close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

код для вставкиСкачать
УДК 519.246.539.3/4
ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ТРИБОДИАГНОСТИРОВАНИЯ
ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ГИДРОСИСТЕМ ПЕРСПЕКТИВНЫХ
ВЕРТОЛЕТОВ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ
Л.А. Шабалинская1, Е.С. Бубнова1, Л.В. Милинис1,
А.Л. Вайнпрес2, В.В. Тремаскин2, И.С. Петров2
1
Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова, г. Москва
2
ОАО Московский вертолетный завод имени М.Л. Миля
Проведено трибологическое исследование гидросистемы опытных образцов (ОП-1, ОП-2, ОП-3)
перспективного вертолета типа Ми-38-2 в процессе наземных и летных испытаний в период 2012-2014 гг.
Определены диапазоны рабочих значений диагностических параметров технического состояния ряда пар
трения гидросистемы перспективных вертолетов гражданской авиации.
Ключевые слова: трибодиагностирование, гидросистема, вертолет.
перспективного вертолета типа Ми-38-2,
содержащие
продукты
изнашивания.
Работавшим
маслом
являлась
гидравлическая жидкость – АМГ-10 ГОСТ
6794-75. Класс чистоты – 5, согласно ГОСТ
17216-2001.
Пробы масла были исследованы:
• на атомно-эмиссионном спектрометре
SPECTROIL М (SPECTRO Inc.) методом
ASTM D 6595 – 00;
• на аналитическом феррографе Т2FM
(SPECTRO Inc.) методом ASTM D 7690 –
11;
• на классификаторе формы и счетчике
частиц изнашивания LaserNet Fines-C (LNFC) методом ASTM D 6786 – 02.
Феррограммы
исследовались
на
бихроматическом микроскопе OLYMPUS
ВХ40.
3. Результаты и обсуждение
Для
анализа
результатов
было
проведено
сопоставление
данных
полученных методами: атомно-эмиссионной
спектроскопии, аналитической феррографии
и дисперсного анализа частиц износа при
использовании нормативной документации
по указанным в табл.1 материалам пар
трения [2].
С целью определения возможности
трибодиагностирования
технического
состояния
гидросистем
перспективных
вертолетов гражданской авиации было
проведено соотнесение данных полученных
вышеописанными методами исследования с
1. Введение
Работа направлена на обеспечение
раннего диагностирования технического
состояния гидросистемы перспективных
вертолетов (типа Ми-38-2) по параметрам
продуктов изнашивания в масле, или
трибодиагностирование.
Гидросистема данного типа вертолета
состоит из трех независимых гидросистем
работающих автономно:
гидросистема 1 (ГС-1) и гидросистема 2 (ГС2) – основные, они обеспечивают управление
вертолетом, производят уборку и выпуск
шасси и т.д.; гидросистема 3 (ГС-3) –
аварийная, отвечающая так же за тормозную
систему шасси и гидроупор.
Для выполнения поставленной цели
было
проведено
трибологическое
исследование
гидросистемы
опытных
образцов
(ОП-1,
ОП-2,
ОП-3)
перспективного вертолета типа Ми-38-2 в
процессе наземных и летных испытаний в
период с 2012-2014 гг.
2. Экспериментальная часть
Одним
из
объектов
данного
исследования
являлось
техническое
состояние наиболее ответственных в
эксплуатации пар трения гидросистемы
перспективного вертолета ГА типа Ми-38-2,
представленных в табл. 1.
Другим из объектов
исследования
являлись
пробы
работавшего
масла,
отобранные из гидросистем в процессе
наземных и летных испытаний опытных
образцов
(ОП-1,
ОП-2,
ОП-3)
58
данными трибологического исследования,
Приведенные данные свидетельствуют
представленных в табл. 2.
о процессе нормального изнашивания пар
Таблица 1. Сведения о парах трения гидросистемы перспективного вертолета типа Ми-38-2
№
1
Пара трения
Блок
цилиндров
Плунжер
2
Блок
цилиндров
Золотник
Блок
цилиндров
3
Вал
Башмак
4
5
Шайба
опорная
Подшипник
роликовый
Золотник
6
7
8
Цилиндр
Поршень
Цилиндр
Кольцо
уплотнительное 68
Цилиндр
Кольцо
уплотнитель
ное 013-01725-2-052
(2шт)
Материал
Покрытие
Насос НП137М1
Бронза БрОСН 10-2-3
ОСТ1 90054-72
Сталь 30Х3ВА-Ш
ТУ14-1-950-86
Бронза БрОСН 10-2-3
Серебрение
ОСТ1 90054-72
Сталь Х12Ф1-Ш
ГОСТ5950-2000
Сталь 30Х3ВА-Ш
ТУ14-1-950-86
Сталь 03Х11Н10М2Т-ВД
(ЭП678-ВД)
Бронза БрОСН 10-2-3
ОСТ1 90054-72
Сталь Х12Ф1-Ш
ГОСТ5950-2000
Сталь 8Х4В9Ф2-Ш
(ЭИ347-Ш)
ТУ14-1-2244-77
Характер
трения
Примечани
е
Скольжени
е
Втулки
плунжерны
х отверстий
Скольжени
е
Торец
Шлицевое
соединение
Серебрение
-
Скольжени
е
Пластина
на торце
Качение
Сталь Х12Ф1-Ш
ГОСТ5950-2000
Гидроаккумулятор 260-5301-200
Сталь 30ХГСА
Хромирование
Сталь 30ХГСА
Сталь 30ХГСА
Хромирование
Войлок технический
тонкошерстный марки ТС
по ГОСТ 288 - 72
Сталь 30ХГСА
Хромирование
Резина
ИРП-1353 МТА
-
трения.
Также
были
обнаружены
характерные частицы усиленного развития
процессов изнашивания, представленные на
рис.1.
Обнаруженные
частицы
микроскалывания [3] являются признаком
Скольжени
е
Скольжен
ие
Скольжен
ие
Цвет черный
ранней стадии усталостного изнашивания,
что, как правило, не сопровождается
визуально заметным эффектом питтинга или
отслаивания.
Данное явление может быть связанно с
процессом усталостного изнашивания в паре
59
трения подшипник роликовый (Сталь № 5 (табл.1) насоса НП137М1.
8Х4В9Ф2-Ш) – золотник (Сталь Х12Ф1-Ш),
Таблица 2. Соотнесение химических элементов и видов изнашивания с материалами
и типами пар трения гидросистемы перспективного вертолета типа Ми-38-2
Основной
химический
элемент пары
трения
Материал поверхности
трения
Сталь 30ХГСА
Сталь 30Х3ВА-Ш
Fe
Cu
Cr
Pb
Тело трения
Вид изнашивания
Поршень
гидроаккумулятора
Плунжер насоса; блок
цилиндров (из пары
трения 3)
При скольжении
(задир)
Вал насоса
Фреттинг
Сталь 03Х11Н10М2ТВД ЭП678-ВД
Сталь 8Х4В9Ф2-Ш
(ЭИ347-Ш)
Сталь Х12Ф1-Ш
Бронза БрОСН 10-2-3
ОСТ1 90054-72
Сталь 30ХГСА
(покрытие 100%)
Бронза БрОСН 10-2-3
ОСТ1 90054-72
Подшипник
роликовый
золотник
Блок цилиндров (из
пары трения 1)
Цилиндр
гидроаккумулятора
Блок цилиндров (из
пары трения 1)
При скольжении
(задир)
Усталостное
Усталостное
При скольжении
(задир)
При скольжении
(задир)
При скольжении
(задир)
вывод в условиях проведенной наработки и
количестве
отобранных
проб
не
предоставляется возможным.
Повышение
содержания
неметаллических частиц (резина, кремний,
волокна) свидетельствует о процессе
истирания в парах трения № 7-8 (табл. 1), а
также об истирании деталей, содержащих
кремний. При этом с учетом данных
феррографического
анализа
наиболее
интенсивно изнашивается уплотнительное
кольцо 013-017-25-2-052 (ИРП-1353 МТА),
т.е. резина марки ИРП-1353 МТА.
Как
показало
исследование,
проведенное по методу дисперсионного
анализа, проведенное на классификаторе
формы и счетчике частиц изнашивания LaserNet Fines-C (LNF-C), представленное в
табл.3,
наиболее
нагруженной
гидросистемой является ГС-3, что может
быть связано с работой еще одного
гидроаккумулятора – гидроаккумулятора в
системе торможения колес, находящегося с
ГС-3 в одной маслосистеме, поскольку
наблюдаются следующие явления:
Рис. 1. Микрофотография феррограммы
пробы масла АМГ-10, отобранной из ГС-2
вертолета типа Ми-38-2 с наработкой 9,3
часа (ОП-1) Вход феррограммы:
Увеличение: х1000. Примечание: сталь,
резина, размер частицы выкрашивания –
до 30 мкм, сферическая частица,
размером 5 мкм.
Повышение содержания хрома в
процессе наработки связано с изнашиванием
цилиндра гидроаккумулятора 260-5301-200 в
парах трения № 6-8 (табл. 1).
Приведенные
данные
могут
соответствовать
режиму
нормального
изнашивания, однако сделать определенный
60
1. Увеличенное содержания частиц
хрома в масле, отобранном из ГС-3 по
сравнению с маслом из ГС-1 и ГС-2;
2. Большое
количество
неметаллических частиц, предположительно
резины ИРП-1353 МТА.
Данные явления могут соответствовать
изнашиванию следующих пар трения:
• цилиндр гидроаккумулятора 2605301-200 (покрытие Х тв 48…80) –
уплотнительное
кольцо
68
(войлок
технический тонкошерстный марки ТС) (№ 7
табл. 1);
• цилиндр гидроаккумулятора –
уплотнительное кольцо 013-017-25-2-052
(ИРП-1353 МТА) (№ 8 табл. 1).
Сопоставление
результатов
исследования за период 2012-2014 гг.
показало, что основными диагностическими
параметрами в данном случае являются
рабочие
концентрации
химических
элементов износа, Cэ, г/т и концентрации
частиц износа по видам изнашивания, CCW,
CFW, CSSW, шт/мл.
Выявленные
диапазоны
рабочих
значений вышеуказанных диагностических
параметров представлены в табл. 3.
Таблица 3. Рабочие диапазоны значений ряда параметров продуктов изнашивания
гидросистемы вертолета типа Ми-38-2, полученные на атомно-эмиссионном
спектрометре Spectroil-M, классификаторе и счетчике частиц износа LaserNet
Fines C и прямопоказывающем феррографе PREDICT –DR
Место
отбора
проб
Концентрации химических
элементов, г/т:
Fe
Cu
Cr
Si
Концентрации частиц износа по видам
изнашивания, шт/мл:
CW*
SSW*
FW*
ГС-1
0÷0,4
0,1÷1,3
0,2÷0,3
5÷32,3
3,8÷78,9
2,9÷36
8,8÷91,8
ГС-2
0÷0,6
0,05÷1,5
0,2÷0,4
4,9÷52
2,4÷7,07
5,6÷10,8
8,33÷29,4
ГС-3
0÷0,3
0,1÷1,0
0,2÷0,5
4÷26,1
1,9÷38,2
5,1÷54,6
8,3÷279,6
Примечание:
*Cutting Wear – абразивный износ; *Fatigue Wear – усталостный износ;
*Severe Sliding Wear – интенсивный износ при трении скольжения.
Выводы
В
обеспечение
раннего
диагностирования технического состояния
гидросистемы перспективного вертолета
типа Ми-38-2 проведено трибологическое
исследование гидросистемы опытных
образцов (ОП-1, ОП-2, ОП-3) вертолета
Ми-38-2 в процессе наземных и летных
испытаний в период с 2012-2014 гг.
На
основании
сопоставления
результатов исследования 2012-2014 гг
определены диапазоны рабочих значений
диагностических параметров технического
состояния ряда пар трения гидросистемы
перспективных вертолетов гражданской
авиации.
Список литературы
1. Степанов
В.А.
Диагностика
технического
состояния
узлов
трансмиссий газотурбинных двигателей по
параметрам продуктов износа в масле. –
Рыбинск. «НПО САТУРН» - 2002г., 232 с.
2. Марочник сталей и сплавов. 2-е
изд., доп. и испр./ А.С. Зубченко, М.М.
Колосков, Ю.В. Каширский и др. Под
общей ред. А.С. Зубченко – М.:
Машиностроение, 2003. 784 с.: илл.
3. Dr. Jian Ding, Lubrosoft, Determining
fatigue wear using wear particle analysis tools
– Practicing oil analysis (9/2003).
61
RESEARCH OF POSSIBILITY OF TRIBODIAGNOSTIROVANIYA
OF TECHNICAL CONDITION OF HYDRAULIC SYSTEMS
OF PERSPECTIVE HELICOPTERS OF CIVIL AVIATION
L.A.Shabalinskaya1, E.S.Bubnova1, L.V.Milinis1, A.L.Vaynpres2, V.V.Tremaskin2, I.S.Petrov2
1
The central institute of aviation engine building named after P. I. Baranov, Moscow
2
JSC Moskovsky helicopter plant named after M. L. Milya
Tribologichesky research of hydraulic systems of prototypes (OP-1, OP-2, OP-3) of the perspective Mi-38 helicopter in
the course of land and flight tests during the period 2012-2014 is conducted. Ranges of diagnostic parameters working
values of technical condition of a number of friction pairs of hydraulic systems of perspective helicopters of civilian
aviation are determined.
Keywords: tribodiagnostics, hydraulic system, helicopter.
62
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа