航空发动机主轴球轴承失效分析

徐锐, 沈献绍, 范强, 王小清,陈勇

(1.中国人民解放军驻黎阳机械公司军事代表室，贵州 平坝 561102；2.中航工业贵州黎阳航空动力有限公司，贵州 平坝 561102)

对于工作在航空发动机主轴上的高温高速滚动轴承来说，其主要失效形式有滚道表面烧伤、磨损，滚动体回火及打滑，滚道表面疲劳剥落和保持架变形/断裂等。由于装配或使用不当引起保持架变形甚至断裂，增加了保持架与滚动体之间的摩擦，甚至使某些滚动体卡死，严重时会使发动机振动与噪声增大，发热加剧，导致轴承损坏。在某些情况下，航空发动机轴承失效会导致机毁人亡的严重后果[1-4]。

1 故障特征

某航空发动机地面台架试车过程中参数异常，尾喷口大量喷射火星，金属屑末信号器报警，停车过程中转子转动声音异常。分解检查发现高压转子和静子叶片碰磨严重，3号支点球轴承钢球磨损严重，轴承内圈半环靠发动机排气方向严重磨损，轴承保持架磨损严重并有一兜孔侧梁在靠发动机排气方向断裂，总工作时间仅60.3 h。

失效轴承是双半内圈、三点接触角接触球轴承，轴承内、外圈及钢球材料均为8Cr4Mo4V(M50)，保持架材料为QSi3.5-3-1.5硅青铜，表面采用变极性脉冲镀银。该轴承采用端面喷油润滑冷却，在试验机上进行750 h可靠性耐久试验后,分解检查轴承未见异常；安装到某在研航空发动机上进行300 h连续试车后，分解检查也未见异常。发动机试车过程中滑油进出口温度和滑油消耗量均未见明显异常。

2 失效轴承检查

2.1 宏观检查

轴承外圈沟道内侧可见较轻的磨损痕迹，如图1所示。……