航空发动机主轴后轴承打滑损伤失效分析

摘要

随着航空发动机朝着高转速、高推重比方向发展，主轴轴承失效除了正常的疲劳破坏外，更多情况是因打滑引起的摩擦磨损。航空发动机常见的6套主轴轴承中，后轴承长期服役于高速轻载工况，打滑造成的失效可达到34.46%，已成为后轴承失效的重要因素。目前的研究，尚未见从失效分析的角度研究轴承打滑损伤，因此，本文利用现代摩擦学理论和方法对航空发动机主轴后轴承打滑损伤进行失效分析，揭示其失效机理。研究成果有望对航空发动机广泛存在的轴承打滑损伤防护提供指导。
　　本文针对试车打滑轴承、首翻打滑轴承、首翻未打滑轴承三类轴承，采用显微硬度仪、光学显微镜、扫描电子显微镜、电子能谱仪和表面轮廓仪等微观分析设备，分析轴承打滑损伤形貌、成分、轮廓及金相组织。获得的主要结论如下：
　　（1）打滑损伤形貌及成分分析：
　　轴承在打滑过程中内圈和滚子发生了粘着磨损、疲劳磨损及磨粒磨损，同时，能谱分析显示打滑过程中发生氧化磨损。保持架接触区域有磨粒镶嵌及塑性变形，首翻打滑轴承保持架有镀银层减薄露铜的迹象。
　　（2）打滑损伤形貌轮廓分析：
　　打滑轴承轮廓高度相对于新轴承高度降低，粗糙度增大。其中首翻打滑轴承内圈轮廓发生了偏磨现象，损伤区域处在偏磨的一侧。打滑轴承滚子损伤区域轮廓高度也出现显著降低。
　　（3）打滑损伤区域金相组织分析：
　　轴承因打滑造成了闪温或塑性变形，分别在内圈滚道表面和滚子表面形成非连续和连续的白层。与新轴承相比，打滑轴承金相组织中残余奥氏体含量降低，马氏体等相组织含量增加。

目录

第一章 绪 论

1.1 前 言

1.2 国内外研究现状

1.3 课题主要研究内容

第二章 失效分析材料和方法

2.1 失效分析材料及样品制备

2.2 失效分析方法及分析设备

2.3 本章小结

第三章 航空发动机主轴后轴承打滑损伤形貌及成分分析

3.1 轴承宏观形貌分析

3.2 轴承微观形貌及成分分析

3.3 轴承剖面微观形貌分析

3.4 本章小结

第四章 航空发动机主轴后轴承形貌轮廓分析

4.1 内圈滚道轮廓及粗糙度分析

4.2 滚子表面轮廓及粗糙度分析

4.3 本章小结

第五章 航空发动机主轴后轴承打滑损伤组织分析

5.1 组织定性分析

5.2 组织定量分析

5.3 本章小结

第六章 结论与展望

本文创新点：

工作展望：

致谢

参考文献

在读期间参与科研项目及发表论文情况

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