吕彩霞，王连吉，李兴林，尹福刚，高秀娥

(1.大连理工大学 机械工程学院，辽宁 大连 116024；2.杭州轴承试验研究中心有限公司，杭州 310022;3.瓦房店轴承集团公司，辽宁 瓦房店 116300)

主轴轴承作为航空发动机转子的关键部件，直接影响发动机的整体性能。试验机模拟是评判在高温、高速、重载等苛刻工况下轴承性能的有效方法，而主轴部件则是轴承试验机的关键部件，其动静态特性对试验机的使用性能和寿命有非常重要的影响[1-2]。因此，根据航空发动机轴承试验机的技术要求研制了专用的航空发动机双转子轴承试验机，并利用ANSYS Workbench有限元分析软件对主轴建模，将支承轴承刚度等效为弹簧刚度，在考虑弹簧径向刚度基础上，对主轴进行动静态特性分析。

1 试验机及主轴结构

航空发动机双转子轴承试验机的机械结构简图如图1所示。该试验机可实现试验轴承内、外圈分别旋转，最高转速均可达14 000 r/min；试验轴承径向力、轴向力加载范围分别为0～45 kN，0～37 kN；利用加热系统和保温罩控制轴承环境温度为100～250 ℃；将试验箱体通过螺钉固定在减振平台上，以降低试验机整体振动。

1—水平滚柱导轨；2—轴向液压加载系统；3—高速电主轴；4—轴向加载主轴；5—保温罩；6—试验轴承；7—径向加载主轴；8—径向液压加载系统；9—减振平台；10—垂直滚柱导轨

试验机主轴结构如图2所示，试验轴承内圈安装在左端主轴上，外圈安装在右端主轴上；左端主轴在轴向液压加载系统和水平滚柱导轨作用下可向右运动，为试验轴承施加轴向力，右端主轴在径向液压加载系统和垂直滚柱导轨作用下向上运动，为试验轴承施加径向力；……