一种高温高速燃气涡轮机减速器的主轴轴承制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高温高速燃气涡轮机减速器的主轴轴承，包括固定的内圈、可绕内圈运动的外圈，设在外圈和内圈之间的保持架和安装在保持架上的钢球。保持架呈环形且壁厚为0.6mm，该保持架的材料为铅青铜；该保持架的圆周表面上均布地径向开设九个兜孔；内圈、外圈及钢球的材料均为Cr4Mo4V轴承钢；钢球的数量与保持架上的兜孔的数量相同；九个钢球一一对应地安装在保持架的九个兜孔中；轴承的接触角为α＝15°±3°；轴承的径向游隙为15～25μm；在预紧力为30N±3N作用下，配成一对的两个轴承的内圈相对外圈的凸出量代数和为零。本实用新型专利技术的轴承，很好地满足了大范围动态变化载荷的工作状态要求。

【技术实现步骤摘要】
一种高温高速燃气涡轮机减速器的主轴轴承
本技术涉及一种轴承，具体涉及一种高温高速燃气涡轮机减速器的主轴轴承。
技术介绍
由于燃气涡轮机减速器主轴处于高温、高速、大范围动态变化载荷的工作状态，对轴承提出了极高的要求。主机及其轴承直接从国外引进，技术状态成熟。而该系列轴承要实现国产化，需经过摸底试验验证、单机鉴定试验和系统替代试验等大量试验，系统试验成本非常高昂，因此在单机研制开发阶段就尽可能进行充分的研究、检测和验证十分必要。轴承用户在技术引进时，电液能源组合为外方四项不转让核心技术之一，经过多年研制，逐步实现了除轴承以外的其它部件的国产化，而轴承是该电液能源的核心部件。由于各个型号进口轴承采购困难的问题日趋突出，采购进度难以满足用户生产进度的要求。燃气涡轮机减速器主轴轴承是电液能源系统的核心部件，轴承要配对使用，在重载荷条件下还存在很高的同步性要求，轴承的极限转速达到12万转/分钟，环境温度-40℃～600℃。而国内同类轴承的保持架的壁厚为1.2mm，因此仅能开设8个钢球兜孔，并且极限转速约为6万转/分钟，工作温度-40℃～120℃，无法同时满足高温、高速和大载荷。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种高温高速燃气涡轮机减速器的主轴轴承，它很好地满足了大范围动态变化载荷的工作状态要求。本技术的目的是这样实现的：一种高温高速燃气涡轮机减速器的主轴轴承，为两个背对背配成一对的轴承，每个轴承为单列角接触球轴承并包括固定的内圈、可绕内圈运动的外圈，设在外圈和内圈之间的保持架和安装在保持架上的钢球；其中，所述保持架呈环形且壁厚为0.6mm，该保持架的材料为铅青铜；该保持架的圆周表面上均布地径向开设九个兜孔；所述内圈、外圈及钢球的材料均为Cr4Mo4V轴承钢；所述钢球的数量与保持架上的兜孔的数量相同；九个钢球一一对应地安装在所述保持架的九个兜孔中；所述轴承的接触角为α＝15°±3°；所述轴承的径向游隙为15～25μm；在预紧力为30N±3N作用下，配成一对的两个轴承的内圈相对外圈的凸出量代数和为零。上述的高温高速燃气涡轮机减速器的主轴轴承，其中，所述内圈的内径为8mm；所述外圈的外径为22mm；所述内圈和外圈的宽度均为6.35mm；所述钢球的直径为3.969mm。上述的高温高速燃气涡轮机减速器的主轴轴承，其中，所述轴承的额定工作转速为8万转/分，极限转速为12万转/分；所述轴承在额定工作转速8万转/分下的使用寿命不小于24min；在工作转速8.5万转/分下的使用寿命不小于11min；在工作转速10万转/分下的使用寿命不小于2s。上述的高温高速燃气涡轮机减速器的主轴轴承，其中，配成一对的两个轴承的额定静负荷为3423N；配成一对的两个轴承的额定动负荷为5140N；配成一对的两个轴承的启动摩擦力矩≤30g·cm。本技术的高温高速燃气涡轮机减速器的主轴轴承具有以下特点：通过采用耐高温的材料加工内、外圈和钢球，并选用含有分布均匀的自润滑铅的铅青铜制作保持架，使得轴承在高温、高速运转过程中铅能从保持架中均匀析出，从而满足在高温环境下高速运转所需的润滑要求，而且由于保持架具有足够高的强度，保持架的厚度可以由1.2mm减小至0.6mm，从而保持架的兜孔数量得以增多，使钢球的数量目前同类轴承的由八粒增加至九粒，很好地满足了大范围动态变化载荷的工作状态要求。附图说明图1是本技术的高温高速燃气涡轮机减速器的主轴轴承的轴向剖面图；图2是本技术的轴承中的保持架的轴向剖面图；图3是在测量本技术的轴承在预紧力30N±3N作用下内圈相对外圈的凸出量的示意图；图4是本技术的轴承在背对背配对时的结构示意图。具体实施方式下面将结合附图对本技术作进一步说明。请参阅图1至图4，本技术的高温高速燃气涡轮机减速器的主轴轴承，为两个背对背配成一对的轴承，每个轴承为单列角接触球轴承并包括固定的内圈2、可绕内圈2运动的外圈1，设在外圈1和内圈2之间的保持架3和安装在保持架3上的钢球4；其中：保持架3呈环形且壁厚为0.6mm，该保持架3的材料为铅青铜；该保持架3的圆周表面上均布地径向开设九个兜孔30(见图2)；内圈2的内径为8mm；外圈1的外径为22mm；内圈2和外圈1的宽度均为6.35mm；内圈2、外圈1及钢球4的材料均为Cr4Mo4V轴承钢；钢球4的数量与保持架3上的兜孔30的数量相同；九个钢球4一一对应地安装在保持架3的九个兜孔30中；每个钢球4的直径为3.969mm；轴承的接触角为α＝15°±3°；轴承的径向游隙为15～25μm；轴承的额定工作转速为8万转/分，极限转速为12万转/分；在额定工作转速8万转/分下的使用寿命不小于24min；在工作转速8.5万转/分下的使用寿命不小于11min；在工作转速10万转/分下的使用寿命不小于2s。配成一对的两个轴承在预紧力为30N±3N作用下内圈相对外圈的凸出量代数和为零(见图3)；配成一对的两个轴承的额定静负荷为3423N；配成一对的两个轴承的额定动负荷为5140N；配成一对的两个轴承的启动摩擦力矩≤30g·cm。本技术的高温高速燃气涡轮机减速器的主轴轴承，由于采用特定配比的铅青铜制作保持架，该材料的化学成分：铜含量为75～90％，铅含量为5～20％，金相组织：铅细小弥散分布，不得出现明显偏聚，铅的尺寸应不大于40μm。该材料含有分布均匀的自润滑铅，使得轴承在高温、高速运转的过程中，铅能从保持架中均匀析出，从而满足在高温环境下高速运转所需的润滑要求，而且该材料具有足够高的强度。制作保持架时做到表面光滑、清洁，不得有裂纹起皮、气泡、夹杂和裂纹。本技术的高温高速燃气涡轮机减速器的主轴轴承在实际使用时，需背对背配对使用(见图4)，配对轴承的内圈的内径和外圈的外径按下表的公差要求分组：组别内圈的内径公差(μm)外圈的外径公差(μm)1-2～-4-2.5～-52-2～-40～-2.530～-2-2.5～-540～-20～-2.5以上实施例仅供说明本技术之用，而非对本技术的限制，有关
的技术人员，在不脱离本技术的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本技术的范畴，应由各权利要求所限定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高温高速燃气涡轮机减速器的主轴轴承，为两个背对背配成一对的轴承，每个轴承为单列角接触球轴承并包括固定的内圈、可绕内圈运动的外圈，设在外圈和内圈之间的保持架和安装在保持架上的钢球；其特征在于，所述保持架呈环形且壁厚为0.6mm，该保持架的材料为铅青铜；该保持架的圆周表面上均布地径向开设九个兜孔；所述内圈、外圈及钢球的材料均为Cr4Mo4V轴承钢；所述钢球的数量与保持架上的兜孔的数量相同；九个钢球一一对应地安装在所述保持架的九个兜孔中；所述轴承的接触角为α＝15°±3°；所述轴承的径向游隙为15～25μm；在预紧力为30N±3N作用下，配成一对的两个轴承的内圈相对外圈的凸出量代数和为零。

【技术特征摘要】
1.一种高温高速燃气涡轮机减速器的主轴轴承，为两个背对背配成一对的轴承，每个轴承为单列角接触球轴承并包括固定的内圈、可绕内圈运动的外圈，设在外圈和内圈之间的保持架和安装在保持架上的钢球；其特征在于，所述保持架呈环形且壁厚为0.6mm，该保持架的材料为铅青铜；该保持架的圆周表面上均布地径向开设九个兜孔；所述内圈、外圈及钢球的材料均为Cr4Mo4V轴承钢；所述钢球的数量与保持架上的兜孔的数量相同；九个钢球一一对应地安装在所述保持架的九个兜孔中；所述轴承的接触角为α＝15°±3°；所述轴承的径向游隙为15～25μm；在预紧力为30N±3N作用下，配成一对的两个轴承的内圈相对外圈的凸出量代数和为零。2.根据权利要求1所述的高温高速燃气涡轮机减速器...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘春盛，吴丹丽，肖琳，杨鸣锋，倪妮，
申请(专利权)人：上海天安轴承有限公司，上海航天控制技术研究所，
类型：新型
国别省市：上海,31