Файл: Крылов К.А. Повышение износостойкости деталей самолетов.pdf

ме закреплен испытуемый образец 12 с внутренними шлицами. Со­ пряженный образец 11 с наружными шлицами установлен на .валу зубчатого колеса 4, который имеет две -неподвижные опоры 3 (опо­ ра, смежная с образцом, на рисунке не показана). Образец И уста­ новлен на валу на шпонке и закреплен от осевого перемещения.

Головка 9 имеет возможность перемещаться по своим направ­ ляющим перпендикулярно оси ведомого вала в горизонтальной

.плоскости и поворачиваться на некоторый угол вокруг вертикаль­ ной оси. Это позволяет осуществить радиальное смещение и пе­ рекос осей образцов пары вследствие изменения положения образ­ ца с внутренними шлицами относительно образца-вала,- Величина радиального смещения и угла перекоса осей контролируется -с по­ мощью индикаторных часов 13, 14.

го контура.

Для создания нагрузки иа испытуемую шлицевую пару, нагру­ жают подвижной корпус 1 заданной силой Р, вследствие чего зубчатое колесо 2 получает возможность перемещаться, обкаты­ ваясь по колесу 4. При этом внешний момент уравновешивается сопротивлением упруго закручиваемых валов и других деталей силового контура, нагружая шлицевую пару.

Для компенсации момента, обусловленного весом подвижного корпуса и примыкающих к нему элементов контура относительно неподвижной опоры 3 предусмотрен противовес 15.

При испытаниях величина износа шлицев определялась непо­ средственными измерениями их толщины. Для этого образцы вы­ водились из зацепления в осевом направлении и производились измерения. После измерения образцы вновь вводились в зацепле­ ние и контролировалось их положение по контрольным рискам.

Изготовлялись шлицевые образцы из алюминиевых сплавов: валики из сплава Д16Т (#0105—110), а шлицевые втулки из сплава Д1Т (НВ85—90). Все валики, а также и все втулки изго­ товлялись из одного прутка, соответствующего материала. При этом образцы имели по шесть шлицев прямоугольного профиля высотой 4 мм и длиной 20 мм. Наружный диаметр шлицевого об­ разца вала—ДО мм. Для обеспечения предполагаемого при испы­ таниях перекоса осей образцов в паре и радиального смещения они были выполнены с боковыми и радиальными зазорами в 1 мм. Шлицы изготовлялись по 2-му классу точности с обеспечением чистоты поверхности V 8. Погрешности в угловом расположении шлицев образцов не превышали таковых для шлицевых авиацион­ ных деталей.

Имея в виду получение достоверных результатов по износу шлицев за относительно короткий .период работы шлицевых соеди­ нений, испытания по оценке влияния несовпадения осей велись без -смазки с предварительным обезжириванием образцов бензином Б-70. Длительность испытаний каждой шлицевой пары составля­ ла 15 ч. Нагрузка на образцы соответствовала передаваемому

72

крутящему ’Моменту 3 кГ-м. Скорость вращения шлицевой пары составляла 1000 об/мин.

Испытания были проведены при величине перекоса осей об­ разцов 0°, 0°30/, ГО', ИЗО', радиальном смещении осей 0; 0,1; 0,26; 0,4 мм и одновременном перекосе и радиальном смещении осей в указанных пределах. На каждый вариант взаимного расположе­ ния испытывалось по шесть пар образцов. Измерения величины износа проводились через 3 ч испытания. На каждом образце из­ мерялось по три шлица (через один) с выполнением по 12 замеров на каждом шлице: четыре сечения по длине шлица, три точки по высоте. Для построения графиков изнашивания брали максималь­ ные значения износа шлицев, расположенные в их средней части по высоте. Таким образом каждая точка на графиках (рис. 41)

соответствует среднему арифметическому значению из 18 замерен­ ных.

Как и в реальных условиях работы шлицевых соединений износ несоосных шлицев при лабораторных испытаниях распре­ делялся неравномерно по длине и высоте. При испытаниях с пере­ косом осей максимальный износ по длине шлица был у его тор­ цов, минимальный — в средней части. Больше изнашивалась вер­ шина шлица, меньше его ножка. При радиальном смещении осей износ по длине шлица распределялся равномерно. Вершина шли­ ца изнашивалась больше, чем ножка. Одновременный перекос іг радиальное смещение осей сопровождались повышенным износом шлицев у одного конца шлицевого соединения.

Эти экспериментальные данные хорошо согласуются с наблю­ даемым на авиационных деталях распределения износа и под­ тверждают изложенные в работах [2, 38] представления о взаимо­ действии деталей в несоаоных шлицевых соединениях и причинах их изнашивания. Они позволяют также по топографии износа, су­ дить о характере несоосности деталей в шлицевой паре.

73

Кроме того, результаты испытаний (рис. 41) /показали, что яесоосность в шлицевом соединении резко ускоряет процесс изнашива'ния. Перекос осей шлицевых образцов величиной 30' или их радиальное смещение на 0,1 мм приводит к увеличению ско­ рости изнашивания в 3—4 раза по сравнению с наблюдаемой для л-раікти- йаоких соосных соединений. С увеличе­ нием несоосности в еоедичения/х ско­

рость изнашивания возрастает. Увеличение длительности работы

соединения приводит к росту скорости изнашивания. Это связано, по-видимо­ му, с накаш емием в зоне трения про­ дуктов изнашивания m виде окислов алюминия, имеющих высокую твер­ дость, и их абразивным воздействием. Изменяется цри этом и .характер про­ цесса изнашивания. Если в практиче­ ски соосных шлицевых парах изнаши­

вание шло за счет об.мятия выступов неровностей и окислительных процессов, то по мере увеличения угла перекоса или радиального смещения осей все более заметным становились адгезионные явле­ ния. Схватывание металлов сопровождалось процессами окисления и приобретало ведущую роль. И чем больше был перекос в шлице­ вой паре, тем более за'метным было различие в ведущих процессах изнашивания з пределах одного шлица.

При одновременном перекосе осей и их радиальном смещении были получены аналогичные кривые изнашивания. Однако ско­ рость изнашивания была выше, чем только при перекосе осей или только при радиальном смещении.

Позднее проведенные испытания образцов со смазкой маловязким минеральным маслом выявили те же принципиальные за­ висимости влияния несоосностн, ио при значительно меньшей ин­ тенсивности изнашивания, чем при трении несмазанных поверхнос­ тей шлицев. Применение смазки снижало износ, но не смогло парализовать влияния несоосности в шлицевой паре.

Таким образом, аналитические и экспериментальные исследо­ вания свидетельствуют, что основной причиной малой износостой­ кости шлицевых деталей является работа их в условиях недопу­ стимо большой несоосности, возникающей при сборке шлицевого соединения. Неравномерное распределение износа по поверхности шлицев объясняется различным характером взаимного контакти­ рования деталей в шлицевой паре. В соединениях вала-рессоры с ведущей шестерней редуктора и ротором компрессора шлицы ра­ ботают в условиях взаимного перекоса осей, в то время как в сое­ динении его с конической шестерней центрального привода пере­ кос осей деталей сопровождается еще и их радиальным смеще­ нием. При наличии несоосности величина действующих контакт­ ных нагрузок неравномерно распределяется по длине шлица.

74

38ХМЮА с азотированными на глубину 0,2—0,45 мм эвольветными шлицами.

Коловратные насосы рассматривались двух модификаций: с длиной шлицевого соединения 8,5 и 14,5 мм и числом шлицев со­ ответственно 11 и 14.

При поступлении насосов в ремонт измерялись износ шлицев рессор и несоосность в шлицевом соединении. Последняя оценива­ лась для шестеренчатого насоса величиной биения посадочной по­ верхности центрирующего бурта опорного фланца 2 крышки

Рис. 43. Конструктивное исполнение топливного шестеренчатого насоса

(рис. 43) относительно цилиндрической поверхности колодца под ведущую шестерню 6\в корпусе с помощыо специального индикатор­ ного приспособления, схема и описание которого приведены ниже.

шестеренчатых —2000 ч.

76