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

лей Р 18 и Р9Ф5 твердостью HRC 64—65 в данных условиях изна­ шивания оказалась в 7—8 раз выше износостойкости стали ХВГ топ же твердости. Очевидно, наряду с твердостью стали на ее из­ носостойкость существенное влияние оказывают и другие се свой­ ства, изменяющиеся в зависимости от содержания углерода п карбндообразующих іэлементов.

По-видимому, 'проявлением различной степени упрочнения ста­ лей карбидами легирующих элементов и объясняется-значительно более высокая износостойкость быстрорежущих сталей по сравне­ нию со сталью ХВГ.

Во второй серии опытов были испытаны образцы из сталей ХВГ, Р9Ф5, Р9К5 при давлении 58 кГ и скорости трения 0,30 м/сек. Одна партия образцов из стали ХВГ, кроме того, упрочнялась путем газовой нитроцементацип. При температуре 840°С и дли­ тельности 10 ч толщина упрочненного слоя составляла 0,5—0,6 мм.

В этой серии опытов максимальную износостойкость та-кже показали образцы из стали Р9Ф5: износ их был в 10 раз меньше, чем у образцов из стали ХВГ. Газовая ннтроцементацня повысила износостойкость стали ХВГ в 7—В раз по сравнению с нормально закаленными и отпущенными образцами.

Способность испытуемых сталей противостоять схватыванию со сталью ШХ-15 при трении в керосине проверялась специальной серией опытов. Предварительно приработанные к диску цилиндри­ ческие образцы диаметром 5 мм испытывались при ступенчатом нагружении с постоянной скоростью трения. Значение момента трения фиксировалось по истечении 10 мин испытания при каж­ дой заданной нагрузке, затем высчитывался коэффициент трения. Испытания показали, что у всех испытанных сталей (ХВГ, ЭИ-38.8, Р18, Р9Ф5) коэффициент трения по стали ШХ-15 при работе в ке­ росине относительно невелик — около 0,1. При этом резкое возра­ стание коэффициента трения, т. е. возникновение адгезионного взаимодействия, раньше всего наступало при испытаниях образ­

зались близкими к стали ХВГ. Сталь Р18 и особенно Р9Ф5 вы­ держали без признаков схватывания значительно более высокие нагрузки.

Рис. 71|. Зависимость ко­

Эти испытания, конечно, не имитировали условия трения плун­ жера о наклонную шайбу в насосе: значительно меньше были удельные давления, не было ударных нагрузок, несоответствовал температурный режим. В связи с этим полученные результаты не могли быть непосредственно рекомендованы для практики. Однако они показали безусловные преимущества быстрорежущих сталей перед применяемой сталыо ХВГ п целесообразность в связи с этим более глубокой и всесторонней их проверки в качестве износо­ стойкого материала для изготовления работающих иа трение де­ талей в среде керосина.

6. СХВАТЫВАНИЕ В ДЕТАЛЯХ МЕХАНИЗМОВ ПЕРЕПУСКА ВОЗДУХА

Для обеспечения устойчивой работы компрессора па понижен­ ных оборотах ротора у газотурбинных двигателей предусмотрен перепуск воздуха из компрессора. Для этой цели у одних двига­ телей имеются специальные клапаны перепуска воздуха, устанав­ ливаемые на корпусе компрессора, у других — окна в корпусе ком­ прессора, закрываемые металлической лентой с помощью, соответ­ ствующего, механизма.

Клапан перепуска воздуха состоит из корпуса 4 (рис. 72), поршня 2, клапана /, крышки 3 и других деталей. В центральную

скоростью) трение поршня о зеркало корпуса, изготовленных из материалов, близких по своей физической природе и твердости. Трение происходит при невысоком давлении, обусловленном воз­ можным перекосом поршня в корпусе.

Из рис. 72 видно, что жесткой связи с клапаном поршень не имеет. Высота участка поршня, находящегося в соприкосновении с корпусом, особенно при закрытом клапане, очень мала. Э.то и обусловливает перекос поршня при малейшем эксцентричном при­

116

пары, как показано в работе Д. Н. Гаркунова [13], являются ме­ нее стойкими 'против изнашивания, чем обратные.

Трение происходило с небольшой скоростью при отсутствии смазки и невысоком удельном давлении. Износ носил местный ха­ рактер и наблюдался на поверхности трения корпуса в зонах, со­ ответствующих крайним положениям іпоршня. Наиболее замет­ ный износ был в зоне корпуса, соответствующей контакту его с поршнем при открытой ленте 1 перепуска воздуха.

Процесс изнашивания характеризовался адгезионным взаимо­ действием материалов, образованием очагов микросхватыіваний, налипанием вырванных частиц металла корпуса на поверхность трения поршня.

Следовательно, одностороннее изнашивание деталей свидетель­ ствовало о возникновении при работе перекоса поршня в корпусе, что объяснялось характером сопряжения ленты со штоками 2.

Эксцентричное сопряжение ленты со штоками, наклон ее от­ носительно оси штоков вызывали при работе появление попереч­ ных усилий на штоки и поршни. Эти усилия обусловливали дав­ ление поршней на зеркало корпуса п при наличии перемещения относительно друг друга приводили к развитию процесса изна­ шивания за счет возникновения мнкросхватываний материалов. Поэтому анодирование поверхности трения корпусов в данных ус­ ловиях оказывается не вполне эффективным средством для пре­ дупреждения от изнашивания.

7. ИЗНАШИВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ РОЛИКОВЫХ МУФТ СВОБОДНОГО ХОДА

Для отключения главного редуктора от двигателя при переходе несущего винта на режим самовращения на вертолетах преду­ смотрена роликовая муфта свободного хода. Муфта состоит нз наружной обоймы и звездочки, между которыми расположен дю­ ралюминиевый сепаратор с 18 стальными роликами. Включение муфты происходит автоматически при вращении ведущей звездоч­ ки в результате заклинивания роликов между рабочими площад­ ками звездочки и внутренней поверхностью наружной обоймы. Ра­ ботоспособность муфты определяется величиной угла Q, образо­ ванного рабочими площадками звездочки и касательными плоско­ стями к поверхности обоймы ,в точках контакта ее с роликами, при котором происходит их защемление (.рис. 74). Величина этого угла (угла заклинивания) для новой муфты составляет 5—6°.

В процессе работы муфты от воздействия роликов происходит постепенное изнашивание перемычек окон сепаратора. Износ их распределяется неравномерно как в пределах одного окна, так и между всеми окнами муфты, а это ведет к нарушению взаимного расположения окон, возникновению их «разношагости».

Измерения показывали, что «разношагость» окон сепаратора длительно работавшей муфты достигла 2—2,5 мм. В результате сепаратор с изношенными перемычками окон под ролики переста­

118

вал выполнять свое основное назначение — поддерживать задан­ ное положение всех роликов относительно звездочки и при враще­ нии звездочки происходило неодновременное возникновение кон­

верхности звездочки в точках .контакта их с роликом увеличивал­ ся до Qi, равного сумме трех углов: Qi = Q+iß+y.

Как показали исследования, проведенные В. Г. Смирновым, И. Б. Тартаковскнм и В. П. Бойковым, уже при глубине лунок 0,02 мм угол Qi достигал 9—10°. А из работы В. Ф. Мальцева [53] известно, что при таких значениях угла муфта становится не­ работоспособной, происходит проскальзывание роликов, так как величина угла превышает угол трения материалов пары (сталь — сталь).

119