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

появление очагов усталостного изнашивания отдаляется, что мож­ но объяснить, по-видимому, меньшим проникновением такой смаз­ ки в мнкротрещины. Однако для масел, содержащих в своем со­ ставе противоизносные добавки, влияние вязкости не всегда может быть определяющим. Вязкость гидравлических жидкостей, применяемых в гидросистемах самолетов, вообще нс определяет времени работы шары трения до появления питтннговых разруше­ ний [95]. Содержание в смазке воды ускоряет процесс развития контактно-усталостных разрушений, что объясняют насыщением поверхностных слоев стали водородом и водородной хрупко­ стью [59].

5. ПРОТИВОИЗНОСНЫЕ СВОЙСТВА АВИАЦИОННЫХ ТОПЛИВ

Трущиеся поверхности деталей топливных агрегатов при их работе смазываются топливом. Износостойкость деталей находит­ ся, таким образом, в непосредственной зависимости от противонзносных свойств топлив.

Основные свойства топлив нормированы и зафиксированы в соответствующих ГОСТах. Однако показатель, который характе­

у смазочных масел. Так, при испытаниях на четырехшариковой машине при температуре 20 °С и скорости верхнего шара 0,214 м/сек разрыв пленки топлива ТС-1 и задир материалов ша­ ров наступал при нагрузке в 2,5 раза меньшей, чем при трении

вмасле МС-20.

Вотличие от смазочных масел реактивные топлива создают на поверхностях трения тонкие адсорбированные пленки, которые

образуются в результате химического взаимодействия топлива с материалом детали. При работе в топливе более интенсивно про­ текают химические процессы в поверхностных слоях материала детали, чем при трении в смазочных маслах.

Наиболее часто применяемые для одних и тех же летательных аппаратов реактивные топлива Т-1, ТС-1, Т-7 обладают существен­ но различными противоизносными свойствами. Лучшим, с этой точки зрения, является топливо Т-1, худшим — топливо Т-7. Если в качестве эталона принять топливо Т-1 и считать показатель его противоизносных свойств при трении скольжения равным 100%, тогда для топлива ТС-1 этот показатель будет равен 65%, а для топлива Т-7 только 38% [3].

Противотізносные свойства топлива оценивают по двум пока­ зателям: по критической нагрузке перехода к износу схватыва­ нием и по величине износа стальных шаров, испытываемых при трении скольжения на специальном лабораторном стенде [3, 4].

На рис. 5 [4] показаны зависимости износа шаров от дли­ тельности испытания на изнашивание для двух сортрвшюллшщщхсщ лученные при осевой нагрузке Р = 1 0 кГ и объемной температуре-

топлива 50°С. Видно, что изнашивание стали в топливе Т-7 про­

значительно худшие противоизносные качества, чем топливо Т-1. Топливо ТС-1 занимает промежуточное положение.

Большое различие в противоизносных свойствах топлив раз­ ных марок объясняют их разным фракционным и химическим со­ ставом [3]. В топливе содержится растворенный химически актив­

в зоне контакта могут разлагаться с выделением серы. Кислород и сера. взаимодействуют с металлом трущихся деталей, образуя сульфидные и окпсные пленки. Последние, с одной стороны, за­ щищают поверхность трения, а с другой, — отделяясь под дейст­ вием сил трения от поверхности, оказывают влияние на процессы окисления и полимеризации углеводородов, входящих в состав топлива.

Разным составом объясняют и то, что топлива одного типа, но полученные из нефтей разных месторождений, имеют сущест-| венно различные противоизносные свойства.

Рис. 6 Противоизносиые свойства топлива Т-7 при трении качения (I) и сколь­ жения (II) с добавлением 0,03% присадки:

1 — ПМАМ-2; 2 — ТП; 3 — АКОР; 4 — топливо без присадки [5]

18

Противоизносные свойства топлива могут быть значительно улучшены путем добавления к нему в небольшом количестве спе­ циальных присадок. Наиболее эффективными из числа известных в настоящее время являются антистатическая присадка АКОР-1 и противоизносные присадки ПМАМ-2 и ТП. На рис. 6 показано, как изменяются противоизносные свойства топлива Т-7 при добав­ лении в него этих присадок. Искусственное уменьшение концентра­ ции кислорода в топливе путем обработки его нейтральным газом, а также термообработка топлива, т. е. нагревание его до 120°С в герметичной емкости, значительно улучшают дротивоизнооные свойства топлива [5].

Сравнительная характеристика противоизносных свойств мас­ ла МС-20, гидравлической жидкости АМГ-10 и топлива ТС-1 при трении качения приведена на рис. 7. При испытаниях на четырех­ шариковой машине по методике, изложенной в работе М. Д. Без­ бороды«) и Г. С. Кривошеина [10], в определенных условиях ско-

6.ВИДЫ ИЗНАШИВАНИЯ И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ

Впрактике машиностроения для изготовления трущихся дета­ лей используют очень большое количество различных металлов. Условия изнашивания деталей весьма разнообразны. Протекаю­ щие на поверхностях трения процессы отличаются многообразием

исложностью. Все это вызывает возникновение изнашивания на деталях, различного по характеру и интенсивности.

Для оценки 'износостойкости материала при выборе его для конкретных условий трения, назначения средств борьбы с изна­ шиванием, установления причин повышенного износа деталей не­ обходима классификация видов изнашивания.

ческих и. химических процессов при изнашивании, является клас­ сификация, предложенная М. М. Хрущовым [81] и уточненная им же [83]. Автор рассматривает три группы видов изнашивания:

механическое, молекулярно-механическое п коррозионно-механи­ ческое. Каждая из этих групп, в свою очередь, подразделяется на ■подгруппы.

Воснову классификации Е. М. Швецовой и И. В. Крагельского

[88]положены общие закономерности процесса изнашивания. Ав­ торы различают два вида взаимодействия поверхностей: механи­ ческое— внедрение п молекулярное — притяжение и схватывание. При механическом взаимодействии могут наблюдаться выцарапы­ вание, выкрашивание, отслаивание и мпкроразрушение, а при мо­ лекулярном— глубинное вырывание, выкрашивание, отслаивание,

микроразрушение.

Исходя из двойственной молекулярно-механической природы взаимодействия поверхностей И. В. Крагельский [43, 44] предла­ гает пять основных видов нарушения фрикционных связей: срез внедрившегося металла, пластическое оттеснение его, упругое от­ теснение, схватывание пленок и их разрушение, схватывание по­ верхностей, сопровождающееся глубинным вырыванием металла.

Широкое признание нашла классификация, разработанная Б. И. Костецким [40]. Она основана на результатах многочислен­ ных матерналоведческих исследований изношенных деталей раз­ личных типов машин, изучении структурных и фазовых измене­ ний, происходящих .в поверхностных слоях при трении, а также исследований тепловых и иных явлений. В основу классификации Б. И. Костецкий берет пять ведущих видов изнашивания: схваты­ вание I рода, схватывание II рода (тепловой износ), окислитель­ ный, усталостный (осповидный) и абразивный.

В применении к авиационным конструкциям соответствующую классификацию видов изнашивания предложил Д. Н. Гаркунов [13]. Он выявил следующие виды изнашивания деталей:

изнашивание в результате молекулярного схватывания; изнашивание в результате диспергирования (размельчения)

отдельных участков контакта поверхностей; изнашивание в результате окислительных процессов;

изнашивание в результате, атомарного переноса металлов; другие виды изнашивания (кавитационно-эрозионное разруше­

ние, выкрашивание, образующееся при трении «белого» слоя, из­ нашивание вследствие вибрации).

Обобщая наблюдаемые на практике и предложенные различ­ ными исследователями, ГОСТ 16429—70 рекомендует различать три группы видов изнашивания: механическое, молекулярно-меха­ ническое и коррозионно-механическое. В группу механического изнашивания входят абразивное, гндроабразивное, газоабразив­ ное, эрозионное, усталостное и кавитационное изнашивание. К мо­ лекулярно-механическому изнашиванию относится изнашивание при заедании. Коррозионно-механическое изнашивание объединя­ ет окислительное изнашивание и изнашивание при фреттинг-кор- розии.

Создание стандарта, устанавливающего единые термины и оп­ ределения основных понятий в области трения и изнашивания и

20