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TB飛機起落架機輪軸承失效的緣由剖析及保護
來源:海力軸承網(wǎng) 時間:2014-10-27
B8913號TB20飛機在履行本場起落練習進程中；飛翔教員發(fā)現(xiàn)飛機著陸滑跑；起飛滑跑及起飛今后；飛機發(fā)作劇烈的顫動乃至于越來越劇烈；構(gòu)成飛機滑跑艱難.幾個起落今后；飛翔教員決斷采納辦法；退出飛翔練習.經(jīng)機務人員查看發(fā)現(xiàn)：前機輪軸承因為高溫而熔化咬死；股動輪軸旋轉(zhuǎn)；輪軸與輪叉發(fā)作滑動干沖突；發(fā)作的熱量將輪軸和輪叉有些熔化；發(fā)作宏大的變形；機輪組件簡直從輪叉上掉落.因為飛翔教員決斷的選擇；才防止了一場安全事端的發(fā)作.由此可見；機輪軸承不只用來支承機輪；引導機輪的旋轉(zhuǎn)方向；減小轉(zhuǎn)變進程中的沖突；并接受機輪和輪軸之間的各種載荷.并且；軸承對飛機的作業(yè)功能、壽數(shù)、各項經(jīng)濟指標及可靠性都有很大影響；乃至在某些情況下也會構(gòu)成飛翔安全事端.
一、軸承的根本布局及受力剖析
TB飛機機輪軸承為鐵姆肯(Timken)公司出產(chǎn)的圓錐形軸承；它由四有些組成：內(nèi)滾道、外滾道、圓錐滾棒和保持架.正常情況下；內(nèi)滾道、外滾道和滾棒接受載荷；而保持架使?jié)L棒彼此均勻地離隔；防止彼此磕碰和沖突；并使每個滾棒均勻和輪番地接受持平的載荷.內(nèi)滾道、滾棒和保持架合稱為滾道組件.一般它和外滾道是可分的(外滾道固定在可分化的輪轂上的)；使設(shè)備軸承比擬便利.
軸承選用低碳鋼；經(jīng)外表滲碳處置；它使軸承有合適的硬度；抗疲憊、忍性的歸納功能.正常運用情況下；軸承的最大溫度范圍在120-150℃；短時溫度可達175℃；最大周期觸摸應力在2100～3100MPa；而保持架一般用低碳鋼制成.
因為圓錐軸承的幾許特色及描繪特色；它能夠接受經(jīng)向和軸向的歸納載荷.外滾道與軸承中間線的夾角越大；能接受的軸向推力和經(jīng)向推力的比值越大；滾棒和滾道的觸摸線越長；那么接受載荷的才能越強.飛機處于不一樣的作業(yè)情況；軸承的受力情況不一樣：
1。飛機處于停止情況；軸承首要接受停止載荷.飛機的重力發(fā)作的停載荷 P經(jīng)過軸承的滾棒傳遞給外滾道；即輪轂.P可沿軸向分化為軸向力N和筆直于外滾道的力F.如圖所示；P所發(fā)作的對外滾道的壓力遠大于P在這個輪子上的分力；對滾道施加很大的壓強.
2。飛機在地上滑行時；首要也接受筆直載荷.因為地上的不肯定平坦；飛機的上下轟動的起伏大于飛機的重力.
3。著陸時；機輪接地的霎時首要首要是遭到宏大的停止筆直沖擊載荷；繼而機輪以很高的加快度加快到達與飛機相同的速度在地上滑跑.若是飛機發(fā)作了重著陸；軸承在未作業(yè)的情況下接受這種沖擊載荷的損害是很大的.若是飛機帶側(cè)滑接地；如側(cè)風較大的時分；機輪還要遭到較大的側(cè)向載荷；機輪遭到側(cè)向沖突力時；因為慣性效果；飛機有向一側(cè)歪斜的趨勢.因此效果在外側(cè)軸承上的筆直載荷和側(cè)向載荷要比內(nèi)側(cè)的大.
二、軸承常見的毛病方式
l。翻滾觸摸疲憊
翻滾觸摸疲憊所招致的失效；是指軸承在作業(yè)時刻因為交變應力招致在觸摸面上或觸摸面的亞外表處構(gòu)成的疲憊裂紋而構(gòu)成失效.裂紋開端構(gòu)成時；其外表損傷甚微或許看不出來；直到進程的最終時間；裂紋和脫落就體現(xiàn)得很顯著.
軸承在接受載荷時；翻滾體和滾道之間彼此揉捏；在觸摸部位接近區(qū)域發(fā)作變形和應力；因為觸摸面很.詞乖睪剎惶螅喚喲ビασ部贍芟嗟貝.一般；翻滾軸承內(nèi)的觸摸應力在2000 4000MPa之間.觸摸應力決議了軸承的靜承載才能；對軸承的靜承載才能首要有觸摸面間的壓應力散布；獨特是剪切應力散布的影響.若翻滾體在觸摸外表滾過；外表下平行于翻滾方向的切應力將按交變應力改動.在某一深度其振幅到達最大值；稱其為最大動態(tài)切應力.最大動態(tài)切應力對觸摸疲憊裂紋的發(fā)作和擴大起首要效果；而最大動態(tài)切應力對觸摸外表下的塑性變形起首要效果.當圓柱滾棒經(jīng)過滾道外表時；對亞外表剪切應力場的影響以圖解方式自右至左示于下圖.
當滾棒從方位1滾到方位3的進程中；在方位2的應力場自行回轉(zhuǎn)；這種回轉(zhuǎn)正是促進軸承損壞的首要要素.因為剪切應力從＋τ2y變?yōu)?τ2y；因此其最大剪切應力τmax的最大肯定值成為|2τ2y|；此值遠校最大剪切應力τmax大.
將上述的切應力理論應用到翻滾軸承上；軸承裝在輪軸上；內(nèi)圈簡直是不動的；而外圈和輪轂一同以相同高速的角速度旋轉(zhuǎn).一般情況下；軸上的載荷方向是不變的；這樣內(nèi)圈上有一點的受力最大；該點上發(fā)作的切應力τ0；在每一循環(huán)中(滾棒滾過此點)都比其它的點大；所以這點最早發(fā)作疲憊損壞.但關(guān)于轉(zhuǎn)變的外圈來說；接受切應力最大值τ0的點是改動的；并且外圈的周長較大；因此它的觸摸疲憊壽數(shù)要比內(nèi)圈長.相反；關(guān)于內(nèi)圈轉(zhuǎn)變；外圈固定的翻滾軸承；外圈比內(nèi)圈的壽數(shù)短.
一般；以下要素簡單招致疲憊裂紋起源于“外表”：
①腐蝕斑駁；操作刮痕；外表攙雜和外表壓痕能招致應力會集并招致起源于外表的翻滾觸摸疲憊；裂紋，
�、诠饣涣�.一般招致較小的外表不連續(xù)性缺點.例如脫落，
�、塾湍み_不到臨界厚度構(gòu)成軸承外表大面積的損傷.
從理論上講；滾棒軸承的載荷在滾道和滾棒上的散布是均勻的.但片狀脫落先起源于滾道；而不是起源于滾棒；這關(guān)于軸承的查看是很重要的.
2。旋轉(zhuǎn)匍匐
旋轉(zhuǎn)匍匐指的是壓合作內(nèi)套圈及與其合作的軸之間發(fā)作相對運動；這種失效也時有發(fā)作.旋轉(zhuǎn)匍匐多發(fā)作于軸承的內(nèi)套圈；它使整個設(shè)備的作業(yè)類似于一個沖突傳運設(shè)備；使軸承內(nèi)套圈的內(nèi)壁和軸的外表發(fā)作嚴峻的以刻痕為特征的擦傷表象；乃至呈現(xiàn)矮小的徑向擦傷.它的緣由在于：一方面設(shè)備使內(nèi)套圈上軸松動；一方面運用中載荷不正常嚴峻不平衡所構(gòu)成的塑性變形的成果；還有可能是軸肩與軸的中間線不筆直.
3。金屬粘著
金屬粘著是指從兩個滑動觸摸體的任一外表脫落下的物質(zhì)堆積或粘合在另一外表上；它是因為軸承觸摸面呈現(xiàn)嚴峻的相對滑動而發(fā)作的.其特色為兩觸摸面被焊合；這種失效局限于飽嘗劇烈滑動運動的觸摸面上；常常是不斷加重的.若任其開展；相繼而來的是兩個粘污面激烈沖突發(fā)作的損失熱平衡才能的失效.金屬因部分高溫變色；金屬的堆積愈加嚴峻.
發(fā)作滑動的緣由：一是光滑油脂蛻變或被污物及外來物質(zhì)污染而硬化的成果；致使?jié)L捧在保持架內(nèi)的轉(zhuǎn)變嚴峻受阻.光滑失效可能是保持架資料在滾道和翻滾體上發(fā)作粘著損傷的首要緣由.二是軸承內(nèi)的磨損已開展到足以使?jié)L棒歪斜或設(shè)備過松；致使其轉(zhuǎn)變中間線不與軸中間平行時；滾棒的滑動及隨之而來的粘污也就會發(fā)作.粘著是滾棒端面和保持架凸緣間滑動觸摸；以及它和滾道擋邊發(fā)作很大的端面沖擊載荷的成果.
4。軸承的磨損失效
盡管翻滾軸承是依據(jù)翻滾觸摸原型而描繪；沖突影響很.歡ニ鷚鸕鬧岢惺床蝗鶯鍪.它不只招致作業(yè)噪聲增大；并且使軸承作業(yè)帶來其他難題；使軸承壽數(shù)縮短.
構(gòu)成軸承發(fā)作磨損失效的緣由是光滑條件不合適；或許在觸摸區(qū)有污物；尖硬顆粒腐蝕性流體；或許在觸摸面上存在高速度的滑動觸摸.雜質(zhì)充任磨料的效果；在軸承外表磨下一些不必的鋼屑；因此更增加了研磨物質(zhì).一些堅固粗糙的顆粒劑壓于滾棒與滾道間；作業(yè)時會呈現(xiàn)內(nèi)套圈在軸上轉(zhuǎn)變.水；酸及其他腐蝕液(包含光滑劑蛻變所構(gòu)成的腐蝕劑)所發(fā)作的磨損失效；一般以紅褐色的覆蓋層及廣泛滾道外表上的細小腐蝕坑為特色.機輪離地近；簡單吸附各種雜質(zhì)；所以磨損失效是許多的.
5。變形失效
軸承因為過載包含部分過載而使觸摸面發(fā)作塑性屈從；稱為塑性變形失效，軸承的塑性變形對軸承作業(yè)情況的首要影響實質(zhì)上是幾許變形.所以軸承獨特不能接受過載；沖擊載荷及振蕩(獨特當軸承未作業(yè)時).如飛機在著陸進程中；過大的沖擊載荷所發(fā)作的一種永世變形；這類壓痕和凹陷在滾道上的散布必定與滾珠的散布有必定的對應聯(lián)系；在軸承的分化進程中是能夠觀察到的表象.
軟化則是在翻滾軸承中另一種塑性變形表象.因為軸承內(nèi)部發(fā)作的熱量大于放出的熱量；然后招致不穩(wěn)定的熱平衡；作業(yè)溫度的升高；將會招致光滑劑的蛻變失效；軸承咬合以及鋼材的軟化；使疲憊壽數(shù)下降.構(gòu)件嚴峻的熱軟損壞；有時可依據(jù)變色和明顯塑性變形的描摹加以辨認.
三、加強對軸承的科學保護
(a)遵循防止為主的政策
對軸承的保護；關(guān)鍵是要采納防止為主的政策.假設(shè)軸承在運用壽數(shù)期內(nèi)發(fā)作失效；務必要找出失效的緣由；并且提出消除與操控這種失效的辦法；做好防止作業(yè).其次；在軸承的失效進程中；往往是一個組件失效后；或許一種失效方式發(fā)作后；軸承還在持續(xù)非正常作業(yè)作業(yè)并引發(fā)其他失效方式；使很多機件一起遭到損壞；在比擬復雜的情況下簡單引發(fā)更大的事端.所以；對每一種失效方式都要注重.一旦發(fā)現(xiàn)軸承的一種失效；要及時進行替換；以防止事端的開展.
(b)運用科學的辦理手法；擬定最優(yōu)的保護計劃
修理辦理是一個體系的工程；在這個進程中咱們要貫策防止為主的政策和以可靠性為中間的修理思維.修理辦理是一動態(tài)的進程；在這個進程中；要把咱們的豐厚的修理經(jīng)歷與修理理論相結(jié)合；上升到一個更高的層次；擬定出最優(yōu)的修理計劃.這樣才不只使咱們的每一架單機的修理質(zhì)量進步；并且有益于整個機群的保護質(zhì)量的進步.
例如8913飛機前輪軸承的難題.因為機輪尺度.種岢欣氳睪芙輝詰孛婊艿墓討瀉莧菀孜剿輝又實任錚輝儆捎諼以悍尚屑蘋奶氐�；染|蓿緩羆俚齲皇溝梅苫３奔浣銑ぃ蝗蠡菀妝溆�；变�.軸承在長時刻停止作業(yè)的進程中光滑情況較差；軸承的作業(yè)環(huán)境異常的惡劣.我院的飛機首要用于飛翔教育練習；起落次數(shù)多；受沖擊載荷的頻率高；機場環(huán)境差.從對此飛機軸承的痕跡特征來剖析；從前發(fā)作多種失效方式.每一種失效方式在其他軸承上都有過發(fā)作；只不過往往是以單一的方式發(fā)作；銹跡和紅褐色的物質(zhì)標明軸承過度磨損；發(fā)作Fe2O3細小顆粒；有疲憊脫落痕跡.因為磨損今后空隙較大；滾棒發(fā)作嚴峻歪斜；發(fā)作滑動沖突；發(fā)作很多的熱；并發(fā)作金屬搬運和粘著；外滾道上有滾棒散布共同的歪斜壓痕標明；軸承在滾棒歪斜今后接受了較大的沖擊載荷；發(fā)作塑性變形.依據(jù)這一情況擬定了合理的修理計劃.
①守時作廢光滑脂；時刻距離為日歷時刻半年
這種辦法；最低極限地保證了機群內(nèi)一切飛機輪軸的光滑和衛(wèi)生情況杰出；也一起對軸承的情況進行查看.理論證明；這是很有用；本錢最低的辦法.
②加強飛機停放時刻的保護保護作業(yè).把停放時刻對軸承的保護作為作業(yè)飛機的一個重要項目.在作業(yè)飛機時；拖動飛機；使軸承的光滑情況杰出.
�、蹖S承定時擬定了更全面的查看項目；一致查看的規(guī)范；一旦發(fā)現(xiàn)軸承失效；及時替換.
要點對常見毛病方式的查看.飛機壽數(shù)現(xiàn)已進入晚年時間；疲憊失效變的很顯著；很簡單地發(fā)現(xiàn)外滾道上呈現(xiàn)了疲憊脫落.由前面的剖析咱們可知；外滾道的疲憊壽數(shù)比內(nèi)滾道大；若是外滾道也呈現(xiàn)疲憊脫落；闡明現(xiàn)已完全到達了軸承的疲憊壽數(shù)；要及時替換軸承及輪轂.還例如；加強對外圈座的查看.盡管它不歸于軸承；可是它與輪轂一體是由鋁合金制作；受光滑脂氧化的酸性物質(zhì)影響；腐蝕比其他地方嚴峻得多.因為受著陸；俄然加快等沖擊載荷的效果；簡單決裂；使軸承外滾道松脫；構(gòu)成中間線失調(diào)；對軸承作業(yè)的影響很大.再例如；因為飛翔中起落頻率高；加強對變形失效的查看也是一個要點；獨特飛機發(fā)作重著落今后.
(c)理論作業(yè)中的注意事項.
理論作業(yè)中除了要按保護作業(yè)單的內(nèi)容完結(jié)對軸承的查看和保護以外；還有一些獨特要注意的事項：
�、賹S承在光滑前要進行完全的衛(wèi)生；不要留下殘留物.因為軸承離地很近；軸承很簡單有外來的雜質(zhì)；還有磨損的產(chǎn)品及光滑脂氧化的酸性物質(zhì)；以及水分都必須要鏟除潔凈.因為軸承在易揮發(fā)的溶劑中清除后；水分會很快地凝結(jié)在外表；抹上油脂后很難揮發(fā)掉；并且招致對鋼的腐蝕；所以在光滑前要吹除水分.
�、诜乐刮廴疚�.軸承的查看和保護要在潔凈的作業(yè)臺上進行；不要在地上進行；防止外界物質(zhì)進入.一起還要防止軸承飽嘗摔打.
�、壅_的光滑.運用飛機廠家規(guī)則商標和等級的光滑脂；光滑脂的量要占殼體空間的1／3 1／2.
�、苷_設(shè)備軸承；不要強裝.設(shè)備不要過緊；但也不要太松；防止軸向游隙過大.
�、葑骱蔑w機的減震體系的保護；保證飛機有杰出的減震功能.飛機在著陸；滑跑進程中都會遭到?jīng)_擊載荷和振蕩.保證處于合適的減震作業(yè)條件是很重要的.
�、菡_的運用飛機；培育學生的安全意識；防止飛機重著落.
總歸；只需咱們用認真的情緒；科學的辦法；對軸承毛病進行剖析；不斷進步修理技能和辦理水平；能極大地保證咱們飛翔練習機群的質(zhì)量；保證飛翔安全.
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