Слайд 13.2. Оценивание закономерностей окислительного изнашивания
Слайд 2Знание закономерностей изнашивания
Позволяет:
определить величины среднего и максимального износов деталей,
накопленных за известный промежуток эксплуатации,
установить величины ремонтных допусков на
зазоры в парах трения, находить предельно допустимую наработку этих пар,
прогнозировать их отбраковку в процессе дефектации при ремонте авиационной техники.
Слайд 3Изнашивание пар трения
зависит:
от их конструктивных особенностей,
технологических
эксплуатационных факторов
носит случайный характер
Слайд 4Практически нет
двух абсолютно идентичных пар трения, имеющих:
одинаковое конструктивное решение,
изготовленных по одной технологии, из одних и тех же материалов
эксплуатирующихся в одинаковых условиях.
Случайные, незначительные отклонения перечисленных параметров приводят к случайным скоростям и интенсивностям изнашивания.
Слайд 5Изнашивание пар трения
Наглядно характеризуется изменением зазора S по наработке t.
Для каждой пары трения в начальный момент, при t=0 ,
устанавливают серийный зазор в пределах от Smin до Smaх.
Слайд 6 (рис. 3.5).
Для каждой пары трения
в начальный момент, при t=0 , устанавливают серийный зазор в
пределах от Smin до Smaх.
Зазор в каждой паре трения при увеличении наработки изменяется по-своему, частному закону.
T
S
t1
tnp
Snpeд
1
2
3
Smin
S1
Smax
Слайд 7важно знать изменение
по наработке среднего зазора, характеризуемого кривой 2 (рис.
3.5), около которого группируются все частные закономерности изнашивания.
Эти частные случайные
закономерности не выходят за верхнюю (кривая 1) и нижнюю (кривая 3) границы.
Слайд 8Закономерность изменения зазора
На основании изучения окислительного изнашивания авиационных пар трения
известно, что скорость изнашивания изменяется по закону, схема которого представлена
на рис. 3.6.
Слайд 9 Рис.3.6
По оси абсцисс здесь
отложена величина среднего зазора S ,
а по оси ординат
–
скорость его изменения при окислительном изнашивании.
dS
dt
S
dS
dt
Sпр.
Sпред
Слайд 10 В период приработки
от So до Snp. скорость
изнашивания постепенно уменьшается, достигая минимума при Snp ,
Где Snp.
- величина зазора к моменту завершения этого этапа.
Слайд 11В период установившегося изнашивания
от Snp. до предельного значения зазора
Snpeд. , скорость окислительного изнашивания постоянна или изменяется по линейному
закону.
Слайд 12При достижении предельного
. значения зазора Snpeд. наступает аварийное изнашивание,
при
котором скорость
резко увеличивается.
Слайд 13В дальнейших исследованиях
будем изучать только период установившегося изнашивания, считая
В последнем равенстве C0 и C1
постоянные, зависящие от конструктивных, технологических и эксплуатационных факторов.
Слайд 14 Преобразуя
последнее равенство к виду
и интегрируя в пределах от t1 до t и от S1 до S, где S1 - величина среднего зазора в момент наработки t1,
а S - в момент t ,
Слайд 16Переходя
к десятичным логарифмам, получим
Слайд 17Введя обозначение
и
из последнего выражения, найдем ,
откуда
Слайд 18Следовательно,
закономерность изменения среднего значения зазора идентичных пар трения
при сделанном допущении о линейном изменении скорости изнашивания, подчиняется
экспоненциальному закону
Слайд 19Для верхней границы
аналогичная закономерность имеет вид
ВеличинаS1` означает здесь максимальную
величину зазора, соответствующую верхней границе;
β - коэффициент, зависящий от
выбранной доверительной вероятности;
σ1 - среднее квадратическое отклонение величины зазора,
а – S1 максимальная его величина в момент t1
Слайд 20Приняв
в последнем равенстве
,
где σ- среднее квадратическое отклонение в момент t и решая
его совместно с предыдущим, получим :
Слайд 21откуда,
после перемножения крайних членов полученной пропорции и приведения подобных найдем
После
несложных преобразований из равенства (8) получим
Слайд 22В формулы (8), (9) и (11)
входят два параметра: Т
и .
Для их определения необходимо иметь статистические данные
по величине среднего зазора и его среднего квадратического отклонения при двух наработках пар трения.
Оба эти параметра с увеличением наработки увеличиваются.
Слайд 23Это можно видеть из схемы
изменения плотности распределения зазоров около
среднего значения при трех наработках, представленной на рис.
Средние
значения зазоров при наработках соответственно равны , а средние квадратические отклонения - .
Слайд 25 При выполнении неравенства
выполняются
два других:
и
Слайд 26При окислительном изнашивании
часто отношение среднего квадратического отклонения к среднему значению
зазора остается величиной постоянной .
Тогда для наработок t и
t1 справедливо равенство :
Слайд 27В этом случае
числитель дроби в выражении (10) становится равным нулю,
т.е. .
Тогда полученные ранее закономерности значительно упростятся.
Вместо
равенств (8), (9) и (11) будем соответственно иметь:
Слайд 29На основании
закономерностей (8) и (12) можно, зная величину допустимого зазора
SДОП, найти ту величину наработки, после достижения которой пары трения
будут отбраковываться по величине зазора.
Назовем ее наработкой начала отбраковки t отбр. .
Слайд 30Из хода кривой 1
на рис. 3.5 видно, что еще в
период приработки, величины зазоров в парах трения, собранных с максимальным
серийным зазором S max и близкими к нему, выйдут за пределы серийного допуска.
Слайд 31Следовательно,
какая-то доля пар трения будет надежно работать в области установившегося
изнашивания при величинах зазоров, превышающих установленное максимальное значение .
Продолжительность
такой работы равна межремонтному ресурсу летательного аппарата или авиадвигателя.
Слайд 32Факт длительной работы
авиационных пар трения при величинах зазоров, превышающих Smax
, подтверждается их дефектацией в процессе ремонта авиационной техники.
Слайд 33Максимальные величины зазоров
в парах трения, выявленных во время дефектации при
ремонте авиационной техники, иногда в несколько раз превышают серийное значение
Smax,
отказов по этой причине не зафиксировано.
Слайд 34Известно так же,
что скорость окислительного изнашивания в процессе приработки уменьшается
(рис. 3.6), достигая минимума к началу установившегося изнашивания,
а выносливость
изношенных деталей увеличивается.
Слайд 35Поэтому целесообразно
приработанные пары трения
не разукомплектовывать
и устанавливать с ремонтным
зазором, превышающим величину максимального серийного.
Слайд 36Необходимо
Для этого узаконить величину допустимого ремонтного зазора и реализовать такое
решение в практике ремонта авиационной техники только для неразукомплектовываемых пар
трения, подверженных окислительному изнашиванию.
Слайд 37Установить величину
ремонтного допуска на зазор можно двумя путями.
Во-первых, за
величину допустимого ремонтного зазора для неразукомплектовываемых пар трения можно принять
сумму
где -Smax максимальное значение серийного зазора,
а Sприр. величина зазора, накопившегося за счет изнашивания в период приработки.
Слайд 38Вторым путем
является расчетный, базирующийся на знании величины предельного зазора Sпред
.
Под Sпред будем понимать
максимальное его значение, при котором
изделие (узел, агрегат) еще выполняет свои служебные функции.
Слайд 39Скорость изнашивания
после достижения Sпред. резко увеличивается (рис. 3.6).
Следовательно, с
целью обеспечения безопасности полетов, ни в одной паре трения нельзя
допустить превышения величины Sпред. .
Слайд 40Для решения этой задачи
и определения величины допустимого ремонтного зазора обратимся
к формуле (13),
характеризующей верхнюю доверительную границу разброса частных значений
изменения зазоров в парах трения:
Слайд 41Напомним,
что S'1 означает максимальную величину зазора в исследуемой совокупности
пар трения при наработке t1 ,
а S' - при
наработке t .
Слайд 42Если t1
суммарная наработка пар трения при последнем ремонте , то
к следующему ремонту она станет равной ,
где
tp - межремонтный ресурс.
Слайд 43Так как
при t1 максимальный зазор был равен S'1 , то
к моменту t1+tp он увеличится до значения
Пусть к
концу выработки последнего межремонтного ресурса величина S' достигнет предельного значения Sпред .
Найденная из
этого равенства величина S'1 по существу является допустимым ремонтным зазором Sдоп.для
неразукомплектовываемых
пар трения, удовлетворяющих
условию ,
Слайд 45Аналогичным образом
для тех пар трения, у которых равенство
не выполняется, будем иметь:
Слайд 46Зная величину Sдоп. ,
можно найти ту суммарную наработку, после достижения
которой начнется отбраковка деталей по величине зазора.
Подставив в равенства
(9) и (13) величину S'1 , соответствующую наработке t1 и значение Sдоп., нетрудно получить
Слайд 47Последняя формула справедлива для той совокупности пар трения, для которой
выполняется равенство
, а предпоследняя - для которой не выполняется.
Слайд 48При увеличении наработки
максимальная величина зазора S', определяемая формулами (9) и
(13), увеличивается.
При некоторой наработке величина зазора , соответствующая
верхней доверительной границе, достигнет предельного значения Sпред .
Слайд 49В этот момент
хотя бы в одной из всей совокупности эксплуатирующихся
пар трения возможно достижение предельного зазора, превышение которого недопустимо.
Современные
средства исследования не позволяют установить, на каком бортовом номере летательного аппарата это может произойти .
Слайд 50 Поэтому
в этот момент следует прекратить
эксплуатацию всех летательных аппаратов и принять меры по восстановлению их
надежности.
Слайд 51На основании
указанных равенств, по аналогии с предыдущим, получим
Слайд 52Для проведения расчетов
по изложенной методике необходимо иметь наиболее полный статистический
материал при двух значениях наработки в период установившегося изнашивания.
Измерениям
должны быть подвергнуты все детали пар трения независимо от причины их наработки.
Слайд 53Эти детали
могут быть забракованы по причинам, не связанным с их
износом.
Например, детали отбракованы из-за коррозионного поражения или наличия усталостных
трещин.
Слайд 54Для получения
наиболее полных данных, обеспечивающих высокую точность прогноза изнашивания, забракованные
по другим признакам детали должны быть проверены по методике оценки
величины их износа.
Слайд 55Основным условием
корректности исходных материалов, обеспечивающих достаточную точность прогноза, является постоянство:
конструктивных,
технологических и
эксплуатационных факторов исследуемых пар трения.
