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एयरो इंजन बियरिंग्स

सहन करनाप्रकार

एयरो इंजन स्पिंडल की गति अधिक है, गर्म सिरे का तापमान अधिक है, औरसहन करनाअक्षीय भार और रेडियल भार दोनों को सहन करने की आवश्यकता होती है, इसलिए बेयरिंग को दो श्रेणियों में विभाजित किया गया है: थ्रस्ट फुलक्रम बेयरिंग और स्विमिंग फुलक्रम बेयरिंग: थ्रस्ट फुलक्रम बेयरिंग आमतौर पर अक्षीय भार को सहन करने और घूर्णनशील स्टेटर के अक्षीय क्लीयरेंस को नियंत्रित करने के लिए तीन-बिंदु कोणीय संपर्क बॉल बेयरिंग का उपयोग करती है; ट्रैवलिंग फुलक्रम बेयरिंग केवल रेडियल भार सहन करती हैं, और क्योंकि रोटर तापीय विस्तार और संकुचन के कारण अक्षीय दिशा में गति करेगा,बेलनाकार रोलर बियरिंगबाहरी या भीतरी घेरे पर कोई सीमा न होने वाले घेरे आमतौर पर उपयोग किए जाते हैं।

 

एयरो इंजन एक्सेसरी गियरबॉक्स आमतौर पर स्पर गियर द्वारा संचालित होते हैं, और बियरिंग केवल रेडियल भार वहन करते हैं और रोटर का थर्मल विस्तार कम होता है, इसलिएबेलनाकार रोलर बियरिंगऔरटीप ग्रूव बॉल बेयरिंगमुख्यतः चयनित होते हैं।

 

रिड्यूसर गियरबॉक्स बड़ी मात्रा में शक्ति संचारित करता है, जिसमें से कुछ में हेलिकल गियर का उपयोग होता है, और बियरिंग को रेडियल और अक्षीय दोनों भार सहन करने की आवश्यकता होती है, इसलिएबेलनाकार रोलर बियरिंग, टीप ग्रूव बॉल बेयरिंगऔर तीन-पॉइंटकोणीय संपर्क बॉल बियरिंगमुख्यतः चयनित होते हैं।

 

एयरो इंजन तीन-बिंदु कोण संपर्क बॉल बियरिंग का उपयोग करते हैं औरबेलनाकार रोलर बियरिंग।

तीन-बिंदु कोण संपर्क बॉल बियरिंग

जब एयरो इंजन चल रहा होता है, तो स्पिंडल पर रेडियल लोड और एक्सियल लोड उत्पन्न होते हैं, और स्पिंडल के सामने फुलक्रम बिंदु पर आमतौर पर बॉल बेयरिंग का एक सेट लगाया जाता है ताकि प्रत्येक शाफ्ट के असंतुलित बल और उच्च गति रोटेशन के सुपरपोजिशन से उत्पन्न रेडियल लोड को वहन किया जा सके, और साथ ही पंखे और कंप्रेसर के आगे की ओर लगने वाले वायवीय बल और टरबाइन के पीछे की ओर लगने वाले वायवीय बल के बीच के अंतर एक्सियल लोड को भी वहन किया जा सके।

 

डीप ग्रूव बॉल बेयरिंग और थ्री-पॉइंट एंगुलर कॉन्टैक्ट बॉल बेयरिंग की संरचना की तुलना करने पर, थ्री-पॉइंट एंगुलर कॉन्टैक्ट बॉल बेयरिंग के आंतरिक रिंग ग्रूव के केंद्र में एक अक्षीय विलक्षणता Lo होती है, जिससे इसका अक्षीय क्लीयरेंस Ga और अक्षीय दिशा में रोटर की मात्रा कम हो जाती है और इंजन के घूर्णनशील स्टोवर के अक्षीय क्लीयरेंस को नियंत्रित करना आसान हो जाता है।

 

तीन-बिंदु कोणीय संपर्क बॉल बेयरिंग में दोहरी अर्ध-आंतरिक रिंग संरचना होती है, और इसकी अर्ध-आंतरिक रिंग पृथक्करणीय डिजाइन अधिक गेंदों की स्थापना की अनुमति देती है, जिससे बेयरिंग क्षमता में उल्लेखनीय वृद्धि होती है।

 

एंगुलर कॉन्टैक्ट बॉल बेयरिंग और थ्री-पॉइंट एंगुलर कॉन्टैक्ट बॉल बेयरिंग की संरचना की तुलना करने पर, एंगुलर कॉन्टैक्ट बॉल बेयरिंग केवल एकतरफा अक्षीय भार सहन कर सकती हैं। यदि उन्हें द्विदिश अक्षीय भार सहन करना हो, तो उन्हें संयोजित करना पड़ता है, जिससे अधिक स्थान की आवश्यकता होती है और द्रव्यमान बढ़ जाता है। वहीं, थ्री-पॉइंट एंगुलर कॉन्टैक्ट बॉल बेयरिंग के दोहरे और आधे आंतरिक वलय सीधे द्विदिश अक्षीय भार सहन कर सकते हैं, जिससे दोहरी पंक्ति या समूह में लगे सहायक एंगुलर कॉन्टैक्ट बॉल बेयरिंग की तुलना में लगभग 50% स्थान और गुणवत्ता की बचत होती है। इन्हें स्थापित करना भी आसान है, जो इंजन डिजाइन के लिए सुविधाजनक है।

 

तीन-बिंदु कोणीय संपर्क बॉल बेयरिंग के केज और बॉल असेंबली को बाहरी रिंग से अलग किया जा सकता है, जिससे एक ठोस केज का उपयोग किया जा सकता है। यह केज अधिक मजबूत होता है, उच्च घूर्णी गति के लिए उपयुक्त है और इससे उच्च मशीनिंग सटीकता प्राप्त करना आसान होता है। साथ ही, यह संरचना बेयरिंग की स्थापना और निरीक्षण को भी अधिक सुविधाजनक बनाती है।

 

बेलनाकार रोलर बियरिंग

साधारण यांत्रिक बेलनाकार रोलर बियरिंग की तुलना में, एयरो इंजन बेलनाकार रोलर बियरिंग का रोलर व्यास छोटा होता है, और इसके निम्नलिखित लाभ हैं:

1) यह उच्च गति संचालन के दौरान रोलर के तेल हिलाने के प्रतिरोध को कम कर सकता है;

2) जड़त्वीय बल कम है;

3) जब रेडियल बल कम होता है तो रोलर के फिसलने से बचने के लिए पर्याप्त संपर्क दबाव बनाए रखा जा सकता है;

4) चूंकि फेरूल, रोलर और केज घटकों को अलग किया जा सकता है, इसलिए एक ठोस केज का उपयोग किया जा सकता है, जिसमें बेहतर मजबूती और उच्च गति स्थिरता होती है।

 

बेलनाकार रोलर बियरिंगआंतरिक रिंग में फ्लैंज न होने पर, आमतौर पर आंतरिक रिंग की चौड़ाई अधिक होती है ताकि शाफ्ट और बेयरिंग की आंतरिक रिंग के बीच तापीय विस्तार के कारण होने वाले फैलाव और रोटर असेंबली के दौरान अक्षीय संयोजन त्रुटि के कारण आंतरिक और बाहरी रिंगों के बीच होने वाली सापेक्षिक विसंगति को समायोजित किया जा सके। यदि स्थापना स्थान कम हो या कोई विशेष आवश्यकता हो, तो फ्लैंज रहित आंतरिक रिंग के स्थान पर शाफ्ट या बेयरिंग हाउसिंग का सीधे उपयोग किया जा सकता है।

 

एयरो इंजनबेलनाकार रोलर बियरिंगअक्सर कम या नगण्य रेडियल लोड की कार्य स्थितियों का सामना करना पड़ता है, और घूर्णन गति बहुत अधिक होती है, जिससे रोलर्स में फिसलन और घर्षण की संभावना बढ़ जाती है। फिसलन को रोकने के लिए, बेयरिंग के रेडियल प्रीलोड को प्राप्त करने के लिए अक्सर गैर-वृत्ताकार रेसवे का उपयोग किया जाता है, और दो विशिष्ट गैर-वृत्ताकार रेसवे बेयरिंग के लोड वितरण का अक्सर उपयोग किया जाता है।

 

बेयरिंग सामग्री

इंजन टरबाइन बेयरिंग का परिचालन परिवेश तापमान बहुत अधिक होता है, और आमतौर पर बेयरिंग को प्रति मिनट कई लीटर चिकनाई वाले तेल की मात्रा से ठंडा करना आवश्यक होता है, लेकिन फिर भी बेयरिंग का कार्यशील तापमान लगभग 250 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच सकता है।

 

उच्च तापमान वाली कार्य परिस्थितियों के अनुरूप, बेयरिंग रिंग में आमतौर पर 8Cr4Mo4V (M50) स्टील और अन्य उच्च तापमान वाले बेयरिंग स्टील का उपयोग किया जाता है, और इसे उच्च तापमान टेम्परिंग से उपचारित किया जाता है। इंजन बंद होने के बाद भी यदि बेयरिंग का तापमान 400°C तक पहुँच जाता है, तो भी यह बेयरिंग के प्रदर्शन को सुनिश्चित करता है। रोलिंग थकान जीवन को पूरा करने के लिए, बेयरिंग सामग्री की सतह कठोरता कमरे के तापमान पर 60 HRC से कम नहीं होनी चाहिए। 8Cr4Mo4V स्टील को हीट ट्रीटमेंट द्वारा कठोर किया जाता है, लेकिन इसकी कठोरता संरचनात्मक घटक सामग्री की तुलना में कम होती है, जिससे फेरूल के अपकेंद्री बल और शाफ्ट के परिधीय तनाव के अधिक होने पर फेरूल में दरार आ सकती है। इसलिए, 2.5×10⁶ mm²·r/min से अधिक dn मान वाले बेयरिंग को G13Cr4Mo4Ni4V (M50NiL) सामग्री से बनाया जाना चाहिए, जिसकी कोर कठोरता बेहतर होती है।

 

एयरो इंजन बियरिंग के केज का मटेरियल आमतौर पर 40CrNiMoA (4030) जैसे स्ट्रक्चरल स्टील से बना होता है, और स्टार्ट-अप स्टेज के दौरान घिसाव को कम करने के लिए केज पर सिल्वर प्लेटिंग की जाती है। रोलिंग एलिमेंट का मटेरियल फेरूल के मटेरियल के समान होता है, और इसकी कठोरता आमतौर पर फेरूल के बराबर ही होती है, और कुछ मामलों में यह फेरूल से 1 से 2 HRC अधिक होती है। कभी-कभी बॉल में सिलिकॉन नाइट्राइड, एल्यूमिना और ज़िरकोनिया जैसे सिरेमिक मटेरियल का भी उपयोग किया जाता है।