CN111766064A - 一种舰载主轴轴承冲击试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于航空发动机主轴承冲击试验技术领域，公开了一种舰载主轴轴承冲击试验方法，将待测试的主轴轴承放置在试验平台上，控制主轴轴承按照设定的转速转动，对主轴轴承施加预设的载荷谱，运行一定时间并测量得到主轴轴承的状态参数，改变主轴轴承的转速，重复上述过程，直到所有预设的转速及循环次数完成，载荷谱是一定的载荷配合相应的转速并且加载一定的时间，载荷包括轴向载荷和径向载荷。本发明提供了一套完整的主轴承冲击试验方法，降低型号研制技术风险，为舰载主轴轴承大过载损伤寿命技术研究提供理论依据，为舰载动力装备早日列装打下技术基础。

Description

一种舰载主轴轴承冲击试验方法

技术领域

本发明属于航空发动机主轴承冲击试验技术领域，涉及到舰载主轴轴承大过载损伤机理仿真及寿命验证试验技术方法，具体涉及一种舰载主轴轴承冲击试验方法。

背景技术

航空发动机主轴承用来支承主轴的，并承受发动机轮盘传递来的气动载荷。主轴承航空发动机的工作性能、寿命、各项性能指标及可靠性都有很大的影响。在某些情况下，航空发动机的主轴承失效会导致机毁人亡的后果。

舰载高级教练机发动机的主轴承分布于主轴上五个位置。对于舰载航空发动机，在服役过程中，不可避免的要经历弹射起飞和拦阻着舰等恶劣工况工作状态，在此过程中发动机主轴承承受轴向和径向的过载，这对于主轴轴承的工作性能有重要的影响。随着飞机性能要求不断提高和飞机工作环境的恶劣性较以往更加苛刻，航空发动机运行工况越来越恶劣，因此对其主轴承的性能要求也越高。

现代航空发动机正朝着大推重比、低油耗、高可靠性、高耐久性和长寿命等方向发展。然而，随着航空发动机性能的不断提高，推重比和转子转速的不断增加，其传动系统的工作条件也越来越苛刻。主轴轴承作为航空发动机的关键元件，同时又是航空发动机的薄弱环节，其性能的好坏直接影响航空发动机的可靠性和寿命。航空科学技术的进步和发展，对主轴轴承的结构设计、材料选择、润滑方法和试验分析等都提出了更高的要求。同时，对主轴轴承也提出了如下特殊要求：

a)轴承的故障将导致发动机转子振动增大甚至发生严重的事故，因此对轴承的可靠性要求较高；

b)在高温、低温条件下，轴承都能正常工作，且具有较长的使用寿命；

c)轴承能承受转子的径向负荷，或同时承受径向和轴向两种负荷，且具有较大的承载能力；

d)结构重量轻，具有足够的刚度，能保证旋转轴到轴承座之间的传力，并缓解它们之间的碰撞和振动，使发动机转子平稳运转。

主轴轴承是航空发动机承力系统中必不可少的组成部分，现代航空发动机苛刻的运转工况使得主轴轴承面临更加严峻的挑战：

a)高DN值

DN值为主轴轴承内径与转速的乘积。现代航空发动机的推重比不断增大，并且要求长寿命和高可靠性，而提高推重比的主要技术途径就是提高发动机主轴轴承的工作转速，这就促使主轴轴承朝着高速化方向发展。发动机转速的提高和主轴轴承直径的增大，必然引起主轴轴承速度指数DN值的提高。

b)高温

对于航空发动机，由于涡轮入口处的温度极高，导致主轴轴承的工作环境温度也较高。目前，由于润滑油性能的限制，航空发动机主轴轴承的工作温度有一定的限制要求。由于温度较高，一方面主轴轴承材料的硬度会降低，导致承载能力下降和疲劳寿命的减小；另一方面，较高的温度使得润滑油粘度减小，导致膜厚减小以致处于苛刻的混合润滑状态下，此时表面剪应力明显增大，致使最大剪应力向表面移动，而由此引起的表面摩擦生热更易导致油膜厚度减小甚至破裂，当润滑油膜破裂后又会加剧局部摩擦和生热。

c)大过载

除了高速、高温的工作要求，现代航空发动机的迅猛发展还要求主轴轴承同时工作在大过载的条件下，未来航空发动机中主轴轴承所承受的推力载荷将越来越高。高速、高温和大过载工况并存，导致航空发动机主轴轴承处在更加恶劣的工作环境中，这增加了主轴轴承失效和破坏的可能性，降低了主轴轴承的寿命。因此，不能仅仅依靠单一指标来定义主轴轴承的“高速性”和“重载性”。

主轴轴承一旦失效，轻则导致系统精度降低，振动加剧和稳定性变差，重则导致主轴轴承咬死并很可能使机器受损。这就要求对主轴轴承，尤其是航空发动机主轴轴承的摩擦学性能、温升特性进行深入研究，并对主轴轴承的抗大过载能力进行测试。

但是目前公开的文件中，并没有舰载机发动机主轴轴承的冲击试验方法，而关于其他轴承的冲击试验方法无法满足舰载主轴轴承的试验需求。

目前，相应的标准有：中华人民共和国国家军用标准《航空发动机轴承试验定寿程序和要求》(GJB7268-2011)和中华人民共和国国家标准《滚动轴承寿命与可靠性试验及评定》(GB/T24607-2009)。

发明内容

为了解决上述问题，本申请提供了一种舰载主轴轴承冲击试验方法，为舰载主轴轴承大过载损伤寿命技术研究提供理论依据，为舰载动力装备早日列装打下技术基础。

本发明的技术方案是：一种舰载主轴轴承冲击试验方法，包括以下步骤：

步骤一，将待测试的主轴轴承放置在试验平台上；

步骤二，控制主轴轴承按照设定的转速转动；

步骤三，对主轴轴承施加预设的载荷谱，运行一定时间并测量得到主轴轴承的状态参数；

步骤四，改变主轴轴承的转速，重复步骤二和步骤三的过程，直到所有预设的转速及循环次数完成；

步骤五，将完成试验后的主轴轴承拆卸，并对试验结果进行评定；

其中，载荷谱是一定的载荷配合相应的转速并且加载一定的时间，载荷包括轴向载荷和径向载荷；相应的转速是根据飞机的不同状态，设定飞机慢车、巡航、最大巡航、额定、中间、最大状态下主轴轴承的转速，以及每种转速的运行时间和循环次数；飞机在不同状态有一定的转速，该转速有特定的载荷，并且持续一定的时间，三者配合起来，就是预设的载荷谱。

进一步的，在飞机最大状态时，主轴轴承的转速、运行时间和循环次数要将5g的轴向过载系数和8g径向过载系数8g加入到载荷计算中。

进一步的，施加的轴向载荷是根据压缩系统和涡轮部件的气动参数在各工作载荷状态下进行计算得到的，并且机动载荷的边界值为 -5g和+5g。

进一步的，轴向载荷包括转子叶片气流静压轴向力F_j，转子叶片气流静压轴向力F_j的表达式为：

式中，D_k1为叶片进口截面叶尖直径；D_k2为叶片出口截面叶尖直径；D_H1为叶片进口截面叶根直径；D_H2为叶片出口截面叶根直径；P₁为叶片进口截面平均气流静压；P₂为叶片出口截面平均气流静压；P_k1为叶片进口截面叶尖气流静压；P_k2为叶片出口截面叶尖气流静压。

进一步的，轴向载荷包括气流轴向速度对叶片产生的轴向力F_v，气流轴向速度对叶片产生的轴向力F_v的表达式为：

F_v＝∑Q_a(C_a2-C_a1) (2)

式中，Q_a为空气流量；C_a1为叶片进口截面平均气流轴向速度；C_a2为叶片出口截面平均气流轴向速度。

进一步的，轴向载荷包括环形腔气流静压或滑油腔腔压产生的轴向力F_Q，环形腔气流静压或滑油腔腔压产生的轴向力F_Q的表达式为：

式中，P_Q为环形腔气流静压或滑油腔腔压；D_K为环形腔外径；D_H为环形腔内径。

进一步的，施加的径向载荷是机动过载和转子剩余不平衡量产生的载荷，具体是根据各工作状态点和相应的转子转速计算的，最大过载系数为8g。

进一步的，径向载荷包括不平衡力F_T和重力F_G，不平衡力F_T和重力F_G的表达式为：

F_T＝m_iω² (7)

F_G＝m_fg (8)

式中，m_i为转子剩余不平衡量；m_j为转子重量；ω为角速度。

本发明的优点是：本发明的方法提供了一套完整的主轴承冲击试验方法，降低型号研制技术风险，为舰载主轴轴承大过载损伤寿命技术研究提供理论依据，为舰载动力装备早日列装打下技术基础。

附图说明

图1是本发明的试验模拟方法示意图；

图2是本发明实施例的某舰载飞机实测拦截过载随时间示意图；

其中，1－轴向加载装置，2—径向加载装置，3—主轴，4—测试轴承。

具体实施方式

本部分是本发明的实施例，用于解释和说明本发明的技术方案。

航空发动机中的主轴轴承经常在高速、高温、重载的苛刻工况下运行，尤其是舰载机发动机主轴轴承的滚动体与滚道接触常处于混合润滑状态。滚动体存在很高的自旋速度和滑动速度，而且滚动体的离心力会导致外滚道承受很大的载荷，这些因素都会对主轴轴承的温升、功率损失和疲劳寿命产生很大的影响。本发明在考虑航空发动机实际工况的基础上，分析主轴轴承的工作载荷状态，考察高速、高温和大过载对其性能的影响，建立主轴轴承抗大过载试验方案，并对其进行考核。

一、主轴轴承抗大过载试验载荷谱的制定

舰载机在弹射起飞和拦阻着舰过程中，弹射装置的加速载荷和拦阻制动载荷会对航空发动机结构产生较大惯性载荷作用，从而给主轴轴承带来较大的载荷作用。目前，大多主轴轴承试验的载荷谱都是根据陆基航空发动机工况进行力学分析，没有进行相关详细实际工况分析，载荷谱的制定存在一定的误差，且缺少计算精度。由此可见，在制定主轴轴承抗大过载试验载荷谱之前，需要对试验工况模拟方法进行分析，以考核其方法合理性。在实际工况中，由于转子转速和工作载荷影响较大，因此如何制定主轴轴承抗大过载试验载荷谱是本发明重点研究的内容。

二、主轴轴承实际工况

舰载高级教练机进行弹射起飞、复飞和拦阻挂钩训练时，轴向产生的过载直接作用于发动机，而且这三种训练状态产生的载荷方向相反，如果主要承力部件结构设计不合理或强度裕度不够，会引起主要承力结构件产生裂纹或失稳等，从而影响发动机的使用可靠性。主轴轴承属于发动机的主要承力部件之一，针对主轴轴承而言，在拦阻或者弹射起飞状态时，存在大过载效应，影响主轴轴承强度和寿命，而反复大过载作用会提高滑油温度。此外，与高、低压转子的轴向气动载荷结合，可能会造成主轴轴承承载方向变向。而轴向力过小会引起打滑现象的产生，这将会使主轴轴承寿命减少，甚至破坏转子配合关系，导致主轴轴承失效，进而危及到飞行训练安全。因此，首先需仔细分析飞机过载系数、主轴轴承向预紧载荷与气动载荷的关系，保证主轴轴承载荷谱制定的准确性。

三、主轴轴承的实际工况模拟方法

试验模拟方式如图1所示，为了模拟实际工况可以将发动机主轴轴承安装在主轴上预紧后进行定位，用试验主轴模拟实际发动机主轴旋转，以带动发动机主轴轴承一起旋转。加载装置于固定圈相连接，采用油缸加载作用力，通过控制系统远程控制施加载荷的大小，以保证可实现载荷的无级调速功能，达到模拟实际工况的效果，提高试验的灵活性。

四、抗大过载试验载荷谱的制定方法

载荷谱是描述航空发动机主轴轴承在飞行使用中受载情况的载荷数据，是主轴轴承计算和试验的重要的参数，因此本发明对其制定方法进行详细理论分析，以保证其合理性。

载荷谱的载荷包括轴向载荷和径向载荷，作用在转子上的气动轴向力由流道轴向力和各腔室轴向力两部分组成,其中流道轴向力包括气流静压轴向力和气流轴向速度产生的轴向力,而腔室轴向力由空气系统气流静压或滑油腔各腔静压产生的轴向力构成,通常定义轴向力方向以顺航向向前为正。由于转子重力和不平衡力的作用,转子系统还受到径向载荷作用,对其动力性性能也会产生较大的影响。

1、轴向载荷

为满足主轴轴承强度设计准则，提高计算效率，压缩系统和涡轮部件的气动参数在各工作载荷状态下对转子轴向力进行计算,机动载荷选取边界值，弹射为-5g，着舰拦阻为+5g。

转子叶片气流静压轴向力包括流经发动机各级转子进、出口截面气流静压轴向力和叶尖环腔静压产生的轴向力，其表达式为：

式中，D_k1为叶片进口截面叶尖直径；D_k2为叶片出口截面叶尖直径；D_H1为叶片进口截面叶根直径；D_H2为叶片出口截面叶根直径；P₁为叶片进口截面平均气流静压；P₂为叶片出口截面平均气流静压；P_k1为叶片进口截面叶尖气流静压；P_k2为叶片出口截面叶尖气流静压。

根据动量定理，将流体设定为控制体，控制体冲量与动量变化量相等，由此可将气流轴向速度对叶片产生的轴向力定义为：

F_v＝∑Q_a(C_a2-C_a1) (2)

式中，Q_a为空气流量；C_a1为叶片进口截面平均气流轴向速度；C_a2为叶片出口截面平均气流轴向速度。

即，流道轴向力为：

F_G＝F_j+F_v (3)

由环形腔气流静压或滑油腔腔压产生的轴向力可表示为：

式中，P_Q为环形腔气流静压或滑油腔腔压D_K为环形腔外径D_H为环形腔内径。

此外，考虑到气动轴向力误差的影响，对轴向载荷进行实际测量，并对其计算时进行修正，保证其计算精度。

2、径向载荷

主轴轴承所受径向载荷主要为机动过载和转子剩余不平衡量产生的载荷，考虑在实际工况下转子系统受力情况，发动机径向过载系数选取最大值，过载系数为8g，转子转速按各工作状态点选取。

转子力矩和外力平衡方程：

∑M＝F₁L₁+F₂L₂+····+F_ML_M (5)

∑F＝F₁+F₂+····+F_M (6)

式中，为作用力；为力到作用点的距离。

不平衡力和重力的表达式为：

F_τ＝m_iω² (7)

F_G＝m_fg (8)

式中，m_i为转子剩余不平衡量；m_j为转子重量；ω为角速度。

3、转速制定

设计主轴轴承抗大过载试验载荷谱时除了充分考虑到轴向载荷和径向载荷外，还需要根据飞机不同的状态，定义慢车、巡航、最大巡航、额定、中间、最大状态下主轴轴承的转速、运行时间以及循环次数。在最大状态时，将轴向过载系数5g，径向过载系数8g考虑到载荷计算中。

综上所述,主轴轴承抗大过载试验载荷谱的建立具有完整的理论推导过程,其逻辑性满足试验要求,这表明主轴轴承抗大过载试验载荷谱的制定方法具有合理性。

五、抗大过载试验设计

根据国内外相关资料分析可知，目前液压式加载技术施加载荷通常稳定时间需要5～10s，具体载荷稳定时间还需根据试验机性能而定。虽然液压式加载方法施加时间相对较长，但其载荷值与实际工况相同，且对主轴轴承作用力大小相同。此外，通过液压式加载方法可以对主轴轴承进行周期性循环试验，对其寿命与耐久性进行同时考核，且更接近实际工况的模拟轴承工作状态。综上所述，在保证试验的加载精度和稳定性为前提，根据文献《高速大冲击载荷钢索轴承疲劳试验机的设计研究》和《高速主轴用滚动轴承性能分析与试验研究》所述试验方法，本项目采取静态液压加载的方式。采用这一方案，可以较好地进行受力点的定位，从而使主轴轴承抗大过载试验能够多次重复进行，以方便了解同一型号主轴轴承的抗大过载性能，以及不同型号主轴轴承以统一方式遭受载荷时其抗大过载性能的变化趋势。而且还消除了材质、工艺等方面因素对试验结果所产生的影响。同时，参照中华人民共和国国家军用标准《航空发动机轴承试验定寿程序和要求》(GJB7268-2011)和中华人民共和国国家标准《滚动轴承寿命与可靠性试验及评定》(GB/T24607-2009)开展主轴轴承试验。

具体试验方案如下：

a)根据(GJB7268-2011)6.2.1.2进行试验器检查；

b)设备安全检查完毕后，将转速传感器、温度传感器安装在试验平台上，并根据(GB/T24607-2009)7.2进行设备调试；

c)根据(GB/T24607-2009)7.3搭建数据采集系统，并连接数据线，利用数据存储装置对其输出信号进行实时采集；

d)在控制端上位机软件操作界面，根据传感器标定参数和过载要求对试验台进行参数设定；

e)在整个试验测试系统检测完毕后，运行主轴承抗大过载试验程序，并进行相关数据记录；

f)根据(GJB7268-2011)6.2.2试验后分解检查轴承。

下面结合附图说明本发明另一个实施例。

下面是本发明的方法使用在某型舰载机主轴轴承的例子。

1、主轴承抗大过载试验载荷谱

在舰载机着舰拦阻和弹射起飞时，因为飞机要在极短的时间内从中间状态减速为零或者从中间状态加速到最大状态，因此需要承受较大的轴向过载，图2是某飞机实测着舰拦阻情况下的过载随时间的变化曲线。

从图2可知，舰载飞机着舰拦阻时所受的最大轴向过载是5g，因此对于高级舰载高级教练机，规定以弹射起飞最大状态轴向过载系数为－5g，阻拦着舰中间状态轴向过载系数为+5g，在着舰最大和最大巡航状态法向过载系数为8g。

结合舰载教练机使用特点和飞机过载系数，在着陆拦阻及起飞弹射时，瞬时轴向大过载对1号、3号轴承载荷影响很大，这就要求轴承需要具有足够的抗载荷变化能力。因此本试验方法重点研究对象是 1号、3号主轴承大过载试验方法。

2、主轴承径向载荷

航空发动机主轴承所受径向载荷主要为机动过载和转子剩余不平衡量产生的载荷，考虑在实际工况下转子系统受力情况，发动机径向过载系数选取最大值，过载系数为8g，选取4个典型工作状态：慢车状态、最大巡航状态、额定状态以及中间和最大状态。

2.1、主轴轴承轴向载荷

在计算发动机主轴承弹射起飞状态和着舰拦阻状态载荷时，取弹射起飞状态的轴向过载为-5g，着舰拦阻状态的轴向过载为+5g。

2.2、主轴轴承大过载时轴向力瞬时变化率

对于轴向力的瞬时变化率，其定义如下式所示

式中：

F₁—中间和最大状态主轴轴承所受的轴向力，以顺航向方向为正方向；

F₂—着舰拦阻或弹射起飞状态下主轴轴承所受的轴向力，以顺航向方向为正方向；

Δt—发动机从中间和最大状态到着舰拦阻或弹射起飞过程中轴向过载达到5g时的时间，对于舰载机，该时间约为1.5s，故取Δt＝1.5s。

经计算可得，1号和3号支点轴承的轴向力变化率如表1所示。

表1着舰阻拦和弹射起飞过程中主轴承的轴向力瞬时变化率

2.3、主轴承抗大过载试验载荷谱

在试验器所能实现载荷变化的最短时间内，模拟发动机着陆拦阻及弹射起飞状态，在一个5h的循环周期内各循环进行10次，综合以上分析，确定1号、3号主轴承试验谱如表2、表3所示。

表2 1号主轴承试验循环谱

表3 3号轴承试验循环谱

3、滑油瞬时中断对主轴承大过载工作性能的影响

对于滚动轴承而言，滑油有至少两方面的功能：一是由滑油的循环流动带走因滚动接触而产生的热量以达到冷却的效果；二是在滚动体与滚道之间形成一层油膜，以达到润滑的效果。因此滑油对于轴承保持工作性能至关重要，即使是在轻载低转速下也不允许轴承长期缺少滑油润滑。在滑油中断的情况下，滚动体与内外滚道之间会因为干摩擦而产生大量的热，从而烧伤内外滚道面，致使轴承的性能下降，产生较大的振动响应，以致最终轴承失效导致主机故障。

航空发动机主轴承工作环境是高温高转速，因此滑油润滑对于发动机主轴承的工作性能的保持起到重要作用。在大过载的工况下，滚动体与内外滚道之间由于过载的缘故而产生更大的局部应力，使得滚动体与滚道之间的接触环境更加恶劣，生热量较常规载荷情况下更多，因此当滑油瞬时中断时，必然导致润滑不良、发热量得不到及时散走最终导致局部温度过高，致使滚动体与内外滚道的表面出现烧伤的失效模式。

4、主轴承抗大过载试验载荷施加方法

发明人选择液压加载方式

液压加载是以电机提供动力基础，使用液压泵将机械能转化为压力，推动液压油，通过控制阀组改变液压油的流向，从而推动液压缸作出不同的行程、不同方向的动作，完成各种设备不同的动作需求，液压加载具有如下优点：

(1)能实现被试轴承的无极调速和正反转运动，其调速范围宽，低速性能稳定且动态响应好；

(2)可以实现电机的空载启动，从而提高电机和电器元件的使用寿命；

(3)可以任意设定被试轴承的速度特性，从而可以获得产品在意外工况下的性能；

(4)液压加载具有体积紧凑，加载力大且无极可调的特点，可实现动态加载，同时还具有双重过载保护，可保护被试件的安全；

(5)液压驱动系统的模块化功能强，可以非常方便的试验范围和功能；

(6)在恶劣工作环境下(多尘、潮湿和要求防爆)条件下，液压传动系统的可靠性高。

综上分析，对于目前开展的轴承试验而言，液压加载系统是一种较为理想的加载方式。

针对主轴轴承的大过载试验而言，需要轴承试验台能满足加载力从0-19kN间连续变化，故不能选用机械加载方式。又由于加载力较大且试验时间较长，故电加载方式也不符合要求。另外，设备尽量要求体积小，因此综合考虑选用液压加载方式。

主轴承大过载试验加载模拟方式如图1所示，为了模拟实际工况可以将发动机主轴承安装在主轴上预紧后进行定位，用试验主轴模拟实际发动机主轴旋转，以带动发动机主轴承一起旋转。加载装置与固定圈相连接，采用油缸加载作用力，通过控制系统远程控制施加载荷的大小，以保证可实现载荷的无级调速功能，达到模拟实际工况的效果，提高试验的灵活性。

5、主轴承抗大过载试验检测要求

针对主轴轴承在工作时会发生的失效形式：滚动接触失效、开裂和断裂失效、打滑失效、轴承磨损失效、塑性变形失效和微动磨损失效等失效情形，因此可以得出主轴轴承抗大过载试验时的检测要求有：

(1)针对滚动接触失效形式的内外滚道表面检测，检查外观质量，看是否有剥落现象发生；

(2)针对轴承开裂和断裂失效形式的保持架裂纹检测和滚动体表面检测；

(3)针对轴承打滑失效形式的内外圈滚道表面擦伤和裂纹检测；

(4)针对轴承磨损失效形式的滚动体表面磨损检测和滑油铁屑检测；

(5)针对轴承塑性变形失效形式的内外圈套的尺寸检测；

轴承试验前及试验完成后，应进行上述检测项目并做好记录。

Claims (9)

1.一种舰载主轴轴承冲击试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，将待测试的主轴轴承放置在试验平台上；

步骤二，控制主轴轴承按照设定的转速转动；

步骤三，对主轴轴承施加预设的载荷谱，运行一定时间并测量得到主轴轴承的状态参数；

步骤四，改变主轴轴承的转速，重复步骤二和步骤三的过程，直到所有预设的转速及循环次数完成；

步骤五，将完成试验后的主轴轴承拆卸，并对试验结果进行评定；

其中，载荷谱是一定的载荷配合相应的转速并且加载一定的时间，载荷包括轴向载荷和径向载荷。

2.根据权利要求1所述的一种舰载主轴轴承冲击试验方法，其特征在于，还包括设定转速，具体是根据飞机的不同状态，设定飞机慢车、巡航、最大巡航、额定、中间、最大状态下主轴轴承的转速，以及每种转速的运行时间和循环次数。

3.根据权利要求2所述的一种舰载主轴轴承冲击试验方法，其特征在于，在飞机最大状态时，主轴轴承的转速、运行时间和循环次数要将5g的轴向过载系数和8g径向过载系数8g加入到载荷计算中。

4.根据权利要求1所述的一种舰载主轴轴承冲击试验方法，其特征在于，施加的轴向载荷是根据压缩系统和涡轮部件的气动参数在各工作载荷状态下进行计算得到的，并且机动载荷的边界值为-5g和+5g。

5.根据权利要求4所述的一种舰载主轴轴承冲击试验方法，其特征在于，所述的轴向载荷包括转子叶片气流静压轴向力F_j，转子叶片气流静压轴向力F_j的表达式为：

式中，D_k1为叶片进口截面叶尖直径；D_k2为叶片出口截面叶尖直径；D_H1为叶片进口截面叶根直径；D_H2为叶片出口截面叶根直径；P₁为叶片进口截面平均气流静压；P₂为叶片出口截面平均气流静压；P_k1为叶片进口截面叶尖气流静压；P_k2为叶片出口截面叶尖气流静压。

6.根据权利要求4所述的一种舰载主轴轴承冲击试验方法，其特征在于，所述的轴向载荷包括气流轴向速度对叶片产生的轴向力F_v，气流轴向速度对叶片产生的轴向力F_v的表达式为：

F_v＝∑Q_a(C_a2-C_a1) (2)

式中，Q_a为空气流量；C_a1为叶片进口截面平均气流轴向速度；C_a2为叶片出口截面平均气流轴向速度。

7.根据权利要求4所述的一种舰载主轴轴承冲击试验方法，其特征在于，所述的轴向载荷包括环形腔气流静压或滑油腔腔压产生的轴向力F_Q，环形腔气流静压或滑油腔腔压产生的轴向力F_Q的表达式为：

式中，P_Q为环形腔气流静压或滑油腔腔压；D_K为环形腔外径；D_H为环形腔内径。

8.根据权利要求1所述的一种舰载主轴轴承冲击试验方法，其特征在于，施加的径向载荷是机动过载和转子剩余不平衡量产生的载荷，具体是根据各工作状态点和相应的转子转速计算的，最大过载系数为8g。

9.根据权利要求8所述的一种舰载主轴轴承冲击试验方法，其特征在于，径向载荷包括不平衡力F_T和重力F_G，不平衡力F_T和重力F_G的表达式为：

F_T＝m_iω² (7)

F_c＝m_jg (8)

式中，m_i为转子剩余不平衡量；m_j为转子重量；ω为角速度。

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