Вы здесь

Термоімпульсні технології очистки поверхонь деталей агрегатів авіаційних двигунів.

Автор: 
Жданов Олександр Андрійович
Тип работы: 
Дис. канд. наук
Год: 
2004
Артикул:
3404U000054
99 грн
(320 руб)
Добавить в корзину

Содержимое

РАЗДЕЛ 2. Исследование поверхностей образцов и деталей авиационных агрегатов
Обеспечение промышленной чистоты авиационных агрегатов в произ­водстве и
эксплуатации в значительной степени зависит от определения ис­точников
загрязнения. Известно, что подавляющее количество загрязняющих частиц имеют
размером менее 5мкм [82,121]. На рис. 2.1 показан график рас­пределения частиц
по размерам согласно ГОСТ 17216-71(6-й класс чистоты). В то же время установлен
факт постепенного увеличения концентрации час­тиц в рабочих жидкостях в
процессе эксплуатации, не удерживаемых борто­выми фильтрами, на порядок и
более. При этом статистика отказов показы­вает, что основная доля приходится на
превышение норм по массовой концен­трации, а не по размерам неотфильтрованных
частиц [121]. На рис. 2.2 пока­зана зависимость наработки на отказ золотниковых
агрегатов и гидронасосов от класса чистоты рабочих жидкостей. В результате
контрольных проверок чистоты авиационных агрегатов после традиционной очистки
было установ­лено наличие металлических частиц (см. Приложение 1).
В отечественном машиностроении существует понятие “установив­шейся“ или
“равновесной“ шероховатости, которая образуется при эксплуа­тации машин в
процессе износа пар трения и не соответствует шероховатости заданной в
чертежах. Это обстоятельство иногда ставит под сомнение эффек­тивное влияние
заданной шероховатости поверхностей деталей на эксплуата­ционные характеристики
машин[41,107]. Устранение неконтролируемого из­менения микрорельефа
поверхностей трущихся пар позволяет в конечном итоге прогнозировать ресурс и
надежность изделий машиностроения. Работы по созданию износостойкого
микрорельефа ведут во многих высокоразвитых в промышленном отношении
странах[12,138]. Например, в соответствии со стандартом DIN 4776, действующим в
западноевропейских странах, контро­лируют кроме параметров микрогеометрии
поверхности форму профиля. Используя кривую Аббота – Файерстоуна, можно
выделить следующие элементы профиля шероховатости: усредненную высоту выступов,
быстроизнашивающуюся в начальный период эксплуатации; глубину неровностей
профиля поверхности, являющуюся основой профиля поверхности длительное время
находящуюся в работе, и оказывающую основное влияние на срок службы изделия;
усредненную глубину впадин, определяющих смазывающую способность поверхности
(см. рис.2.3). Определение характеристик профиля шероховатости позволяет на
стадии изготовления сформировать функционально необходимый микрорельеф
поверхностей (получить износоустойчивый профиль) и избежать их интенсивного
износа в эксплуатации, а значит, и загрязнения гидравлических систем [12 ].
Рис.2.1. Количество частиц по размерам
Рис.2.2. Изменение наработки Т от класса чистоты жидкостей (1,2-зависимости с
учетом превышения норм по массовой концентрацииУправляемое формирование микрорельефа поверхностей несомненно позволяет
уменьшить загрязнения систем продуктами износа при эксплуатации изделий, однако
из производственного опыта известно, что в процессе выполнения мероприятий по
их очистке после механических видов обработки фиксируются металлические частицы
[29,48]. Это обстоятельство требует подробного изучения поверхностного слоя
деталей с целью выявления наличия частиц, поскольку оно является основным
фактором как при обеспечении промышленной чистоты, так и при разработке
технологии изготовления деталей.
Рис.2.3. Профилограмма(а) и кривая Аббота-Файерстоуна (б). Rpk
-быстро-изнашивающаяся часть профиля; Rk - часть профиля при длительной
эксплуатации; Rvk - усредненная глубина впадин профиля, удерживающих смазку
Учитывая важность и ответственность, а также высокую стоимость деталей,
эксперименты проводили на специально разработанных образцах, шероховатость
которых соответствует шероховатости деталей выпускаемых изделий. Целью данных
экспериментальных исследований является определение наличия микрочастиц и
характера их связи с поверхностями образцов, изучение поведения материала
образцов при обработке, а также выявление закономерностей удаления частиц и
микрозаусенцев с очищаемой поверхности. Поскольку детали, подвергаемые очистке,
и свойства их материалов весьма разнообразны, то для моделирования процессов
термоимпульсной очистки необходимо разработать методику и план проведения
экспериментов, свойства которых должны быть хотя и идеализированы, но
соответствовать практической картине. Перенос результатов лабораторных
экспериментов в практические знания помогут в выборе параметров процесса при
минимальных затратах.
2.1. Методика проведения эксперимента
Эксперимент выполняют следующим образом. Изготовливают образцы для исследования
поверхностного слоя после механических видов обработки в виде цилиндров
диаметром 25 мм и длиной 30 мм из стали 45 с шероховатостью цилиндрической
части от 4-го по 12-й класс, включительно. Для образцов использовать среднюю
часть штанги проката, чтобы обеспечить однородность исходной микроструктуры
материала. Сталь 45 относится к классу сталей, упрочняемых поверхностной
закалкой, поэтому при термоимпульсной обработке можно проверить влияние новой
технологии на микроструктуру поверхностного слоя материала детали. Каждый
образец должен иметь свой паспорт, в котором фиксируют обозначение, марку
материала, вид и режимы механической обработки, измерения шероховатости,
микротвердости, а также сведения о технологических загрязнениях.
Образцы готовить к исследованиям следующим образом. Произвести маркировку,
затем образец детали разделить вдоль образующей на две части, снять
профилограммы профилограф