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TB飞机起落架机轮轴承失效的缘由剖析及保护
来源:海力轴承网 时间:2014-10-27
B8913号TB20飞机在履行本场起落练习进程中；飞翔教员发现飞机着陆滑跑；起飞滑跑及起飞今后；飞机发作剧烈的颤动乃至于越来越剧烈；构成飞机滑跑艰难.几个起落今后；飞翔教员决断采纳办法；退出飞翔练习.经机务人员查看发现：前机轮轴承因为高温而熔化咬死；股动轮轴旋转；轮轴与轮叉发作滑动干冲突；发作的热量将轮轴和轮叉有些熔化；发作宏大的变形；机轮组件简直从轮叉上掉落.因为飞翔教员决断的选择；才防止了一场安全事端的发作.由此可见；机轮轴承不只用来支承机轮；引导机轮的旋转方向；减小转变进程中的冲突；并接受机轮和轮轴之间的各种载荷.并且；轴承对飞机的作业功能、寿数、各项经济指标及可靠性都有很大影响；乃至在某些情况下也会构成飞翔安全事端.
一、轴承的根本布局及受力剖析
TB飞机机轮轴承为铁姆肯(Timken)公司出产的圆锥形轴承；它由四有些组成：内滚道、外滚道、圆锥滚棒和保持架.正常情况下；内滚道、外滚道和滚棒接受载荷；而保持架使滚棒彼此均匀地离隔；防止彼此磕碰和冲突；并使每个滚棒均匀和轮番地接受持平的载荷.内滚道、滚棒和保持架合称为滚道组件.一般它和外滚道是可分的(外滚道固定在可分化的轮毂上的)；使设备轴承比拟便利.
轴承选用低碳钢；经外表渗碳处置；它使轴承有合适的硬度；抗疲惫、忍性的归纳功能.正常运用情况下；轴承的最大温度范围在120-150℃；短时温度可达175℃；最大周期触摸应力在2100～3100MPa；而保持架一般用低碳钢制成.
因为圆锥轴承的几许特色及描绘特色；它能够接受经向和轴向的归纳载荷.外滚道与轴承中间线的夹角越大；能接受的轴向推力和经向推力的比值越大；滚棒和滚道的触摸线越长；那么接受载荷的才能越强.飞机处于不一样的作业情况；轴承的受力情况不一样：
1。飞机处于停止情况；轴承首要接受停止载荷.飞机的重力发作的停载荷 P经过轴承的滚棒传递给外滚道；即轮毂.P可沿轴向分化为轴向力N和笔直于外滚道的力F.如图所示；P所发作的对外滚道的压力远大于P在这个轮子上的分力；对滚道施加很大的压强.
2。飞机在地上滑行时；首要也接受笔直载荷.因为地上的不肯定平坦；飞机的上下轰动的起伏大于飞机的重力.
3。着陆时；机轮接地的霎时首要首要是遭到宏大的停止笔直冲击载荷；继而机轮以很高的加快度加快到达与飞机相同的速度在地上滑跑.若是飞机发作了重着陆；轴承在未作业的情况下接受这种冲击载荷的损害是很大的.若是飞机带侧滑接地；如侧风较大的时分；机轮还要遭到较大的侧向载荷；机轮遭到侧向冲突力时；因为惯性效果；飞机有向一侧歪斜的趋势.因此效果在外侧轴承上的笔直载荷和侧向载荷要比内侧的大.
二、轴承常见的毛病方式
l。翻滚触摸疲惫
翻滚触摸疲惫所招致的失效；是指轴承在作业时刻因为交变应力招致在触摸面上或触摸面的亚外表处构成的疲惫裂纹而构成失效.裂纹开端构成时；其外表损伤甚微或许看不出来；直到进程的最终时间；裂纹和脱落就体现得很显着.
轴承在接受载荷时；翻滚体和滚道之间彼此揉捏；在触摸部位接近区域发作变形和应力；因为触摸面很.词乖睾刹惶螅唤哟ビασ部赡芟嗟贝.一般；翻滚轴承内的触摸应力在2000 4000MPa之间.触摸应力决议了轴承的静承载才能；对轴承的静承载才能首要有触摸面间的压应力散布；独特是剪切应力散布的影响.若翻滚体在触摸外表滚过；外表下平行于翻滚方向的切应力将按交变应力改动.在某一深度其振幅到达最大值；称其为最大动态切应力.最大动态切应力对触摸疲惫裂纹的发作和扩大起首要效果；而最大动态切应力对触摸外表下的塑性变形起首要效果.当圆柱滚棒经过滚道外表时；对亚外表剪切应力场的影响以图解方式自右至左示于下图.
当滚棒从方位1滚到方位3的进程中；在方位2的应力场自行回转；这种回转正是促进轴承损坏的首要要素.因为剪切应力从＋τ2y变为-τ2y；因此其最大剪切应力τmax的最大肯定值成为|2τ2y|；此值远校最大剪切应力τmax大.
将上述的切应力理论应用到翻滚轴承上；轴承装在轮轴上；内圈简直是不动的；而外圈和轮毂一同以相同高速的角速度旋转.一般情况下；轴上的载荷方向是不变的；这样内圈上有一点的受力最大；该点上发作的切应力τ0；在每一循环中(滚棒滚过此点)都比其它的点大；所以这点最早发作疲惫损坏.但关于转变的外圈来说；接受切应力最大值τ0的点是改动的；并且外圈的周长较大；因此它的触摸疲惫寿数要比内圈长.相反；关于内圈转变；外圈固定的翻滚轴承；外圈比内圈的寿数短.
一般；以下要素简单招致疲惫裂纹起源于“外表”：
①腐蚀斑驳；操作刮痕；外表搀杂和外表压痕能招致应力会集并招致起源于外表的翻滚触摸疲惫；裂纹，
②光滑不良.一般招致较小的外表不连续性缺点.例如脱落，
③油膜达不到临界厚度构成轴承外表大面积的损伤.
从理论上讲；滚棒轴承的载荷在滚道和滚棒上的散布是均匀的.但片状脱落先起源于滚道；而不是起源于滚棒；这关于轴承的查看是很重要的.
2。旋转匍匐
旋转匍匐指的是压合作内套圈及与其合作的轴之间发作相对运动；这种失效也时有发作.旋转匍匐多发作于轴承的内套圈；它使整个设备的作业类似于一个冲突传运设备；使轴承内套圈的内壁和轴的外表发作严峻的以刻痕为特征的擦伤表象；乃至呈现矮小的径向擦伤.它的缘由在于：一方面设备使内套圈上轴松动；一方面运用中载荷不正常严峻不平衡所构成的塑性变形的成果；还有可能是轴肩与轴的中间线不笔直.
3。金属粘着
金属粘着是指从两个滑动触摸体的任一外表脱落下的物质堆积或粘合在另一外表上；它是因为轴承触摸面呈现严峻的相对滑动而发作的.其特色为两触摸面被焊合；这种失效局限于饱尝剧烈滑动运动的触摸面上；常常是不断加重的.若任其开展；相继而来的是两个粘污面激烈冲突发作的损失热平衡才能的失效.金属因部分高温变色；金属的堆积愈加严峻.
发作滑动的缘由：一是光滑油脂蜕变或被污物及外来物质污染而硬化的成果；致使滚捧在保持架内的转变严峻受阻.光滑失效可能是保持架资料在滚道和翻滚体上发作粘着损伤的首要缘由.二是轴承内的磨损已开展到足以使滚棒歪斜或设备过松；致使其转变中间线不与轴中间平行时；滚棒的滑动及随之而来的粘污也就会发作.粘着是滚棒端面和保持架凸缘间滑动触摸；以及它和滚道挡边发作很大的端面冲击载荷的成果.
4。轴承的磨损失效
尽管翻滚轴承是依据翻滚触摸原型而描绘；冲突影响很.欢ニ鹨鸬闹岢惺床蝗莺鍪.它不只招致作业噪声增大；并且使轴承作业带来其他难题；使轴承寿数缩短.
构成轴承发作磨损失效的缘由是光滑条件不合适；或许在触摸区有污物；尖硬颗粒腐蚀性流体；或许在触摸面上存在高速度的滑动触摸.杂质充任磨料的效果；在轴承外表磨下一些不必的钢屑；因此更增加了研磨物质.一些坚固粗糙的颗粒剂压于滚棒与滚道间；作业时会呈现内套圈在轴上转变.水；酸及其他腐蚀液(包含光滑剂蜕变所构成的腐蚀剂)所发作的磨损失效；一般以红褐色的覆盖层及广泛滚道外表上的细小腐蚀坑为特色.机轮离地近；简单吸附各种杂质；所以磨损失效是许多的.
5。变形失效
轴承因为过载包含部分过载而使触摸面发作塑性屈从；称为塑性变形失效，轴承的塑性变形对轴承作业情况的首要影响实质上是几许变形.所以轴承独特不能接受过载；冲击载荷及振荡(独特当轴承未作业时).如飞机在着陆进程中；过大的冲击载荷所发作的一种永世变形；这类压痕和凹陷在滚道上的散布必定与滚珠的散布有必定的对应联系；在轴承的分化进程中是能够观察到的表象.
软化则是在翻滚轴承中另一种塑性变形表象.因为轴承内部发作的热量大于放出的热量；然后招致不稳定的热平衡；作业温度的升高；将会招致光滑剂的蜕变失效；轴承咬合以及钢材的软化；使疲惫寿数下降.构件严峻的热软损坏；有时可依据变色和明显塑性变形的描摹加以辨认.
三、加强对轴承的科学保护
(a)遵循防止为主的政策
对轴承的保护；关键是要采纳防止为主的政策.假设轴承在运用寿数期内发作失效；务必要找出失效的缘由；并且提出消除与操控这种失效的办法；做好防止作业.其次；在轴承的失效进程中；往往是一个组件失效后；或许一种失效方式发作后；轴承还在持续非正常作业作业并引发其他失效方式；使很多机件一起遭到损坏；在比拟复杂的情况下简单引发更大的事端.所以；对每一种失效方式都要注重.一旦发现轴承的一种失效；要及时进行替换；以防止事端的开展.
(b)运用科学的办理手法；拟定最优的保护计划
修理办理是一个体系的工程；在这个进程中咱们要贯策防止为主的政策和以可靠性为中间的修理思维.修理办理是一动态的进程；在这个进程中；要把咱们的丰厚的修理经历与修理理论相结合；上升到一个更高的层次；拟定出最优的修理计划.这样才不只使咱们的每一架单机的修理质量进步；并且有益于整个机群的保护质量的进步.
例如8913飞机前轮轴承的难题.因为机轮尺度.种岢欣氲睾芙辉诘孛婊艿墓讨泻苋菀孜剿辉又实任铮辉儆捎谖以悍尚屑苹奶氐悖蝗缃蓿缓罴俚龋皇沟梅苫３奔浣铣ぃ蝗蠡菀妆溆玻槐渲.轴承在长时刻停止作业的进程中光滑情况较差；轴承的作业环境异常的恶劣.我院的飞机首要用于飞翔教育练习；起落次数多；受冲击载荷的频率高；机场环境差.从对此飞机轴承的痕迹特征来剖析；从前发作多种失效方式.每一种失效方式在其他轴承上都有过发作；只不过往往是以单一的方式发作；锈迹和红褐色的物质标明轴承过度磨损；发作Fe2O3细小颗粒；有疲惫脱落痕迹.因为磨损今后空隙较大；滚棒发作严峻歪斜；发作滑动冲突；发作很多的热；并发作金属搬运和粘着；外滚道上有滚棒散布共同的歪斜压痕标明；轴承在滚棒歪斜今后接受了较大的冲击载荷；发作塑性变形.依据这一情况拟定了合理的修理计划.
①守时作废光滑脂；时刻距离为日历时刻半年
这种办法；最低极限地保证了机群内一切飞机轮轴的光滑和卫生情况杰出；也一起对轴承的情况进行查看.理论证明；这是很有用；本钱最低的办法.
②加强飞机停放时刻的保护保护作业.把停放时刻对轴承的保护作为作业飞机的一个重要项目.在作业飞机时；拖动飞机；使轴承的光滑情况杰出.
③对轴承定时拟定了更全面的查看项目；一致查看的规范；一旦发现轴承失效；及时替换.
要点对常见毛病方式的查看.飞机寿数现已进入晚年时间；疲惫失效变的很显着；很简单地发现外滚道上呈现了疲惫脱落.由前面的剖析咱们可知；外滚道的疲惫寿数比内滚道大；若是外滚道也呈现疲惫脱落；阐明现已完全到达了轴承的疲惫寿数；要及时替换轴承及轮毂.还例如；加强对外圈座的查看.尽管它不归于轴承；可是它与轮毂一体是由铝合金制作；受光滑脂氧化的酸性物质影响；腐蚀比其他地方严峻得多.因为受着陆；俄然加快等冲击载荷的效果；简单决裂；使轴承外滚道松脱；构成中间线失调；对轴承作业的影响很大.再例如；因为飞翔中起落频率高；加强对变形失效的查看也是一个要点；独特飞机发作重着落今后.
(c)理论作业中的注意事项.
理论作业中除了要按保护作业单的内容完结对轴承的查看和保护以外；还有一些独特要注意的事项：
①对轴承在光滑前要进行完全的卫生；不要留下残留物.因为轴承离地很近；轴承很简单有外来的杂质；还有磨损的产品及光滑脂氧化的酸性物质；以及水分都必须要铲除洁净.因为轴承在易挥发的溶剂中清除后；水分会很快地凝结在外表；抹上油脂后很难挥发掉；并且招致对钢的腐蚀；所以在光滑前要吹除水分.
②防止污染物.轴承的查看和保护要在洁净的作业台上进行；不要在地上进行；防止外界物质进入.一起还要防止轴承饱尝摔打.
③正确的光滑.运用飞机厂家规则商标和等级的光滑脂；光滑脂的量要占壳体空间的1／3 1／2.
④正确设备轴承；不要强装.设备不要过紧；但也不要太松；防止轴向游隙过大.
⑤作好飞机的减震体系的保护；保证飞机有杰出的减震功能.飞机在着陆；滑跑进程中都会遭到冲击载荷和振荡.保证处于合适的减震作业条件是很重要的.
⑤正确的运用飞机；培育学生的安全意识；防止飞机重着落.
总归；只需咱们用认真的情绪；科学的办法；对轴承毛病进行剖析；不断进步修理技能和办理水平；能极大地保证咱们飞翔练习机群的质量；保证飞翔安全.
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