航空發(fā)動機技術(shù)含量的***、精、尖是眾所周知的，任何一個有關(guān)航空發(fā)動機的命題都可能是一個巨大的系統(tǒng)工程。掌控航空發(fā)動機技術(shù)及管理能力對個人、企業(yè)、******、民族來說都是硬挑戰(zhàn)。也正因為如此，民用航空發(fā)動機市場才被通用GE、普惠PW、羅羅RR等少數(shù)巨頭壟斷。

　　我們除了自我鉆研、創(chuàng)新突破，向這些巨頭們虛心學習也尤為重要。學習、分析、運用這些巨頭們的實踐經(jīng)驗和實用數(shù)據(jù)的驗證、累積成果，這是任何創(chuàng)新本身都不能替代的。可OEM廠***往往對技術(shù)源頭信息進行***享，不便于使用者自身工作的改進。另外，行業(yè)間的溝通不順暢、技術(shù)語言等障礙也影響了產(chǎn)品后續(xù)使用及管理的優(yōu)化。

　　就軸承來說，這是航空發(fā)動機銜接動靜零部件，支撐各轉(zhuǎn)動體和載荷傳遞必不可少的元件。發(fā)動機和軸承生產(chǎn)廠***以及各航空公司、維修單位等使用管理者針對每一特定機型的軸承都建立了周詳?shù)木S護系統(tǒng)。然而維修管理單位對軸承設(shè)計制造源頭的技術(shù)信息卻了解的不多，不利于維護工作的深入理解、革新和優(yōu)化。

　　而且從實際工作中來看，各***維修管理機構(gòu)基本上都是屬于事后維護的思路，即借助MCD等手段探究如何盡早發(fā)現(xiàn)軸承的損壞、如何對發(fā)動機軸承故障進行緩解、如何減少后續(xù)維修成本等。對事前預防工作的管理重視得還不夠，沒有多少具體的預防方案和措施。信息的不充分、不對稱實際上影響了很多維修管理系統(tǒng)的預防思路。

　　本文借助GE發(fā)動機工程管理中介紹的一些信息和參數(shù)，粗淺談?wù)劙l(fā)動機日常維護中與軸承相關(guān)的注意事項及避免軸承損壞的相關(guān)預防工作。

　　發(fā)動機軸承是銜接動靜部件的關(guān)節(jié)部位，既承受靜態(tài)負載又承受動態(tài)負載，而且工況復雜。軸承承受自身和相關(guān)部件的重力;發(fā)動機運轉(zhuǎn)***終要產(chǎn)生推力，轉(zhuǎn)子帶動風扇或螺旋槳，對軸承產(chǎn)生較大的軸向推力載荷;***轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)，使軸承本身產(chǎn)生周向的旋轉(zhuǎn)載荷和離心載荷;轉(zhuǎn)動不平衡產(chǎn)生振動和沖擊;承載與***速運轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的***溫;***溫加上多成分的空氣環(huán)境和油液環(huán)境進而可能產(chǎn)生腐蝕;污染物對軸承部件之間平滑運轉(zhuǎn)的影響;滾珠自旋產(chǎn)生的打滑等等使軸承處于綜合、復雜、惡劣的工作環(huán)境中。

　　***周向載荷使軸承的保持環(huán)/架容易損壞，從而導致失效?；投虝r斷供時，球軸承比滾棒軸承更容易損壞，因為球形珠子***速自旋容易產(chǎn)生過熱應(yīng)力。珠子打滑、抱死是在滑油不足、表面粗糙的情況下，力的不平衡導致。***速低載也能導致軸承珠子元件打滑，珠子打滑會嚴重損壞接觸表面，從而使相應(yīng)的接觸區(qū)域損壞或失效。不管什么原因?qū)е螺S承部件的工作面損壞，都會使工作間隙減小，溫度升***，進一步使赫茲應(yīng)力增加，產(chǎn)生***熱并抱死(赫茲應(yīng)力：用于判斷金屬表面接觸疲勞強度的指標，是接觸疲勞極限σHlim，即在規(guī)定的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)下材料不發(fā)生點蝕現(xiàn)象時的極限應(yīng)力)。

　　當然，生產(chǎn)廠***也采取了一些比較好的措施來提***軸承的性能和可靠性，增強抗擊各種損傷的能力。譬如采用抗***溫的***韌性軸承鋼材料M50NiL,PYROWEAR675, CSS-42L等(M50NiL有很好的斷裂破碎韌度;PYROWEAR675 and CSS-42L斷裂韌度小，但有很好的抗腐性);通過在工作面形成數(shù)微米厚的滲氮/滲碳層來提***軸承的疲勞壽命和抗滑動損傷的能力，延長軸承的使用壽命;軸承滾珠***速旋轉(zhuǎn)時，輕微的轉(zhuǎn)動不平衡量都可能惡化軸承的損傷，因此，不斷改進設(shè)計、生產(chǎn)工藝，***大程度控制軸承***轉(zhuǎn)速下的不平衡量。因為軸承的制造精度非常***(表面光潔度可達0.000001-0.000006inch(0.0000254-0.0001524 mm))，所以對勤務(wù)工作的要求也很嚴格。

　　為了保證發(fā)動機軸承能運行在既定的工作環(huán)境中，達到預期的使用壽命，在發(fā)動機的使用維修過程中必須減少對軸承的污染，確保軸承維護工作正確到位。在整個壽命過程中，各個環(huán)節(jié)都有產(chǎn)生軸承損壞的影響因素。

　　使用前的影響因素有：運輸、儲存過程中的損壞;裝配誤差導致?lián)p壞;不當裝配程序?qū)е聯(lián)p壞(如表面清潔不干凈;過松或過緊安裝;不對稱安裝);設(shè)計/制造缺陷;件的配合公差不好導致?lián)p壞等。

　　在使用過程中影響的因素有：軸承使用的疲勞壽命極限損壞;不正確的潤滑導致?lián)p壞(如不恰當?shù)臐櫥?潤滑不充分;過度潤滑等);不正常的負載導致?lián)p壞(如過載;輕載或負載不足;振動或不平衡;超速等);錯誤的勤務(wù)導致?lián)p壞(如滑油被污染;使用了錯誤的滑油等);不當?shù)氖褂铆h(huán)境導致?lián)p壞(如不正常的外部熱源、污物、粉塵、濕氣和侵蝕物等的存在)。

　　如果在軸承組裝過程中有雜質(zhì)顆粒進入到軸承中，則形成很***的安全隱患，在此后的運轉(zhuǎn)中，雜質(zhì)顆粒會被過度碾壓，并使軸承的接觸表面形成一個凹陷或凹坑，進一步縮短軸承的疲勞壽命。雜質(zhì)顆粒的類型有：金屬碎片;砂子;陶制顆粒;塵土;氧化鋁(金剛砂;砂輪顆粒)等。引起類似顆粒污染的原因主要有：軸承相關(guān)零部件沒有充分清潔;工裝設(shè)備不干凈;工作場所不干凈;諸如拋光等機械施工過程帶來的污染物;施工過程中沒有對軸承所在發(fā)動機組件給予足夠的保護等。

　　基于以上原因的考慮，在發(fā)動機修理及軸承組裝過程中必須采取充分的預防措施，防止污染：

　　-軸承及軸承零部件在組裝前應(yīng)盡早打開包裝進行清潔、檢查;

　　-如果軸承不能及時的組裝進入到下一步工序，必須進行額外的清潔和油封。清潔和油封工作要盡可能使用噴注形式，避免不干凈的擦拭。按需使用專用的清潔保存程序。

　　-軸承工作場所或環(huán)境必須保持極度潔凈的狀態(tài)，工作間或工作艙地板保持潔凈，所有的工作空間、工裝設(shè)備都必須始終保持潔凈狀態(tài)。

　　-工裝設(shè)備需要密閉保存，每次使用前后都必須進行精心清潔;

　　-軸承的部分修理只有原廠***才能進行，這樣才能保證其固有可靠性，并降低軸承在施工過程中(拋光、打磨、噴鍍等工藝)被污染的風險。

　　-同樣在發(fā)動機單元體/組件進行修理時，也要對軸承進行保護，避免受到施工環(huán)境的污染。

　　-在發(fā)動機的任何分解狀態(tài)中，一旦軸承暴露，就需要進行嚴格的保護，避免空氣中的污物或鄰近區(qū)域等就近空間的環(huán)境污染。

　　然而，僅僅依賴生產(chǎn)廠***和修理廠***的努力還不足于完全保證軸承的可靠使用。發(fā)動機的日常使用、維護、修理對軸承的影響也是至關(guān)重要的。軸承的潤滑是彈性液動力潤滑模式(Elastohydrodynamic(EHD) Lubrication)，需要充分的潔凈潤滑，避免金屬與金屬之間的直接接觸。EHD潤滑模式其實就是軸承運轉(zhuǎn)過程中，滾珠或滾棒與滾道之間形成擠壓油膜，從而把兩者分開，避免直接接觸。擠壓油膜的厚度受載荷、溫度以及滑油本身的特性等所決定。一般該油膜厚度為Hmin=0.000005-0.000015 inch(0.000127-0.000381mm)。較***的軸承制造精度及其彈性液動力潤滑模式?jīng)Q定了軸承的檢驗、維護要求也非常***。

　　上面提到軸承運轉(zhuǎn)過程中，潤滑油在工作面之間形成油膜，保護工作面不被損壞。該油膜的厚度僅為0.000005-0.000015inch(0.000127-0.000381 mm)，這么薄的油膜支撐軸承球/棒轉(zhuǎn)動，意味著表面缺陷尺寸大于該數(shù)時或雜質(zhì)顆粒大于該數(shù)時就會破壞油膜的保護作用，導致金屬間的直接接觸。***強度的、脆而敏感的表面在軸承的***速運轉(zhuǎn)中很快就被毀滅性破壞。這么小的尺寸幾乎不可能在日常維護中被測量對比，因此，一些技術(shù)資料或手冊中給出采用專用的軸承檢驗劃針工具來滑過檢驗工件表面，在滑動過程中靠人的感覺來判斷缺陷的存在與否，進而做出檢驗結(jié)論(你的感覺真那么靈敏嗎?)。同時，這個工作參數(shù)也告訴我們?yōu)槭裁磳S承的清潔、維護、施工、保存等要精益求精。不易看到的污染物害死了多少年輕的軸承。

　　另外，部分發(fā)動機的軸承腔是通過引用***壓空氣進行氣動封嚴，***壓空氣中的雜質(zhì)也會污染軸承腔，進而可能損壞軸承。其它封嚴方法如碳封嚴等也有可能產(chǎn)生污染物對軸承腔產(chǎn)生影響。在實際的使用維護工作中，必須考慮各種可能的影響因素，要盡量做到充分的預防措施，如：

　　-在發(fā)動機的地面轉(zhuǎn)移或運輸過程中要盡量采取減震緩沖措施，避免軸承在顛簸、沖擊中的直接損傷;

　　-飛機長時間停場或發(fā)動機離位，要對發(fā)動機進行充分的油封工作和覆蓋、包裹保護;

　　-使用***品質(zhì)潤滑油;

　　-視情制定滑油系統(tǒng)例行沖洗方案;

　　-在潔凈的環(huán)境中對發(fā)動機滑油系統(tǒng)進行勤務(wù)(尤其要避免在飛沙走石的暴露環(huán)境中、粉塵環(huán)境中執(zhí)行更換油慮等勤務(wù)工作);

　　-執(zhí)行勤務(wù)工作時，減少滑油系統(tǒng)暴露的時間;

　　-加注滑油、更換油慮等勤務(wù)工作時，使用潔凈的工具設(shè)備和防護材料;

　　-定期對滑油箱進行孔探檢查，按需清潔;

　　-避免在污染空氣或含顆粒物的空氣環(huán)境中運行發(fā)動機，視情清洗發(fā)動機氣流通道;

　　作為發(fā)動機使用人和維護人，航空公司也好，維修單位也好，都應(yīng)該對發(fā)動機軸承保護引起重視，采取措施預防污染對發(fā)動機軸承的損壞，把安全風險的控制工作往前移。任何軸承零部件工作面上的一顆顆粒物或單一的損傷都會減少軸承的使用壽命，進而減少發(fā)動機的使用壽命，甚至導致發(fā)動機的失效。這不是損失金錢增加成本的問題，這完全是影響到乘客人身安全的大事。

　　來源：AERO-EXPERT

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