חֲדָשׁוֹת

מיסבי מנוע אווירו

מֵסַבסוּג

מהירות הציר של מנוע האוויר גבוהה, טמפרטורת הקצה החם גבוהה, ו-מֵסַבצריך לשאת עומס צירי ועומס רדיאלי, ולכן המיסב מחולק לשתי קטגוריות: מיסב עמוד משען דחף ומיסב עמוד משען שחייה: מיסב עמוד משען דחף משתמש בדרך כלל במיסב כדורי מגע זוויתי תלת-נקודתי כדי לשאת עומס צירי ולשלוט במרווח הצירי של הסטטור המסתובב; מיסבי עמוד משען נעים נושאים עומסים רדיאליים בלבד, ומכיוון שהרוטור ינוע בכיוון הצירי עקב התפשטות והתכווצות תרמית,מיסבי גליל גלילייםבדרך כלל משתמשים בטבעות ללא גבולות על הטבעת החיצונית או הפנימית.

 

תיבות הילוכים נלוות למנועי אוויר מונעות בדרך כלל על ידי גלגלי שיניים, והמיסבים נושאים רק עומסים רדיאליים וההתפשטות התרמית של הרוטור קטנה, כךמיסבי גליל גלילייםומיסבי כדור חריץ עמוקיםנבחרים בעיקר.

 

תיבת ההילוכים של המפחית מעבירה כמות גדולה של כוח, חלקם משתמשים בהילוכים סליליים, והמיסבים צריכים לשאת עומסים רדיאליים וציריים כאחד, כךמיסבי גליל גליליים, מיסבי כדור חריץ עמוקיםושלוש נקודותמיסבי כדור מגע זוויתייםנבחרים בעיקר.

 

מנועי אווירונאוטיקה משתמשים במיסבי כדור מגע זוויתיים תלת-נקודתיים ומיסבי גלילה גליליים.

מיסבי כדור מגע זוויתיים תלת-נקודתיים

כאשר מנוע האוויר פועל, ייווצר עומס רדיאלי ועומס צירי על הציר, ומערכת של מיסבים כדוריים ממוקמת בדרך כלל בנקודת המשען מול הציר כדי לשאת את העומס הרדיאלי שנוצר על ידי סופרפוזיציה של הכוח הלא מאוזן של כל ציר וסיבוב במהירות גבוהה, ובמקביל לשאת את העומס הצירי ההפרש בין הכוח הפנאומטי של המאוורר והמדחס קדימה לבין הכוח הפנאומטי אחורה של הטורבינה.

 

בהשוואה למבנה של מיסבי כדור חריץ עמוקים ומיסבי כדור מגע זוויתיים תלת-נקודתיים, מרכז חריץ הטבעת הפנימי של מיסב כדור מגע זוויתי תלת-נקודתי מצויד באקסצנטריות צירית Lo, מה שהופך את המרווח הצירי Ga שלו ואת כמות הרוטור בכיוון הצירי לפחות וקל יותר לשלוט במרווח הצירי של גלגל הסיבוב של המנוע.

 

למיסב הכדורי המגע הזוויתי בעל שלוש הנקודות יש מבנה טבעת פנימית כפולה, ועיצוב הטבעת הפנימית למחצה שלו הניתן להפרדה מאפשר התקנה של כדורים נוספים, מה שמגדיל משמעותית את כושר הנשיאה.

 

השוואה בין מבנה מיסבי כדור מגע זוויתיים למיסבי כדור מגע זוויתיים תלת-נקודתיים: מיסבי כדור מגע זוויתיים יכולים לשאת עומסים ציריים חד-כיווניים בלבד. אם הם צריכים לשאת עומסים ציריים דו-כיווניים, יש לשלב אותם, מה שיתפוס יותר מקום ויגדיל את המסה; הטבעות הפנימיות הכפולות והחצי של מיסבי כדור מגע זוויתיים תלת-נקודתיים יכולות לשאת עומסים ציריים דו-כיווניים ישירות, מה שיכול לחסוך כ-50% מהמקום והאיכות בהשוואה למיסבי כדור מגע זוויתיים תומכים בשורה כפולה או בקבוצה, והם קלים להתקנה, דבר הנוח לתכנון המנוע.

 

ניתן להפריד את מכלול הכלוב והכדור של מיסב המגע הזוויתי בעל שלוש הנקודות מהטבעת החיצונית, כך שניתן להשתמש בכלוב מוצק מחתיכה אחת, בעל חוזק גבוה יותר, מתאים למהירות סיבוב גבוהה וקל יותר להשגת דיוק עיבוד גבוה יותר; יחד עם זאת, המבנה גם הופך את ההתקנה והבדיקה של המסבים לנוחות יותר.

 

מיסבי גליל גליליים

בהשוואה למסבי גליל מכניים גליליים רגילים, קוטר הגליל של מיסבי גליל מנוע אווירי קטן יותר, ויתרונותיו הם כדלקמן:

1) זה יכול להפחית את התנגדות ערבוב השמן של הגליל במהלך פעולה במהירות גבוהה;

2) כוח האינרציה קטן;

3) ניתן לשמור על לחץ מגע מספיק כאשר הכוח הרדיאלי קטן כדי למנוע החלקה של הגליל;

4) מכיוון שניתן להפריד את רכיבי הציר, הגליל והכלוב, ניתן להשתמש בכלוב מוצק, בעל חוזק טוב יותר ויציבות במהירות גבוהה.

 

מיסבי גליל גלילייםלטבעות פנימיות ללא אוגן יש בדרך כלל רוחב טבעת פנימי גדול יותר כדי להתאים לתנועה הצירית בין הטבעות הפנימיות והחיצוניות הנגרמת מהתארכות הנגרמת מהתפשטות תרמית בין הציר לטבעת הפנימית של המיסב, כמו גם לחוסר יישור יחסי בין הטבעות הפנימיות והחיצוניות הנגרמת משגיאת הרכבה צירית של מכלול הרוטור במהלך ההרכבה. אם חלל ההתקנה קטן או שיש דרישות מיוחדות, ניתן להשתמש ישירות בציר או בבית המיסב במקום הטבעת הפנימית ללא אוגן.

 

מנוע אווירומיסבי גליל גלילייםלעיתים קרובות מתמודדים עם תנאי עבודה של עומס רדיאלי קטן או ללא עומס רדיאלי כלל, ומהירות הסיבוב גבוהה מאוד, הגלילים נוטים להחלקה ושפשוף. על מנת למנוע החלקה, משתמשים לעתים קרובות במסילות לא עגולות כדי לממש את העומס המוקדם הרדיאלי של המיסב, ולעתים קרובות משתמשים בחלוקת עומס של שני מיסבים אופייניים לא עגולים.

 

חומר מיסב

טמפרטורת סביבת ההפעלה של מיסב טורבינת המנוע גבוהה מאוד, ובדרך כלל יש צורך לקרר את המיסב עם נפח שמן סיכה של מספר ליטרים לדקה, אך טמפרטורת העבודה של המיסב עדיין יכולה להגיע לכ-250 מעלות צלזיוס.

 

על מנת לעמוד בתנאי עבודה בטמפרטורה גבוהה, טבעת המיסב משתמשת בדרך כלל בפלדת 8Cr4Mo4V (M50) ובפלדות מיסב אחרות בטמפרטורה גבוהה, ועוברת חיסום בטמפרטורה גבוהה. גם אם טמפרטורת המיסב מגיעה ל-400 מעלות צלזיוס לאחר כיבוי המנוע, היא עדיין יכולה להבטיח את ביצועי המיסב. על מנת לעמוד באורך חיים של עייפות גלגול, קשיות פני השטח של חומר המיסב נדרשת בדרך כלל לא פחות מ-60 HRC בטמפרטורת החדר, ופלדת 8Cr4Mo4V הכוללת מתקשה על ידי טיפול בחום, אך הקשיחות נמוכה מזו של חומר הרכיב המבני, מה שמוביל לסדיקה של טבעת המיסב כאשר הכוח הצנטריפוגלי של טבעת המיסב והמאמץ ההיקפי של הציר גדולים. לכן, ערך ה-dn עולה על 2.5×106 מ"מ · סל"ד. מיסבים צריכים להיות עשויים מחומר G13Cr4Mo4Ni4V (M50NiL), בעל קשיחות ליבה טובה יותר.

 

חומר הכלוב של מיסבי מנוע אווירי עשוי בדרך כלל מפלדת מבנה כגון 40CrNiMoA (4030), ויש צורך לציפוי הכלוב בכסף כדי להפחית בלאי בשלב ההפעלה. אלמנט הגלגול זהה לחומר ה-ferrule, וקשיחותו בדרך כלל זהה לזו של ה-ferrule, ובמקרים מסוימים היא תהיה גבוהה ב-1 ~ 2 HRC מזו של ה-ferrule. לפעמים הכדור משתמש גם בחומרים קרמיים כגון סיליקון ניטריד, אלומינה וזירקוניה.