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

Значительный износ болтов обнаруживали уже после 200— 250. ч работы. Связано это было главным образом с низкой твер­ достью их материала, действием повышенных вибрационных на­ грузок. Введение термообработки повысило износостойкость этих болтов. Имеющиеся случаи повышенного изнашивания являются следствием недостатков сборки, приводящих к заклиниванию шар­ нирного подшипника и проворачиванию шарового вкладыша от­ носительно болта, несоблюдения заданной посадки болта, а также неблагоприятных условий его работы в контакте с сектором.

На одном из самолетов интенсивное изнашивание наблюдалось у детален шарнирного соединения тяги с качалкой системы управ­ ления рулем поворота. В отдельных случаях процесс изнашивания ■происходил в этом узле столь интенсивно, что приводил к почти

ника. По состоянию изношенных поверхностей было видно,' что изнашивание болта происходило длительное время при .невысо­ ких удельных давлениях и продолжалось до тех пор, пока не произошла его поломка. На изношенной .поверхности не было никаких рисок или задиров, что говорило об изнашивании за счет диспергирования поверхностных планок.

Как известно, тяга при работе системы совершает возвратно­ поступательные перемещения. Рабочие нагрузки от тяги на болт воспринимаются лишь частью его поверхности, располагающейся на диаметрально противоположных сторонах болта в плоскостях,

рально противоположных сторон, а не по всей окружности, как это имело место в данном случае. Поэтому наблюдаемый износ болта был вызван, видимо, совместным воздействием нагрузок от рабо­ чих перемещений тяги в горизонтальной плоскости и вибрацион­ ных нагрузок от вибрации тяги в вертикальной плоскости. Сочета­ ние этих нагрузок приводило к сложному движению вилки , тяги вокруг болта (при заклиненном подшипнике), когда точка контак­ та обегала по всей окружности его стержня.

39

При исследовании было выявлено, что на обеих плоскостях уха качалки имется местный износ от трения по ним щек вилки тяги. Стенки отверстия в щеках вилки тяги были изношены по всей окружности. На внутренних поверхностях щек вокруг отвер­ стий имелись овальные выработки материала от трения по ним торцов внутреннего кольца шарикового подшипника. Сам подшип­ ник был заклинен и не вращался. Средняя часть стержня болта прочно сидела во внутреннем кольце и не проворачивалась.

Сопоставление зон износа на деталях показало, что изнаши­ вание их могло произойти только при неправильном их взаимном расположении как показано на рис. 23. В этом случае плоскости щек тяги оказались непараллельными поверхностям уха качалки и без необходимого зазора между ними, что привело к изнашива­ нию уха качалки, засорению продуктами износа и последующему полному заклиниванию шарикового подшипника, а также прово­ рачиванию болта в проушинах вилки и работе его на изнашива­ ние. Последнее при отсутствии смазки привело к высокой интен­ сивности процесса и практически полному перетиранию болта.

■S

Таким образом, износ деталей шарнирно-болтового соединения был связан с неправильным взаимным расположением их, вызвав­

шим недопустимое контактирование.

Рассмотрим еще один пример повышенного износа деталей систем управления — оси поводка рулевого винта вертолета. Этот пример представляет интерес потому, что в нем показано из­ нашивание твердого хромового покрытия при трении по тексто­

литу.

Узел поводка служит для изменения и ограничения утла уста­ новки лопастей винта. При изменении угла происходит возвратно­ поступательное перемещение оси поводка 2 (рис. 24) во втулке 3,

40

запрессованной в стакан 4. Ось поводка изготовляют из стали 40ХНМА и по наружной поверхности покрывают слоем хрома толщиной 0,05 мм. Втулку изготовляют из текстолита ПТК. Со­ пряжение оси поводка с втулкой осуществляется по двум концент­ ричным цилиндрическим поверхностям с чертежным зазором

0,075—0,165 мм.

В данной паре происходит периодическое трение хромовогослоя по текстолиту при малых скоростях относительного переме­ щения и незначительных нагрузках.

При эксплуатации рулевых винтов износ хромированных осей и текстолитовых втулок обычно незначителен и не приводит к ка­ ким-либо отклонениям в работе -механизма. Рассматриваемый случай является частным, но показательным в части влияния не­ достатков изготовления и сборки пары трения на ее работоспособ­ ность. Винт норімально работал длительное-время, а затем в одном из полетов были замечены рывки в управлении при изменении угда установки лопастей.

После разборки узла поводка был обнаружен интенсивный местный износ хромового покрытия на обеих цилиндрических по­ верхностях его оси. Местами хромовый слой был изношен полно­ стью. Характер повреждения свидетельствовал не об отслаивании хрома, что наблюдают иногда при неудовлетворительной подготов­ ке поверхности перед гальванопокрытием, а именно об истирании его в процессе длительной работы. Доброкачественность хроми­ рования была подтверждена металлографическими исследова­ ниями.

Участки износа окружены хорошо видимым относительно боль­ шой площади ореолом, где хромовое покрытие вследствие изнаши­ вания приобрело зеркальный блеск. Это свидетельствовало о том, что контактирование поверхностей оси и втулки происходило поотдельным участкам. Последнее могло быть объяснено только от­ клонением в форме сопрягаемых деталей.

По всей хромированной поверхности оси хорошо просматрива­ лось большое количество рисок, ориентированных вдоль образую­ щей. На участках износа хромового покрытия были видны приз­ наки наволакивания текстолита втулки.

Измерения деталей при исследовании показали, что зазор между втулкой и осью поводка в сечениях, где нет видимого из­ носа хрома, составляет 0,03—0,08 мм, т. е. ниже минимально до­ пустимого по чертежу.

Таким образом следовало полагать, что износ оси поводка был связан с недостатками 'комплектации деталей в узле: узел был собран с недопустимо малым зазором. К тому же одна из деталей (наиболее вероятно, ось поводка) имела недостаточно точную гео­ метрическую форму( волнистость).

При работе сопряжения с пониженным зазором происходило постепенное изнашивание оси с образованием твердых вторичных структур, отделением их в виде мельчайших продуктов износа и шаржированием поверхности втулки. Это, в -свою очередь, интен--

41