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航空发动机工程通论:石墨封严及其摩擦原理

时间:2023-07-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:3.8.2.4石墨封严如图3-38 所示,石墨封严是由一个静止的石墨构件,它不断地与旋转轴的套环相摩擦。

航空发动机工程通论:石墨封严及其摩擦原理

封严件用于防止滑油从发动机轴承腔漏出,控制冷却空气流和防止主气流的燃气进入涡轮盘空腔。在涡喷、涡扇发动机上可采用多种封严方式,选择何种方式取决于周围的温度和压力、可磨蚀性、发热量、重量、可用空间,以及是否易于制造、安装和拆卸。

3.8.2.1 篦齿式封严

如图3-38 所示,这种封严件广泛用于封挡轴承腔的滑油,它还用作控制内部气流的限流装置。篦齿式封严装置包括一个带篦齿的旋转件和一个静止的安装座,安装座嵌衬一层软的可磨材料衬带,或者装上一个耐高温的蜂窝结构。在发动机开始运转时,封严齿轻轻地摩擦并切入这个衬带,使它们之间的间隙最小。由于零件的热膨胀和旋转件的振动,故在整个飞行中间隙是变化的。每个封严篦齿的前后存在一定的压力差,阻止封严空气从篦齿的一侧流到另一侧。当这种封严方式用于轴承腔封严时,它只允许空气从轴承腔的外侧流入内侧,从而防止滑油泄漏。这个气流还可诱发正压力,有助于滑油的回油。

图3-38 典型的封严形式(书后附彩插)

(a)液体和摩擦衬环篦齿式封严件;(b)级间连续槽(篦齿式)空气封严件;(c)螺纹式(篦齿式)滑油封严件;(d)浮动环式滑油封严件;(e)轴间液压封严件;(f)石墨封严件

图3-38 典型的封严形式(书后附彩插)(续)

用于两根旋转轴之间的封严,由于两根轴同时发生弯曲,所以更易导致篦齿与摩擦材料之间的摩擦,这会产生过量的热,使轴损坏。为了防止这一现象出现,使用了一种不产生热的封严件,这种封严件中的可磨蚀衬带由旋转中的滑油环所取代,当轴弯曲时,篦齿浸入滑油并使得封严件不产生热。

3.8.2.2 环形(浮动环)封严(www.xing528.com)

如图3-38 所示,环形封严有一个金属环,它安装在静止机匣紧密结合的槽中,该环和旋转轴之间的正常运转间隙比篦齿式封严所能达到的间隙要小,这是因为无论何时,当轴接触这个环时,环均可以在其所在的机匣内移动。

环形封严可用于轴承腔的封严,但由于高温会使得滑油结焦,导致环形封严件卡在机匣中,因此它不能用在高温区。

3.8.2.3 液压封严

液压封严方式常常用于两个旋转件之间来封严轴承腔,与篦齿式或环形封严的不同之处在于它不允许受控的空气穿过封严件。

如图3-38 所示,液压封严是由一个封严齿浸在一个滑油环带中,轴承腔内外的任何空气压差由齿两侧的滑油油面差补偿。

3.8.2.4 石墨封严

如图3-38 所示,石墨封严是由一个静止的石墨构件,它不断地与旋转轴的套环相摩擦。这种类型的封严全依靠接触的良好程度,不允许任何滑油或空气漏过,其因摩擦产生的热由滑油系统带走。

3.8.2.5 刷式封严

如图3-38 所示,刷式封严是一个由很多细钢丝制成的刷组成的静止环,它们不断地与旋转轴相接触,并与硬的陶瓷涂层相摩擦。这种封严的优点是可以承受径向误差或位移而不增加渗漏。

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