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

По этим уравнениям, приняв предельный зазор в анализируе­ мом шлицевом соединении, соответствующий люфту нижнего вер­ тикального валика центрального привода 4 мм, были вычислены средняя, минимальная и максимальная долговечность соединения. Полученные данные использованы при обосновании ресурса.

Нарастание зазора в шлицевом соединении у ремонтировав­ шихся ранее двигателей происходит несколько более интенсивно, чем у не бывших в ремонте. Это связано с различными начальны­ ми зазорами в соединении и пониженной твердостью азотирован­ ного слоя материала шлицев вала-рессоры ремонтировавшихся ранее двигателей, на которые при ремонте были установлены уже работавшие валы-рессоры.

Для прогнозирования долговечности шлицевых деталей по критерию износа шлицев могут быть использованы и результаты измерений износа, получаемые при ремонте.

Воспользовавшись той же что и выше математической вероят­ ностной моделью процесса изнашивания и статистическими данны­ ми по взносам шлицев, полученными непосредственными измере­ ниями при ремонте двигателей, был сделан прогноз долговечности по износу шлицев вал^-рессоры, ступицы диска первой ступени ротора компрессора и ведущего зубчатого колеса редуктора неко­ торых турбовинтовых двигателей.

Исходя из того, что износ по поверхности шлица распределя­ ется неравномерно, для расчетов использовались максимальные значения износа. За предельную допустимую величину был при­ нят износ, равный средней толщине упрочненного слоя шлицев, указанной в чертеже детали.

Было установлено, что при этих условиях средняя долговеч­ ность указанных шлицевых деталей превышает в 2—4 раза при­ нятый в настоящее время межремонтный ресурс работы двига­ телей.

В зависимости от величины заданного послерсмонтното ресур­ са были определены также значения износа шлицев деталей, при которых они могут быть использованы для установки на двига­ тель на очередной межремонтный ресурс без опасения (с задан­ ной доверительной вероятностью) наступления недопустимото из­ носа.

Аналогичным образом была определена долговечность рас­ сматривавшихся выше шлицевых соединений валов ротора турби­ ны и вентилятора турбогенераторных установок, приводных вали­ ков ряда агрегатов, а также построены номограммы для опреде­ ления допустимого при ремонте износа их шлицев в зависимости от величины предельного износа и заданного межремонтного ре­ сурса.

При прогнозировании «безопасного» ресурса работы шлицево­ го соединения по верхней доверительной границе поля рассеива­ ния долговечность большинства их. будет значительно превышать регламентированный ресурс, устанавливаемый до предельного со­ стояния для всех однотипных соединений по нижнему доверитель-

88

ному пределу продолжительности работы. В результате этого произойдет значительное недоиспользование резервов работоспо­ собности каждой отдельной шлицевой пары.

Поскольку метод замены элементов конструкции по регламен­ тированным ресурсам экономически невыгоден, в настоящее время ставится вопрос о разработке методов эксплуатации и ремонта с заменой деталей и агрегатов по техническому состоянию. При такой системе эксплуатации вопросы применения соответствую­ щих инструментальных методов определения величины износа и прогнозирования износа каждого конкретного шлицевого соедине­ ния по его состоянию в момент проверки приобретают особо важ­ ное значение.

Для прогнозирования износа конкретного шлицевого соедине­ ния прежде всего необходимо оценить степень перемешивания реа­ лизаций процесса изнашивания [18]. Если перемешивание реали­ заций сильное, то для каждого конкретного шлицевого соединения прогнозирование должно осуществляться по наихудшему из прак­ тически возможных для случайного соединения вариантов. В этом случае допускается, что из любого состояния возможен почти мгновенный переход реализации на верхнюю доверительную гра­ ницу процесса изнашивания случайного соединения. При таком подходе к прогнозированию для наиболее удачно собранного шли­ цевого соединения дается такой же прогноз, как и для менее удач­ ного. Подобное прогнозирование по сравнению с эксплуатацией по установленным ресурсам дополнительного экономического эф­ фекта не дает, поскольку допустимый безопасный ресурс также назначается из условий работы наиболееинтенсивно изнашиваю­ щегося соединения. Кроме того, вероятность выхода за верхнюю доверительную границу для наименее удачного шлицевого соеди­ нения выше, чем для случайного. Поэтому для отдельных шлице­ вых 'Соединений недопустимый износ может наступить раньше, чем предсказано прогнозом, и, следовательно, подобное прогнозирова­ ние поведения конкретного шлицевого соединения является недо­ статочно надежным.

Если перемешивание реализаций слабое, то для каждого конк­ ретного случая процесса изнашивания можно определить довери­ тельные границы, существенно отличные от доверительных границ всей совокупности анализируемых соединений. Это отличие тем больше, чем меньше перемешивание реализаций.

Для оценки степени перемешивания реализации случайного процесса, каким является изнашивание, применяют числовую ха­ рактеристику R(t\-t), называемую нормированной корреляцион­ ной функцией [11]:

шлицевого соединения при длительности работы t\ и t; фі и ф —

89

Это позволяет делать вывод о принципиальной ' возможности прогнозирования процесса изнашивания (накопления зазора) конкретного шлицевого соединения .по результатам шроверки после заданной продолжительности работы [48].

7. ОСОБЕННОСТИ И ПРИЧИНЫ ИЗНАШИВАНИЯ ШЛИЦЕВ ДИСКОВОГО ФРИКЦИОННОГО ТОРМОЗА

Другими причинами вызывается изнашивание шлицев в сое­ динении приводного валика с подвижным диском фрикционного тормоза. Такие тормоза применяют на некоторых типах двигате­ лей для предотвращения раскрутки воздушного винта и всех под­ вижных частей двигателя под воздействием порывов ветра при стоянке самолета.

Одна из конструкций тормоза, представляющего собой одно­ дисковую фрикционную муфту принудительного включения, пока­ зана на рис. 54. Тормоз состоит из корпуса 4, который связан с ро­ тором двигателя через валик 5, подвижного фрикционного диска

6, связанного с корпусом тормоза невращающегося нажимного диска 3, нажимного устройства (детали /, 2), механизма управле-- ння тормозом (детали 7, 8, 9). Диск 6 соединен с валиком 5 с по­ мощью шлицев. Включение тормоза заключается в зажатии фрик­

.91