Тепловое состояние подшипников газотурбинного двигателя

Подшипники авиационных газотурбинных двигателей (ГТД) работают в сложных условиях, обусловленных высокими эксплуатационными нагрузками. Расчетно-теоретическое исследование характеристик подшипников затруднено ввиду сложности моделирования и учета всех факторов. В работе представлены результаты расчетно-экспериментального исследования теплового состояния подшипников ГТД. Дано описание экспериментальной установки, включающей объект исследования – роликоподшипник, систему передачи крутящего момента на внутреннюю обойму подшипника, систему измерений и регистрации. Методика проведения экспериментов и методов обработки экспериментальных данных основана на применении системы измерений ZetLab. Проведен анализ причин повышения температуры подшипников в эксплуатационных условиях, влияния уровня вибрации на характеристики потока масла к подшипнику. 

1. Жильников Е. П. Системный подход к оценке работоспособности авиационных подшипников качения / Е. П. Жильников, В. В. Макарчук, В. В. Мурашкин // Трение и смазка в машинах и механизмах. 2008. № 6. С. 39-41. EDN JTISDR.

2. Караваев Ю. А. Совершенствование методики оценки остаточного ресурса ТРДД / Ю. А. Караваев, С. А. Ходацкий // Crede Experto: транспорт, общество, образование, язык. 2019. № 2. С. 10-24. EDN LVWSUT.

3. Кикоть Н. В. Исследование и разработка метода анализа теплового состояния межроторных роликовых подшипников ГТД / Н. В. Кикоть, Е. Ю. Марчуков // Вестник Московского авиационного института. 2009. Т. 16, № 4. С. 6. EDN KZWQRJ.

4. Мониторинг прецессии роторных систем газотурбинных двигателей и оценка состояния межроторных подшипников / М. Ю. Охтилев, В. И. Хименко, В. Н. Коромысличенко [и др.] // Проблемы региональной энергетики. 2018. № 1(36). С. 12-25. EDN YWIJPP.

5. Оглобличев М. А. Влияние радиальных зазоров подшипников опор ротора на вибрацию газотурбинного двигателя / М. А. Оглобличев, А. С. Гишваров // Молодежный вестник Уфимского государственного авиационного технического университета. 2020. № 1(22). С. 112-115. EDN ECGBPF.

6. Оглобличев М. А. Влияние радиальных зазоров подшипников опор ротора, дисбаланса турбокомпрессора, температуры и давления окружающей среды на вибрацию газотурбинного двигателя / М. А. Оглобличев, А. С. Гишваров // Молодежный вестник Уфимского государственного авиационного технического университета. 2021. № 1(24). С. 38-42. EDN BZSQGF.

7. Оценка состояния смазываемых узлов трения авиационных двигателей Д-30КП/КП-2 при приёмосдаточных испытаниях / В. Г. Дроков, В. В. Дроков, А. Д. Казмиров [и др.] // Научный вестник ГосНИИ ГА. 2024. № 46. С. 20-31. EDN TQMAAE.

8. Серафимов П. П. Анализ причин основных отказов роторных подшипников авиационных ГТД // XXV Туполевские чтения (школа молодых ученых): Международная молодёжная научная конференция, посвященная 60-летию со дня осуществления Первого полета человека в космическое пространство и 90-летию Казанского национального исследовательского технического университета им. А.Н. Туполева-КАИ. Материалы конференции. Сборник докладов. В 6-ти томах, Казань, 10–11 ноября 2021 года. Том II. Казань: Индивидуальный предприниматель Сагиева А.Р., 2021. С. 104-108. EDN IBDXPT.

9. Ходацкий С. А. Влияние вибраций ротора ГТД на техническое состояние межвального подшипника / С. А. Ходацкий, Ю. А. Караваев // Сrede Experto: транспорт, общество, образование, язык. 2018. № 4. С. 31-41. EDN VRPITO.

10. Чувилина Е. В. Метод диагностики состояния подшипников на основе комплекса алгоритмов обнаружения локальных неоднородностей / Е. В. Чувилина, Т. П. Грызлова // Вестник РГАТА имени П. А. Соловьева. 2013. № 4(27). С. 27-35. EDN SZCKSL.

11. DellaCorte C. Load Capacity Estimation of Foil Air Journal Bearings for Oil-Free Turbomachinery Applications / C. DellaCorte, M. J. Valco // Tribology Transactions. 2000. Vol. 43, iss. 4. P. 795-801. DOI: 10.1080/10402000008982410.

12. Kai Xu. Research on Temperature Rise Characteristics Prediction of Main Shaft Dual-Rotor Rolling Bearings in Aircraft Engines/ Kai Xu, Hao Hu, Nan Guo, Xiqiang Ma, Xiaoping Li // 2024.Lubricants, Vol 12, Issue 6: 210. DOI:10.3390/lubricants12060210.

13. Kanike N. Thermal Analysis of Gas Turbine Bearing Compartment During Normal Operation Period / N. Kanike, D. Taluru, K. Nelanti, K. G. Gujar // Proceedings of the ASME 2012 Gas Turbine India Conference (GTINDIA2012). 2013. Paper No. GTINDIA2012-9620. P. 505-511. DOI: 10.1115/GTINDIA2012-9620.

14. Khodatsky S. A. Estimating the Operability of the Gas Turbine Engine Inter-Shaft Bearing. In: Gorbachev, O.A., Gao, X., Li, B. (eds) Proceedings of 10th International Conference on Recent Advances in Civil Aviation. Lecture Notes in Mechanical Engineering. Springer, Singapore. 2023. P. 51-64. DOI: 10.1007/978-981-19-3788-0_5.

15. Li L. Dynamic stiffness characteristics of aero-engine elastic support structure and its effects on rotor systems: mechanism and numerical and experimental studies / Luo Z., Liu K., Zhou J. // Applied Mathematics and Mechanics (English Edition). 2023. Vol. 44. No. 4. P. 527-546. DOI: 10.1007/s10483-023-2973-9.

16. San Andrés L. Thermal Management and Rotordynamic Performance of a Hot Rotor-Gas Foil Bearings System-Part I: Measurements / San Andrés L., Ryu T., Kim T. // Journal of Engineering for Gas Turbines and Power. 2010. № 133(6). P. 062501-1-062501-9. DOI: 10.1115/GT2010-22981.