
一、那么航空發(fā)動機里面為什么會用到軸承這個零件呢?
首先,我們要知道軸承的功能是什么,軸承的功能用專業(yè)術語來講,就是在不約束物體特定某個方向上的旋轉自由度的同時,還能夠控制兩個物體之間的位置關系。所以你看軸承的內(nèi)圈和外圈之間實際上是可以自由轉動的,但是如果你想讓內(nèi)圈上下左右平移卻根本無法做到,這就是軸承中的“動”與“不動”。而航空發(fā)動機里面有一個轉動的大部件,叫做轉子,這些轉子的轉速很高,往往會達到一兩萬轉每分鐘,但是發(fā)動機本身是不轉的,所以航空發(fā)動機的一部分要轉,一部分不轉,這兩個部分之間就一定要有一個交界面,這個交界面就是軸承。
二、軸承到底是怎么工作的?
為了要搞清楚航空發(fā)動機的軸承有多難設計,我們先不去說航空發(fā)動機有多高的轉速、多么惡劣的工作環(huán)境,我們先要了解一件事情:軸承到底是怎么工作的?
在普通人眼里軸承就是很多個滾子支撐著外環(huán),外環(huán)轉起來,就帶動著所有的滾子開始轉動——也就是說所有的滾子都會滾動在內(nèi)外環(huán)的相對運動下轉動起來,所以他們都是均勻受力,而且整個軸承都會運轉地嚴絲合縫。但是事情真的是這樣嗎?顯然不是。比如說我們用汽車舉例。汽車的車軸上也會使用軸承,但是顯然,四個車輪不僅需要轉動,還需要承載整個汽車的重量,所以承載車軸的軸承還會受到一個豎直方向上的力,而在這個豎直方向的力的作用下,軸承的受力遠遠不是上面這張動圖里面那么地簡單明了。
我們看看下面這張圖,是軸承在真實工作狀態(tài)下的受力,可以發(fā)現(xiàn),因為軸承承載的物體往往會受到豎直方向上的力,所以每個滾子受到的力并非是均勻的。
而且在很多情況下,由于軸承需要允許滾子的受熱膨脹,因此內(nèi)環(huán)、滾子還有外環(huán),三樣東西并不是僅僅貼在一起的,而是在彼此之間留有一定的空隙,在豎直方向的力的作用下,很有可能軸承一圈數(shù)十個滾子,真正接觸的只有幾個。
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