液體火箭發(fā)動機(jī)渦輪泵用軸承壽命試驗研究

毛 凱，苗旭升，陳 暉，牛小轍

（西安航天動力研究所，陜西西安710100）

液體火箭發(fā)動機(jī)渦輪泵用軸承壽命試驗研究

毛 凱，苗旭升，陳 暉，牛小轍

（西安航天動力研究所，陜西西安710100）

基于液體火箭發(fā)動機(jī)渦輪泵軸承工作要求的特殊性，介紹了一種考核液體火箭發(fā)動機(jī)渦輪泵用軸承壽命的試驗方法，設(shè)計了軸承試驗方案，并研制了專門的試驗系統(tǒng)。以某型號發(fā)動機(jī)氧泵用軸承為研究對象，對其進(jìn)行了常溫水介質(zhì)和低溫液氮介質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)試驗。試驗系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)良好，并且通過該方法試驗后的同批次軸承參加發(fā)動機(jī)熱試車工作正常。

渦輪泵；軸承壽命；試驗

0 引言

軸承屬于精密的旋轉(zhuǎn)機(jī)械基礎(chǔ)件和易損件。統(tǒng)計表明，旋轉(zhuǎn)機(jī)械大約30%的機(jī)械故障是因軸承失效導(dǎo)致［1］。渦輪泵是液體火箭發(fā)動機(jī)的心臟，軸承是保證渦輪泵正常工作的關(guān)鍵部件之一，影響發(fā)動機(jī)的工作可靠性［2］。

軸承壽命獲取最直接的方法為理論計算。其發(fā)展歷程依次經(jīng)過Weibul分布［3］、載荷容量理論［4］、L-P理論［5-7］、修正發(fā)展理論［6-7］、新壽命理論［5］、ISO 281：1990/Amd.1：2000［3］理論等幾個階段。軸承的壽命與結(jié)構(gòu)、材料、運(yùn)轉(zhuǎn)工況、冷卻液和潤滑劑特性以及安裝方式等因素均有關(guān)系，根據(jù)目前國內(nèi)外的研究水平，理論計算僅能考慮部分因素對軸承壽命的影響［1］，很難獲取較為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。因此，對于可靠性要求極高的火箭發(fā)動機(jī)，通過試驗方法得到較為精準(zhǔn)的軸承壽命顯得尤為重要。

液體火箭發(fā)動機(jī)渦輪泵軸承不同于普通機(jī)械用軸承，通常用推進(jìn)劑冷卻和潤滑，相比常規(guī)潤滑油，推進(jìn)劑粘度非常低，約10-6～10-7m2/s量級，潤滑效果有限。……