圖1  MTU技術(shù)人員在軸承座上安裝傳感器，記錄測(cè)試的運(yùn)行結(jié)果

MTU Aero Engines是德國(guó)動(dòng)力缸模塊、組件及航空發(fā)動(dòng)機(jī)的領(lǐng)先制造商。為使空中交通更環(huán)保、高效， MTU Aero Engines公司要參加多種技術(shù)方案，并在專(zhuān)用的試驗(yàn)裝置上進(jìn)行性能檢測(cè)。在對(duì)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)施優(yōu)化的動(dòng)力缸試驗(yàn)臺(tái)上，使用了Franke專(zhuān)用軸承。

MTU公司擁有完整的航空發(fā)動(dòng)機(jī)驗(yàn)證和審批部門(mén)，提供從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)到試驗(yàn)評(píng)估和分析的整套服務(wù)。每臺(tái)出廠的航空發(fā)動(dòng)機(jī)都要在試驗(yàn)臺(tái)上接受檢測(cè)，以確保各部件都滿足要求（圖1）。具體操作是通過(guò)專(zhuān)用的上部測(cè)試構(gòu)造得以實(shí)現(xiàn)，例如動(dòng)力缸模塊的效率。測(cè)試后會(huì)給出糾正、修改及變更標(biāo)準(zhǔn)，并在接下來(lái)的測(cè)試環(huán)節(jié)中做進(jìn)一步的論證。在測(cè)試儀器方面，MTU研發(fā)并制造了各種測(cè)量傳感器。

為了優(yōu)化渦輪實(shí)驗(yàn)臺(tái)的高效性，MTU一直在尋找一款合適的軸承，此軸承能幫助定位導(dǎo)向段和旋翼槳葉。為便于記錄測(cè)量，傳感器要求固定在軸承座上。

面臨的挑戰(zhàn)

航空領(lǐng)域?qū)y(cè)試航空發(fā)動(dòng)機(jī)部件的要求相當(dāng)高，F(xiàn)ranke 60年來(lái)在滾動(dòng)軸承和線性系統(tǒng)方面擁有豐富的經(jīng)驗(yàn)，更以其絕對(duì)的精度而著稱(chēng)。

圖2  Franke輕型軸承完全可以適應(yīng)渦輪試驗(yàn)裝置的溫度變化及振動(dòng)情況

Franke滾動(dòng)軸承由4條鋼絲滾道、滾珠及保持架組成，并且可以任意組合，其中4條鋼絲滾道構(gòu)成了軸承的核心。根據(jù)專(zhuān)門(mén)研發(fā)的磨削工藝，使其滾道與滾珠完全匹配。滾動(dòng)體在4條鋼絲滾道上低摩擦運(yùn)行，不與周?chē)Y(jié)構(gòu)發(fā)生接觸。借助四點(diǎn)接觸的幾何結(jié)構(gòu)，可承受來(lái)自任何方向的負(fù)荷。

如果應(yīng)用在MTU渦輪測(cè)試裝置上，F(xiàn)ranke軸承必須在高達(dá)200℃的高溫下高精度運(yùn)轉(zhuǎn)。只需最小的安裝空間，就可以將軸承集成到精密結(jié)構(gòu)中，安裝復(fù)雜的測(cè)試和傳感器系統(tǒng)。另外，在測(cè)試過(guò)程中，軸承必須能夠適應(yīng)強(qiáng)烈的振動(dòng)。

解決方案

在MTU航空發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試臺(tái)上采用的是Franke專(zhuān)用軸承，直徑是700～1500mm，不僅可以承受200℃的高溫，而且能滿足徑向和軸向的高精度要求（圖2）。

Franke軸承可以提供滿足要求的剛度和精度，承受總負(fù)荷。另外，通過(guò)特殊的設(shè)計(jì)原理，F(xiàn)ranke軸承結(jié)構(gòu)緊湊，適用于最小的安裝空間。軸承元件由4條環(huán)形的鋼絲滾道、滾珠及保持架構(gòu)成，4條環(huán)抱的鋼絲軌道可以適合各種接口尺寸，實(shí)現(xiàn)最佳的設(shè)計(jì)，因而可以很容易地安裝或集成到測(cè)量感應(yīng)器中。

外殼材質(zhì)采用特殊的表面剖光技術(shù)以避免腐蝕。所有的軸承都通過(guò)了抗裂試驗(yàn)，有3.1.產(chǎn)品檢驗(yàn)合格證書(shū)。

圖3  根據(jù)客戶需要量身定制的Franke輕型軸承極好地滿足了航空工業(yè)的需求

Franke專(zhuān)用軸承

為滿足各種特殊的需求，F(xiàn)ranke研制了多種專(zhuān)用軸承。與客戶密切合作，F(xiàn)ranke滾動(dòng)軸承應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域（圖3）。由于4條環(huán)抱的鋼絲滾道并不是直接作用于滾動(dòng)體上，這給多樣的組合提供了更加廣泛的空間。客戶可以自由選材，如鋼、鑄鐵、鋁、不銹鋼、銅、復(fù)合材料或塑料材質(zhì)。通過(guò)材料的多樣選擇，使重量減輕了65%以上。在運(yùn)轉(zhuǎn)特性、承載能力和精度方面，這樣的軸承和常規(guī)的鋼制軸承是一樣的。

滾動(dòng)體、保持架及鋼絲滾道都可以根據(jù)要求選擇和組合。鋼絲的標(biāo)準(zhǔn)直徑是1.5～1.7mm，特殊直徑為0.75～22mm。不同的鋼絲直徑用以配合不同尺寸的滾動(dòng)體。在特殊案例中，客戶可以選擇采用不銹鋼、防磁鋼或陶瓷材質(zhì)的滾動(dòng)體。

塑料材質(zhì)的保持架可以確定滾動(dòng)體位置，有助于安裝和減小摩擦，提高運(yùn)轉(zhuǎn)性能，減少潤(rùn)滑次數(shù)。在苛刻的工況或超過(guò)120℃的高溫下，可以選擇不銹鋼或銅質(zhì)的保持架。

不僅如此，F(xiàn)ranke軸承還具有更廣泛的適用性。Franke為客戶提供多樣化的齒形、密封和截面形狀的產(chǎn)品，可提供的軸承元件直徑范圍為60～9000mm.。