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

При эксплуатации шестеренчатого насоса (см. рис. 43) были случаи заклинивания ротора в корпусе, что приводило к мгновен­ ному срезу приводной рессоры.

Насос состоит из чугунного корпуса 12, опорного фланца 2 с уплотнительным устройством 3 для рессоры, рессоры 1 привода насоса от трансмиссии двигателя, ведущего 6 и ведомого 11 зуб­ чатых колес, четырех роликовых подшипников 4, неподвижных 5 и подвижных 7 бронзовых подпятников, двух комплектов пружин 10 с радиально-расположенными латунными цилиндрами 9 для осевого уплотнения торцов зубчатых колес между'подпятниками, узла 8 предохранительного клапана и других деталей.

С помощью радиальных латунных цилиндров образующаяся полость между торцами подвижных подпятников и наружных обойм-стаканов задних подшипников разделяется на несколько -секторов, каждый из которых периферийными наклонными канав­ ками а (рис. 67) поочередно сообщается со всеми межзубовыми

щих к выламыванию зубьев. Подвижные и неподвижные подпят­ ники во. всех случаях имели выработку в окнах под сухарики, а

•сами сухарики — недопустимо высокий износ.

Таким образом, состояние деталей позволяло сделать заключе­ ние, что отказы в работе насосов были связаны с возникновением повышенного износа в парах трения.

Чтобы убедиться в этом один из насосов был частично вскрыт ■со стороны ведущего зубчатого колеса путем вырезки участка кор­ пуса. Это позволило оценить' состояние и фактическое взаимное расположение деталей в момент заклинивания ротора. Было вы­ явлено, что вследствие изнашивания форма латунных цилиндров существенно изменяется. В местах взаимодействия их с торцом наружной обоймы подшипника образуется лыска вдоль образую­ щей, а в зонах контакта с боковыми стенками пазов в подвижном подпятнике — ступенчатый контур. Образовавшиеся в результате

[09

ступенчатого износа выступы на боковой поверхности цилиндров плотно вошли в осевой зазор между обоймой подшипника и под­ пятником (см. рис. 67). Это приводило к защемлению шестерен между подпятниками, интенсивному трению их о подпятники, соп­ ровождающемуся значительным выделением теплоты. В резуль­ тате этого в поверхностных слоях материала шестерен происходи­ ли структурные изменения, возникали высокие растягивающие напряжения и, наконец, радиальные трещины у основания впадин между зубьями. При дальнейшей работе происходило усталостное выламывание зубьев.

Полностью отделившийся от тела шестерни зуб оттеснялся цен­ тробежными силами инерции к стенке колодца корпуса п закли­ нивался между ними. Возникающее при этом мгновенное резкое увеличение сопротивления вращению шестерен приводило к по­ ломке приводной рессоры.

Таким образом, первопричиной отказа насосов и поломки рес­ сор являлась недостаточная износостойкость. деталей осевого уп­ лотнения. Позднее латунные цилиндры осевого уплотнения были заменены на стальные зака­ ленные, что повысило их изно­ состойкость и надежность ра­

боты насоса,

Причиной схватывания ма­ териалов трущихся детален агрегатов масляных систем могут оказаться твердые час­ тицы скоксовавшегося масла, если они попадают в зазоры между деталями. Такие случаи наблюдались, например, при эксплуатации насосов МШ-6СВ

(рнс. 68).

Насос МШ-6СВ — шесте­ ренчатого типа, имеет одну на­ гнетающую ступень, две основ­ ные и две дополнительные от­ качивающие ступени. Шестер-

Рігс.- 68. Схе.ча шестеренчатого масляного ни нагнетающей ступени и ос- насоса новных откачивающих ступе­

ней помещены в колодцах кор­ пуса насоса, а шестерни дополнительных откачивающих* ступе­ ней— в колодцах крышки насоса.

Все шестерни приводятся во вращение одним ведущим вали­ ком 4, на котором на шпонках посажены ведущие шестерни нагне­ тающей 5 и откачивающих ступеней 1 и 2. Ведомые шестерни 3, 7 и <5 свободно вращаются на своих осях. Ведущий валик — стальной, цементированный. Оси 6 ведомых шестерен изготовля­ ются из чугуна. Вдоль образующей осей на участках установки

П О

изнашивания наблюдался, например, на деталях коловратного топливного насоса. Налет стали на бронзовом подпятнике, пере­ несенной- с торца ротора, был хорошо виден невооруженным гла­ зом. Толщина слоя, но-вндимому, не превышала 5—10 мкм.

На р,ыс. .69 показан участок поверхности бронзового подпятни­ ка с намазыванием на него стали, сфотографированный до и после травления в спиртовом растворе смеси соляной и пикриновой кис­ лот на металлографическом микроскопе. Под действием реактива бронза БрОСШ-ІО окислилась, ‘приобрела темный цвет, налет ста­ ли (38,ХМЮА) не изменился.

Рис. 69. Намазывание стали на поверхность бронзового подпятника: ■ а—до травления (ХЭ00); б — после травления (Х7‘50)

Такой вид разрушения поверхностей трения деталей, работаю­ щих-в активной среде, представляет собой ранее неизвестный вид взаимодействия материалов при трении и является предметом специальцрг.о исследования.

5. ПОВЫШЕНИЕ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ДЕТАЛЕЙ. РАБОТАЮЩИХ В СРЕДЕ ТОПЛИВА

Одним из путей повышения износостойкости деталей является рациональный выбор материала для конкретных условий трения. В данной работе в связи с интенсивным изнашиванием трущихся деталей агрегатов топливных систем, главным образом плунже­ ров качающего узла насосов, были проведены исследования изно­ состойкости ряда сталей при трении их в среде керосина ТС-1.

Целью испытаний являлась оценка износостойкости возможных к использованию для изготовления трущихся деталей топливной аппаратуры сталей в сравнении со сталью ХВГ.

Испытания проводились на лабораторной машине по схеме торцового трения трех'цилиндрических образцов диаметром 15 лш, имеющих полусферический торец с радиусом сферы 20 мм, о по­ лированную поверхность диска из стали ШХ-115 (HRC 60—61). Узел трения машины (рис. 70) вместе с установленными в кассету образцами и истирающим диском помещались в ванну с кероси-

ном, имеющим температуру в пределах 18—20° С. Согласно при­ нятой методике, испытания каждого варианта пары трения 'прово­ дились в течение 25 ч при скорости трения 1,8 м/сек и общем дав­ лении 17 кГ.

Износ образцов оценивался по уменьшению их веса за время испытаний, а также расчетным путем по данным измерений диа­

условиях изнашивания были наименее износостойкими. С увели­ чением твердости за счет изменения режима термической обра­ ботки износостойкость стали ХВГ возрастала. Быстрорежущие ста­ ли Р18, Р9Ф5, Р9К5, цементированная сталь ЭП63 оказались зна­ чительно более износостойкими, чем сталь ХВГ. Стали разного химического состава, хотя бы они и л.мслп одинаковую твердость, показали различную износостойкость. Так, износостойкость ста-

Т а б л и ц а 7

Результаты испытании образцов на изнашивание

Марка стали

114