發動機軸承外圈凸臺斷裂原因分析

劉麗玉， 金向明， 高翔宇， 劉昌奎

（1. 中國航發北京航空材料研究院，北京 100095；2. 航空工業失效分析中心，北京 100095；3. 航空材料檢測與評價北京市重點實驗室，北京 100095；4. 材料檢測與評價航空科技重點實驗室，北京 100095；5. 中國航空發動機集團材料檢測與評價重點實驗室，北京 100095；6. 中國航發湖南動力機械研究所，湖南 株洲，412002）

0 引言

在組成航空發動機的眾多零部件中，航空發動機軸承是其中的關鍵部分，也被稱為航空發動機的關節，對其結構設計、制造精度、制造材料要求都極高[1-2]。航空發動機的性能與航空發動機軸承有著直接而緊密的聯系。航空發動機軸承工作時將以超高的轉速在高溫、高壓下進行工作，嚴苛的工作環境容易造成航空發動機軸承的損壞，航空發動機軸承失效會導致機毀人亡的后果[3-4]。在航空發動機軸承失效問題上，磨損、疲勞剝落、疲勞斷裂是常見的幾種典型的失效模式，尤其以磨損和剝落發生的概率高。據統計，某型發動機空中停車故障的37.5%及導致發動機提前更換的60%以上的原因是由發動機滾動軸承等零件的磨損類故障引起的[5]，尤其常出現在內圈、鋼球等這些滾動體上[6-8]，但磨損或疲勞剝落的故障往往可以通過滑油光譜或者金屬碎屑來監控[9-10]，從而防止故障進一步發展。軸承疲勞斷裂發生的概率相對不高，但由于斷裂前往往無任何征兆，且難以監控，一旦出現疲勞斷裂，直接造成零件嚴重損壞，甚至危害飛行安全；因此，研究航空發動機軸承疲勞斷裂原因并采取預防措施，對航空發動機的安全服役具有重要的工程意義。……