卢艳辉，张春月，边杰

(1.中航工业航空动力机械研究所，湖南 株洲 412002；2.航空发动机振动技术航空科技重点实验室，湖南 株洲 412002)

航空涡轴发动机燃气发生器转子的前轴承一般为角接触球轴承，后轴承一般为圆柱滚子轴承。转子冷、热端部件分别产生向前和向后的轴向力，其轴向力合力应保证所有工作状态下角接触球轴承所承受的轴向载荷在一个合适的范围内，确保轴承在规定的寿命期内安全可靠地工作。如果轴向力过大，会造成轴向过载、轴承温度过高等问题；轴向力过小或反向，容易造成轴承因轻载打滑、蹭伤而损坏[1-2]。因此在航空涡轴发动机研制阶段，测量角接触球轴承的轴向力并加以适当调整是一项十分重要的工作。

常用的角接触球轴承轴向力测量方法是通过实时测量燃气发生器结构中与轴向力相关腔室的工作气体压力值，用计算机快速计算获得转子轴向力[2]。这种方法简单易行，但由于涡轴发动机结构尺寸小，尺寸效应突出，各腔室的压力受密封效果的影响较大，使得该方法的计算精度较低，有时甚至会得出错误的结果。另外，该方法需要安装的压力探针数量较多，在结构体积较小的涡轴发动机上不容易实现。

1 弹性环测量法

如图1所示，使用弹性环法进行角接触球轴承的轴向力测量时，需要将弹性环装于轴承外圈处。弹性环可将轴承所受的轴向载荷转换成应变量输出，相当于一个力传感器。当轴承有轴向载荷时，轴承外圈会压缩弹性环，通过测量弹性环的应变输出即可获得轴承的轴向力大小。……