航空发动机承力系统详解

发动机承力系统由承力框架、承力机匣和发动机的安装节组成，必须满足以下技术要求：

1）支承结构与承力构件必须具有足够的强度和刚度；

2）使发动机各大部件承受负荷的方式和传递负荷的路线合理；

3）高温条件下具有良好的变形协调能力，保证转、静子间的工作间隙；

4）具有良好的振动特性，以及长时间可靠工作的能力；

5）能够正常、稳定、长寿命工作。

7.2.3.1　止推轴承

止推轴承承受发动机转子的轴向和径向负荷，每个转子只能有一个止推轴承（即滚珠轴承）。由于受负荷较大，为提高寿命，一般将止推轴承安排在温度较低处；为缩短承力路线，离主安装节要近，使传力路线最短。

低压转子止推轴承一般安排在风扇前、后。高压转子止推轴承有中介机匣时，一般安排在高压压气机前；没有中介机匣时，安排在压气机后。

有的发动机高压转子止推支点采用滚珠、滚棒并用的方式，这种结构使滚珠轴承只承受轴向力、滚棒轴承承受径向力，从而减轻了滚珠轴承的负荷，延长了轴承寿命，降低了故障率。

7.2.3.2　安装节位置

发动机安装节是发动机连接到飞机上的固定点，并传递发动机的各种负荷，如推力、重力和振动力等。

发动机安装节有主安装节和辅助安装节。主安装节主要承受发动机推力负荷、重量、机动飞行的陀螺力矩及惯性载荷等，一般设置在靠近发动机重心、机匣刚度强度较大，且温度较低的前安装面上；而辅助安装节仅承受发动机部分重量、弯矩和扭矩，一般设置在发动机后安装面上。此外，所有安装节应在同一个横截面上。

7.2.3.3　发动机传力系统

发动机工作时，承受和传递负荷的承力框架和承力机匣构成了发动机传力系统，其结构形式取决于发动机类型，压气机、燃烧室、涡轮的结构形式以及它们的相互位置，并取决于转子支承方案、重量和负荷等。对所设计的承力机匣的技术要求主要包括：

1）在满足传递的载荷条件下，力求结构简单、重量轻、刚性大；(www.xing528.com)

2）应使发动机结构件易装配、分解和维护；

3）机匣结构在受热不均匀或零件材料膨胀系数不同的情况下，具有良好的变形协调能力。

7.2.3.4　承力框架

承力系统主要由承力框架、承力机匣和发动机的安装节组成。

设计承力系统的目的是为在转子、静子上的机械和气动负荷提供合理的传递路径，确保内力平衡、外力传到安装节上。所设计的承力框架和承力机匣承受和传递各种负荷，从而组成发动机的承力系统。

将转子支点的负荷通过气流通道传至外机匣的构件称为承力框架，装有发动机主安装节的承力框架称为主承力框架。一般安排3～4 个承力框架，结构形式有铸造式、焊接式和机械连接式等。

在高推重比发动机结构中，为减轻质量均采用减少支承和承力框架数量的技术途径，主要结构措施是采用中介轴承和多个轴承共同使用一个承力框架。因此，在支承框架的设计中，除了要保证支承刚度的要求外，还要满足支点间和对机匣的振动隔离性的要求，以减少振动耦合。

7.2.3.5　支承结构

发动机支承结构包括弹性支承与阻尼器、轴承与冷却润滑、滑油供油/回油结构和封严装置等。

1）弹性支承的形式主要包括折返式、鼠笼式、弹性环式、鼠笼和弹性环组合式等。

2）油膜阻尼器：在限幅环中充以滑油，形成挤压油膜阻尼器。

3）轴承：滚珠轴承承受径向和轴向力，滚棒轴承仅承受径向力，根据轴承负荷、工作环境和配合尺寸等因素，选取合适的轴承型号，并设计合适的轴承内/外环结构。

4）常见的滑油供油/回油结构：直喷供油、环下供油；重力回油、通气回油等。

5）常见的封严装置包括：石墨封严、篦齿封严和刷式封严等。