dan lebih mudah untuk mendapatkan akurasi pemesinan yang lebih tinggi; Pada saat yang sama, struktur ini juga membuat pemasangan dan pemeriksaan bantalan menjadi lebih mudah.
Dibandingkan dengan bantalan rol silinder mekanis biasa, diameter rol bantalan rol silinder mesin pesawat terbang lebih kecil, dan keunggulannya adalah sebagai berikut:
1) Dapat mengurangi hambatan pengadukan oli pada roller selama pengoperasian kecepatan tinggi;
2) Gaya inersia kecil;
3) Tekanan kontak yang cukup dapat dipertahankan ketika gaya radial kecil untuk menghindari selip rol;
4) Karena komponen ferrule, roller, dan sangkar dapat dipisahkan, maka sangkar padat dapat digunakan, yang memiliki kekuatan dan stabilitas kecepatan tinggi yang lebih baik.
Bantalan rol silindrisCincin dalam tanpa flensa biasanya memiliki lebar cincin dalam yang lebih besar untuk mengakomodasi pergerakan aksial antara cincin dalam dan luar yang disebabkan oleh pemanjangan akibat ekspansi termal antara poros dan cincin dalam bantalan, serta ketidaksejajaran relatif antara cincin dalam dan luar yang disebabkan oleh kesalahan perakitan aksial rakitan rotor selama perakitan. Jika ruang pemasangan kecil atau ada persyaratan khusus, poros atau rumah bantalan dapat langsung digunakan sebagai pengganti cincin dalam tanpa flensa.
Mesin pesawat terbangbantalan rol silindrisSeringkali dihadapkan pada kondisi kerja dengan beban radial yang kecil atau tanpa beban radial sama sekali, dan kecepatan putaran yang sangat tinggi, sehingga roller rentan terhadap selip dan gesekan. Untuk mencegah selip, jalur lintasan non-melingkar sering digunakan untuk mewujudkan pramuat radial pada bantalan, dan distribusi beban dari dua bantalan jalur lintasan non-melingkar yang umum sering digunakan.
Bahan bantalan
Suhu lingkungan operasi bantalan turbin mesin sangat tinggi, dan biasanya diperlukan pendinginan bantalan dengan volume oli pelumas beberapa liter per menit, namun suhu kerja bantalan masih dapat mencapai sekitar 250 °C.
Untuk memenuhi kondisi kerja suhu tinggi, cincin bantalan biasanya menggunakan baja 8Cr4Mo4V (M50) dan baja bantalan suhu tinggi lainnya, dan diberi perlakuan temper suhu tinggi, sehingga bahkan jika suhu bantalan mencapai 400 °C setelah mesin dimatikan, kinerja bantalan tetap terjamin. Untuk memenuhi umur kelelahan gelinding, kekerasan permukaan material bantalan umumnya diharuskan tidak kurang dari 60 HRC pada suhu ruang, dan baja 8Cr4Mo4V secara keseluruhan dikeraskan dengan perlakuan panas, tetapi ketangguhannya lebih rendah daripada material komponen struktural, yang akan menyebabkan retaknya ferrule ketika gaya sentrifugal ferrule dan tegangan keliling poros besar. Oleh karena itu, bantalan dengan nilai dn melebihi 2,5×10⁶ mm·r/min perlu dibuat dari material G13Cr4Mo4Ni4V (M50NiL), yang memiliki ketangguhan inti yang lebih baik.
Material sangkar bantalan mesin pesawat terbang umumnya terbuat dari baja struktural seperti 40CrNiMoA (4030), dan sangkar perlu dilapisi perak untuk mengurangi keausan selama tahap awal pengoperasian. Elemen penggulir sama dengan material ferrule, dan kekerasannya umumnya sama dengan ferrule, dan dalam beberapa kasus akan 1 ~ 2 HRC lebih tinggi daripada ferrule. Terkadang bola juga menggunakan material keramik seperti silikon nitrida, alumina, dan zirkonia.
Waktu posting: 08 Juni 2026
