Характерные неисправности вспомогательных узлов и агрегатов гтд
1.8. Характерные неисправности вспомогательных узлов и агрегатов ГТД
Детали приводов
Основными повреждениями деталей приводов являются:
- неравномерный или повышенный износ;
- выкрашивание материала;
- локальный перегрев;
- попадание стружки и других твердых частиц в каналы и на трущиеся поверхности.
Выкрашивание носит усталостный характер, обуславливаемый действием высоких контактных напряжений в поверхностных слоях зубьев. Этому процессу способствуют:
- неравномерное распределение нагрузки по ширине зуба;
- прижоги поверхности при шлифовании;
Рекомендуемые материалы
- искажение профиля зуба при эксплуатации;
- охрупчивание поверхности при неверной термообработке.
К основным причинам разрушения зубьев относятся:
- недостаточная прочность материала;
- высокий уровень вибраций;
- отступление от ТУ при изготовлении;
- износ зубьев;
- заклинивание при недостаточных зазорах и попадании посторонних предметов.
Основными методами диагностирования повреждений являются:
- спектральный анализ масла;
- виброакустический метод.
Валы
Для валов применяются азотируемые (38ХМЮА, 40ХН2МА), цементуемые (12Х2НВФА), конструкционные (13Х11Н2В2МФ, 15Х12Н2МВФАБ), жаропрочные (10Х11Н20ТЗФ) стали и жаропрочные сплавы (ХН68ВМТЮК, ХН77ТЮР).
В процессе доводки на валах обычно появляются дефекты, связанные с переменными нагрузками, вызывающими усталостные поломки валов и изнашивание шлиц.
Появляются трещины на трансмиссионном валу (материал 13Х11Н2В2МФ), вызванные повреждениями от приварки точечной сваркой фольги крепления проводов для термометрирования. Усталостная трещина, начинающаяся от внутренней фаски отверстия, выполненного для прокладки проводов. Микроструктура сплава - сорбитная, нормальная для стали 13Х12Н2Б2МФ. У отверстия по месту приварки фольги обнаруживают изменение микроструктуры и повышенную травимость, что указывает на наличие трооститной структуры. Повреждения от точечной сварки могут снижать предел выносливости материала в несколько раз.
Имеются разрушения вала от повреждения, вызванного грубым шлифованием припуска под балансировку. Регламентирование режимов и задание равномерного съема материала на полуокружности вала исключает появление подобного дефекта. Для повышения надежности валов вводят их упрочнение методом алмазного выглаживания и дробеструйной обработки (шлицы).
Отмечают разрушение вала с началом от внутренней поверхности в месте перехода конической части в цилиндрическую.
Зубчатые колеса
Обычно зубчатые колеса выполняют из сталей: 12Х2Н4А; 12Х2НВФА; 13Х3НВМ2ФА, подвергая цементации или азотированию зубья и ободья. Большинство нагруженных зубчатых колес коррегируют с целью увеличения их прочности и долговечности. Иногда зубчатые колеса подвергают дробеструйной или другой упрочняющей обработке или электрополированию. Дробеструйная обработка создает благоприятные сжимающие напряжения, электрополирование снижает шероховатость и обеспечивает более равномерное нагружение зуба благодаря фланкированию и бомбированию профилей, а также способствует надежному выявлению шлифовочных прижогов.
Силовые зубчатые колеса часто имеют специальную выкружку, очерченную увеличенным радиусом и обычно не шлифуемую после термообработки во избежание появления прижогов в опасном сечении у корня зуба.
Наиболее характерные дефекты зубчатых колес в процессе доводки: усталостные поломки зубьев и обода, скол зубьев, выкрашивание рабочих поверхностей в полюсе и у ножки зуба, заедание, изнашивание.
При усталостных поломках зубьев часто наблюдается подслойное разрушение, когда трещина зарождается не на поверхности, а под упрочненным слоем. Это определяется соотношением изгибных напряжений и предела выносливости материала на поверхности и под слоем.
Меры устранение усталостных поломок:
1) отстройка колес от резонансных частот, уменьшение нагрузок, повышение точности изготовления;
2) ужесточение контроля;
3) введение предохранительных муфт на агрегатах;
4) упрочнение поверхности (дробеструйная обработка).
Для уменьшения выкрашивания, заедания и изнашивания можно рекомендовать следующее: уменьшение нагрузки; повышение точности; снижение шероховатости профилей зубьев (виброшлифование); фланкирование и бомбирование; упрочнение зубьев наклепом; при местном выкрашивании по краям зубьев - уменьшение перекосов.
Целесообразно также вводить в масло антифрикционные присадки.
Таким образом, ресурс зубчатых колес определяется в основном их сопротивлением усталости и контактной выносливостью зубьев.
Трубопроводы
Трубопроводы подвержены повреждениям типа вмятин, надрезов, местного износа. При неправильном монтаже возможны трещины от вибрации, скручивания, местный износ. Часть трещин возникает в местах сварных швов и коррозионных повреждений. Возможны разрывы резиновых и бронированных шлангов, особенно в местах заделки.
Основные неисправности выявляются визуально-оптическим методом.
Корпус и узлы подвески
В местах приложения концентрированной нагрузки возможна деформация несущих элементов. Наличие овальности и фреттинг-коррозии на посадочных местах свидетельствует о нежелательной вибрации, перемещении сопрягаемых деталей.
Неравномерный износ лабиринтного уплотнения свидетельствует о деформации корпуса и разбалансировке ротора.
Повышенный односторонний износ уплотнительных покрытий со смещением в осевом направлении указывает на общую деформацию корпуса двигателя, возникшую при полетах с большими перегрузками.
Корпуса, опоры, оболочки
Материалы, применяемые для корпусных деталей: магниевые сплавы ВМЛЗ, МЛ11; алюминиевый сплав Д16Т; титановые сплавы ОТ4, ВТ20; сталь 10Х11Н20Т3Р; жаропрочные сплавы ХН77ТЮР, ХН45МВТЮБР, ХН60ВТ.
Дефектом оболочек является потеря устойчивости, приходящая под действием изгиба, сжатия, давления или кручения. Может происходить общая потеря устойчивости между ребрами.
На кожухе задней опоры, в местах приварки точечной сваркой усиливающих накладок обнаруживаются усталостные трещины, исходящие из сварных точек.
Рекомендация для Вас - Технолгия добычи нефти.
Причина дефекта - вибрации кожухов и пониженный предел выносливости материала с наличием точечной сварки и повышенным уровнем статистической напряженности, возникающей из-за неудовлетворительной компенсации температурных расширений.
Усталостные трещины наблюдаются на титановых лопатках выхлопного устройства.
После циклического испытания обнаруживают трещину в направлении от кромки плиты камеры сгорания к окну подвода воздуха в форсунку.
Причина дефекта - высокие термические напряжения, вызванные неравномерным нагревом кромок плиты.
На лентах демпферного пакета опоры в уголке штамповочного паза появляются трещины с началом у радиуса шпоночного паза. Наблюдается подрез материала ленты и ее утончение до 0,05…0,1 мм. Причины дефекта - отсутствие фасок по шпоночному пазу, подрез материала ленты с утончением при снятии заусенцев.
Таким образом, ресурс работы опор, корпусов и оболочек определяется длительной прочностью, ползучестью, сопротивлением усталости, устойчивостью.
