Cojinetes de motores aeronáuticos
Cojinetetipo
La velocidad del husillo del motor aeronáutico es alta, la temperatura del extremo caliente es alta y lacojinetenecesita soportar carga axial y carga radial, por lo que el cojinete se divide en dos categorías: cojinete de fulcro de empuje y cojinete de fulcro de natación: el cojinete de fulcro de empuje generalmente utiliza un cojinete de bolas de contacto angular de tres puntos para soportar la carga axial y controlar la holgura axial del estator giratorio; los cojinetes de fulcro de viaje solo soportan cargas radiales, y debido a que el rotor se moverá en la dirección axial debido a la expansión y contracción térmica,rodamientos de rodillos cilíndricosGeneralmente se utilizan anillos sin bordes en el anillo exterior o interior.
Las cajas de engranajes de los accesorios de los motores aeronáuticos suelen ser accionadas por engranajes rectos, y los cojinetes solo soportan cargas radiales y la expansión térmica del rotor es pequeña, por lo querodamientos de rodillos cilíndricosyrodamientos de bolas de ranura profundason principalmente seleccionados.
La caja reductora transmite una gran cantidad de potencia, algunas de las cuales utilizan engranajes helicoidales, y los cojinetes deben soportar cargas radiales y axiales, por lo querodamientos de rodillos cilíndricos, rodamientos de bolas de ranura profunday tres puntosrodamientos de bolas de contacto angularson principalmente seleccionados.
Los motores aeronáuticos utilizan rodamientos de bolas de contacto angular de tres puntos yrodamientos de rodillos cilíndricos.
Rodamientos de bolas de contacto angular de tres puntos
Cuando el motor aeronáutico está en funcionamiento, se generan cargas radiales y axiales en el eje, y generalmente se coloca un conjunto de rodamientos de bolas en el punto de apoyo delante del eje para soportar la carga radial formada por la superposición de la fuerza desequilibrada de cada eje y la rotación a alta velocidad, y al mismo tiempo soportar la diferencia de carga axial entre la fuerza neumática del ventilador y el compresor hacia adelante y la fuerza neumática de la turbina hacia atrás.
Comparación de la estructura de los rodamientos de bolas de ranura profunda y los rodamientos de bolas de contacto angular de tres puntos, el centro de la ranura del anillo interior del rodamiento de bolas de contacto angular de tres puntos está equipado con una excentricidad axial Lo, lo que hace que su holgura axial Ga y la cantidad de rotor en la dirección axial sean menores y más fáciles de controlar la holgura axial del husillo giratorio del motor.
El rodamiento de bolas de contacto angular de tres puntos tiene una estructura de doble medio anillo interior, y su diseño de semi-anillo interior separable permite la instalación de más bolas, aumentando significativamente la capacidad del rodamiento.
Comparación de la estructura de los rodamientos de bolas de contacto angular y los rodamientos de bolas de contacto angular de tres puntos: los rodamientos de bolas de contacto angular solo pueden soportar cargas axiales unidireccionales; si necesitan soportar cargas axiales bidireccionales, deben combinarse, lo que ocupa más espacio y aumenta la masa. Los anillos interiores dobles y medios de los rodamientos de bolas de contacto angular de tres puntos pueden soportar directamente cargas axiales bidireccionales, lo que ahorra aproximadamente un 50 % de espacio y mejora la calidad en comparación con los rodamientos de bolas de contacto angular de doble fila o grupo de soporte, además de facilitar la instalación, lo que resulta conveniente para el diseño del motor.
La jaula y el conjunto de bolas del rodamiento de bolas de contacto angular de tres puntos se pueden separar del anillo exterior, de modo que se puede utilizar una jaula sólida de una sola pieza, que tiene mayor resistencia, es adecuada para altas velocidades de rotación y facilita la obtención de una mayor precisión de mecanizado; al mismo tiempo, la estructura también facilita la instalación e inspección de los rodamientos.
Rodamientos de rodillos cilíndricos
En comparación con los rodamientos de rodillos cilíndricos mecánicos ordinarios, el diámetro de los rodillos de los rodamientos de rodillos cilíndricos para motores aeronáuticos es menor, y sus ventajas son las siguientes:
1) Puede reducir la resistencia a la agitación del aceite del rodillo durante el funcionamiento a alta velocidad;
2) La fuerza de inercia es pequeña;
3) Se puede mantener una presión de contacto suficiente cuando la fuerza radial es pequeña para evitar el deslizamiento del rodillo;
4) Dado que la férula, el rodillo y los componentes de la jaula se pueden separar, se puede utilizar una jaula sólida, que tiene mayor resistencia y estabilidad a alta velocidad.
Rodamientos de rodillos cilíndricosLos anillos interiores sin brida suelen tener un ancho mayor para compensar el movimiento axial entre los anillos interior y exterior, causado por la dilatación térmica entre el eje y el anillo interior del rodamiento, así como la desalineación relativa entre ambos anillos debido al error de montaje axial del rotor durante el ensamblaje. Si el espacio de instalación es reducido o existen requisitos especiales, se puede utilizar directamente el eje o la carcasa del rodamiento en lugar del anillo interior sin brida.
Motor aeronáuticorodamientos de rodillos cilíndricosA menudo se enfrentan a condiciones de trabajo con poca o ninguna carga radial, y la velocidad de rotación es muy alta, los rodillos son propensos al deslizamiento y al roce, para evitar el deslizamiento, a menudo se utilizan pistas de rodadura no circulares para lograr la precarga radial del rodamiento, y a menudo se utiliza la distribución de carga de dos rodamientos típicos de pista de rodadura no circular.
Material de apoyo
La temperatura ambiente de funcionamiento del cojinete de la turbina del motor es muy alta, y normalmente es necesario enfriar el cojinete con un volumen de aceite lubricante de varios litros por minuto, pero la temperatura de trabajo del cojinete aún puede alcanzar unos 250 °C.
Para cumplir con las condiciones de trabajo de alta temperatura, el anillo del cojinete generalmente utiliza acero 8Cr4Mo4V (M50) y otros aceros para cojinetes de alta temperatura, y se trata con un tratamiento de revenido a alta temperatura, incluso si la temperatura del cojinete alcanza los 400 °C después de que el motor se detiene, puede seguir asegurando el rendimiento del cojinete. Para cumplir con la vida útil de fatiga de rodadura, la dureza superficial del material del cojinete generalmente debe ser no inferior a 60 HRC a temperatura ambiente, y todo el acero 8Cr4Mo4V se endurece mediante tratamiento térmico, pero la tenacidad es menor que la del material del componente estructural, lo que puede llevar a la fisuración de la férula cuando la fuerza centrífuga de la férula y la tensión circunferencial del eje son grandes. Por lo tanto, el valor dn supera los 2,5 × 10⁶ mm · r/min los cojinetes deben estar hechos de material G13Cr4Mo4Ni4V (M50NiL), que tiene una mejor tenacidad del núcleo.
La jaula de los cojinetes de los motores aeronáuticos suele estar fabricada con acero estructural como el 40CrNiMoA (4030), y debe estar plateada para reducir el desgaste durante el arranque. El elemento rodante es del mismo material que la férula, y su dureza suele ser similar, aunque en algunos casos puede ser entre 1 y 2 HRC superior. En ocasiones, la bola también utiliza materiales cerámicos como nitruro de silicio, alúmina y zirconia.
Fecha de publicación: 8 de junio de 2026
