航空涡轮发动机润滑油承载能力试验用齿轮副制造技术

本发明专利技术涉及润滑油测试技术领域，具体公开了航空涡轮发动机润滑油承载能力试验用齿轮副，包括FZG

【技术实现步骤摘要】
航空涡轮发动机润滑油承载能力试验用齿轮副


[0001]本专利技术涉及润滑油测试
，具体涉及航空涡轮发动机润滑油承载能力试验用齿轮副。

技术介绍

[0002]航空润滑油为航空发动机各轴承、齿轮等提供润滑、冷却和输运杂质等作用，为保障航空发动机在高温、高速条件下安全、稳定且长时间工作的能力，润滑油的承载能力尤为关键，润滑油的承载能力试验也是润滑油进行适航审定、投入民航使用前的必要检验，为评估润滑油的承载能力，需要将润滑油在模拟实际航空发动机的运行工况下进行测试。
[0003]现有技术中，针对齿轮高速、高载荷条件下润滑油的承载能力测试采用Ryder齿轮承载能力试验方法进行测试，但是因该Ryder齿轮承载能力试验方法(以下简称Ryder试验方法)属于国外的单一来源方法，该测试方法所匹配的Ryder齿轮试验机也是国外独有，国内润滑油生产商要想进行润滑油的承载能力测试必须要将润滑油送往国外实验室进行测试，但是跨国测试需要付出极高的经费和时间成本，限制了国内润滑油的生产。
[0004]为解决上述问题，专利技术人尝试其他途径进行润滑油的承载能力测试，比如对现有的标准FZG齿轮试验机在动力方面以及润滑油使用方式等方面进行改进以得到能够进行齿轮高速试验的高速FZG齿轮试验机(比如企业标准号为Q/510107C.SD4001
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2021中公开的高速齿轮承载能力试验机，以下称“高速FZG齿轮试验机”)，选择高速FZG齿轮试验机进行试验的原因在于，该高速FZG齿轮试验机上试验齿轮的齿数比为3:2，而Ryder齿轮试验机的齿数比为1:1，但国产航空发动机齿轮箱中实际齿轮齿数比更符合高速FZG齿轮试验机上齿数比，故而从这点出发，利用高速FZG齿轮试验机能够更好、更准确地还原国产航空发动机的实际运行条件。
[0005]试验时，通过在高速FZG齿轮试验机上按照Ryder齿轮试验机的运行条件进行测试，原本标准FZG齿轮试验机是用于低速齿轮下的润滑油承载能力测试，在低速齿轮下测试时，标准FZG齿轮试验机可以有两种不同的齿轮副的选择，一种是标准FZG
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A齿轮副，另一种是标准FZG
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C齿轮副，在做测试时，试验机上根据不同航空润滑油的测试需求选用其中一种齿轮副，测试时，齿轮副的转速约为1450r/min、每一级载荷的测试时长为恒速运行15min、油浴1.25L、5级载荷下润滑油油温为环境温度而5级及以上载荷油温控制为90℃，在这种测试方式下，润滑油的承载能力测试等级为1
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12级。
[0006]航空润滑油主要包括直升机齿轮箱润滑油和航空涡轮发动机润滑油，在将高速FZG齿轮试验机用于航空涡轮发动机润滑油在高速齿轮和高载荷测试时，无论是使用标准FZG
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A齿轮副还是使用标准FZG
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C齿轮副均按照Ryder齿轮试验机的运行条件运行，即齿轮副的转速达到10000r/min、每一级载荷的测试时长为恒速运行10min、被测润滑油喷向齿轮的油温为74℃、润滑流量为1L/min。但是使用标准FZG
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A齿轮副对满足SAE AS5780要求的航空涡轮发动机润滑油测试时，在测试到4级(对应加载载荷为70Nm)时，就出现齿轮表面发生大面积胶合而失效的情况，一方面因失效时等级过低(润滑油的承载能力测试时的加载载
荷级数理论可以做到16级)，而无法准确区分不同航空涡轮发动机润滑油的承载能力，另一方面，因滑油油膜破裂导致齿轮失效时，齿面的磨损面积易产生突跃，两齿轮接触位置产生瞬时高温并会产生大量振动，对高速FZG齿轮试验机的台架、扭矩传感器、加载离合器等均会造成影响，影响高速FZG齿轮试验机的使用寿命；而采用标准FZG
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C齿轮副对于满足SAE AS5780要求的航空涡轮发动机润滑油测试时，虽然齿面失效载荷级数提高至7级(对应加载载荷为123Nm)，但从1级载荷至失效前一级载荷，齿面磨损面积变化没有规律，且在齿轮失效前磨损面积较小(通常小于10％)，直至齿轮表面发生大面积胶合产生瞬时高温，此时磨损面积会突然增大到超过80％，也即齿面的磨损面积在失效时易产生极大的突跃，导致齿轮产生瞬时高温和大幅度振动，影响台架寿命。
[0007]可见高速FZG齿轮试验机无论选用标准FZG
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A齿轮副还是标准FZG
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C齿轮副均无法用于评估齿轮高速、高载荷条件下航空涡轮发动机润滑油的承载能力，导致对于航空涡轮发动机润滑油在高齿轮转速、高载荷下的承载能力试验依然未能有除Ryder齿轮承载能力外的其他方法，依然需要依靠国外实验室进行检测。

技术实现思路

[0008]本专利技术意在提供航空涡轮发动机润滑油承载能力试验用齿轮副，以解决现有技术中缺乏除Ryder齿轮试验机上采用Ryder齿轮进行承载能力试验以外的其他替代方法进行航空涡轮发动机润滑油承载能力的测试问题。
[0009]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0010]航空涡轮发动机润滑油承载能力试验用齿轮副，包括FZG
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CR大齿轮和FZG
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CR小齿轮，FZG
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CR大齿轮和FZG
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CR小齿轮的齿数比为3:2，FZG
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CR大齿轮和FZG
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CR小齿轮在进行承载能力试验时的中心距为91.5mm，所述FZG
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CR大齿轮和FZG
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CR小齿轮的变位系数之和为0.34
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0.36，其中FZG
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CR小齿轮的变位系数范围为0.15
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0.27。
[0011]本方案的原理及优点是：本方案对高速FZG齿轮试验机用的标准FZG
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C齿轮副进行了改进，具体为对齿轮副的变位系数进行了改进，改进后的齿轮副包括FZG
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CR大齿轮和FZG
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CR小齿轮，该改进后的齿轮副的变位系数之和为0.34
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0.36，且其中小齿轮的变位系数范围为0.15
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0.27，在该改型后的齿轮副下，对满足SAE AS5780要求的航空涡轮发动机润滑油在高速FZG齿轮试验机按照Ryder齿轮试验机的运行条件进行测试时，齿轮的胶合温度大大提高了，失效载荷提高至9
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11级，同时齿轮在不同载荷级下，齿面磨损面积基本呈线性增长，使得本方案能够准确判断出在某一齿轮失效判断依据下的润滑油承载能力，且试验时，无需像标准FZG
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C齿轮副一样，需试验到齿轮表面发生大面积胶合而导致瞬时高温时才停止试验，大大减少对高速FZG齿轮试验机寿命的影响。
[0012]本方案通过对标准FZG
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C齿轮副改进得到的齿轮副应用在高速FZG齿轮试验机上即能够确保SAE AS5780要求的航空涡轮发动机润滑油在达到最大有效胶合温度时的载荷等级均不低于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.航空涡轮发动机润滑油承载能力试验用齿轮副，包括FZG
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CR大齿轮和FZG
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CR小齿轮，FZG
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CR大齿轮和FZG
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CR小齿轮的齿数比为3:2，FZG
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CR大齿轮和FZG
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CR小齿轮在进行承载能力试验时的中心距为91.5mm，其特征在于：所述FZG
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CR大齿轮和FZG
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CR小齿轮的变位系数之和为0.34
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0.36，其中FZG
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CR小齿轮的变位系数范围为0.15
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0.27。2.根据权利要求1所述的航空涡轮发动机润滑油承载能力试验用齿轮副，其特征在于：所述FZG
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CR小齿轮的变位系数范围为0.177
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0.27时，应用FZG
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CR大齿轮和FZG
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CR小齿轮在高速FZG齿轮试验机上按照Ryder齿轮试验机的运行条件进行测试时，齿轮失效时的加载载荷为158Nm
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193Nm。3.根据权利要求1所述的航空涡轮发动机润滑油承载能力试验用齿轮副，其特征在于：所述FZG

【专利技术属性】
技术研发人员：曾萍，汪必耀，黄致尧，刘建刚，杜澜，夏祖西，王海保，李黎，黄怡程，
申请(专利权)人：中国民用航空总局第二研究所，
类型：发明
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