Введение к работе
Актуальность проблемы. Обеспечение безотказности работы авиационной техники (AT) и эффективность использования самолетного парка гражданской авиации (ГА) в последнее время приобретают особую важность для авиакомпаний ТА. Проблема повышения ресурсоспособности основных узлов легательных аппаратов (ЛА), к которым также относятся и подшипники, является одной из основных проблем. Решение стоящей перед отраслью проблемы обеспечит увеличение ресурса предкрылков и закрылков самолетов ГА. Отказы и неисправности подшипниковых узлов во многом ограничивают ресурс самолетов Ил - 76, Ил - 86, Ил - 96-300. По сравнению с ресурсом ЛА (например, для Ил - 76 он равен 30000 летных часов) ресурс подшипников в закрылках и предкрылках весьма мал. В настоящее время в агрегатах предкрылков и закрылков вышеуказанных самолетов применяются игольчатые подшипники серий 914000 и 884000 из стали ШХ15-Ш и 95Х18-Ш. Подшипники данного типа предназначены для восприятия радиальных нагрузок. Обычно данные подшипники применяются для условий, когда по сравнению с другими типами подшипников требуется большая грузоподъемность при равных габаритных размерах.
Согласно действующим требованиям фактический ресурс подшипника должен быть больше установленного ресурса, рассчитанного до проведения первых регламентных работ.
К авиационным конструкциям также предъявляются особые требования по надежности, поэтому на самолетах ГА устанавливаются подшипники с запасом по грузоподъемности. Грузоподъемность подшипников закрылков и предкрылков, характеризуется уровнем нагрузки и потенциальным количеством часов работы при данном количестве оборотов или качаний. Эти агрегаты менее требовательны к точности вращения, т.к. являются направляющими кареток, по которым движется деталь. Небольшая деформация деталей игольчатых подшипников под действием нагрузок не нарушает работу механизма. Часто подшипники, отработав свой ресурс, все еще являются работоспособными. При ремонте AT, такие подшипники
после контроля и проверки работоспособности, могут допускаться к дальнейшей эксплуатации. Для решения возможности продления ресурса, необходимо проводить испытания подшипников в составе узла механизации крыла с последующим обследованием их состояния.
В условиях эксплуатации комплекс мероприятий по обеспечению ресурсоспособности подшипниковых узлов весьма ограничен. Для подшипников в каретках закрылков и предкрылков предусмотрена периодичность их замены. Подшипники меняются одновременно на всей каретке (хотя в критическом состоянии находятся только наиболее нагруженные).
Диссертационная работа базируется на теоретических и экспериментальных исследованиях, проведенных под руководством научного руководителя и лично автора на предприятиях ОАО ВНИПП и ОАО АК им. Ильюшина.
Целью диссертационного исследования является выявление возможностей повьшіеїшя долговечности подшипниковых узлов предкрылков и закрылков ЛА.
Главными задачами исследования являлись:
1. Статистический анализ эксплуатационных повреждений подшипниковых
узлов механизации крыла ЛА на различных этапах их использования по
назначению. Выявление причин выхода подшипников из строя.
2. Исследование особенностей конструкций подшипниковых узлов,
применяемых в механизации крыла отечественных и зарубежных ЛА.
3. Анализ и корректировка расчетных методов оценки долговечности
игольчатых подшипников предкрылков и закрылков ЛА.
-
Разработка методики исследования вышедших из строя подшипниковых узлов закрылков и предкрылков ЛА в процессе эксплуатации.
-
Разработка мероприятий по практической реализации полученных результатов исследований, направленных па повышение долговечности игольчатых подшипников узлов механизации самолетов ГА.
Объектом исследования являются подшипники, установленные в предкрылках и закрылках ЛА, вышедшие из рабочего состояния.
Методы исследования. В работе использовались аналитические и экспериментальные методы определения зависимости выхода подшипников из строя от режимов работы в процессе эксплуатации и в условиях эксперимента; методы математического моделирования, классификации и идентификации состояний.
Научная новизна работы состоит в том, что в ней впервые:
-
Уточнен метод приведения переменной нагрузки на подшиппики к постоянной нагрузке, эквивалентной по повреждающему действию реальному спектру нагружешы.
-
Получен результат анализа конструкций применяемых подшипников, а также их сравнительная характеристика с аналогами зарубежных фирм.
-
Получены результаты статистического анализа причин возникновения повреждений подшипниковых узлов закрылков и предкрылков ЛА с целью повышения их долговечности.
-
Выявлены и обобщены характерные повреждения подшипников работающих на режимах, указанных в ведомости согласования в составе узла механизации ЛА и на испытательных стендах.
-
Разработаны мероприятия по обеспечению ресурсоспособности подшипниковых узлов.
Практическая ценность работы заключается в том, что на основе полученных результатов можно:
произвести более точные расчеты подшипников на долговечность при циклических нагрузках;
выявить подшипниковые узлы, не требующие замены при регламентных работах;
применять коррозионно-стойкие подшипники;
принять обоснованные решения для продления ресурса подшипниковых узлов;
сократить трудовые и материальные затраты на регламентные работы и простои ЛА.
Точность и достоверность проведенных исследований обусловлена корректностью расчетов, достаточным объемом экспериментальных данных, тщательностью их обработки.
Положения выносимые на защиту.
1. Результаты статистического анализа причин возникновения повреждения
игольчатых подшипников кареток закрылков и предкрылков ЛА.
2. Результаты сравнительного анализа расчетных (теоретических) и
эксплуатационных характеристик игольчатых подшипников кареток закрылков и
предкрылков самолетов ГА.
3. Результаты экспериментальных оценок и обобщений по подшипникам,
отказавшим при работе.
-
Мероприятия по продлению ресурса игольчатых подшипников в узлах предкрылков и закрылков ЛА.
-
Результаты обоснования нового коэффициента К„ для расчета эквивалентной нагрузки на подшипники, работающие при циклических нагрузках.
Экономическая эффективность от внедрения позволит обеспечить требуемую надежность подшипниковых узлов ЛА, а также сократить затраты, связанные с переборкой и заменой подшипников при ТО.
Реализация и внедрение результатов работы Полученные результаты можно использовать при проведении ТО самолетов ГА ио периодическим формам, а также при операциях дефектации подшипниковых узлов в процессе капитального ремонта. Апробация работы
Результаты исследований публично докладывались и поучили положительную оценку на международной научно-технической конференции, посвященной 85-летию гражданской авиации России, проходившей 22-23 апреля 2008г. в г. Москве, на расширенном научно-техническом семинаре кафедры ТМ с участием ППС кафедр ДЛА, АТО и РЛА, АКПЛА, ТЭЛА и АД и ученых ГосНИИ ГА (январь, июнь 2008 г). Ход диссертационных исследований регулярно обсуждался с научным руководителем и на заседаниях кафедры технической
механики Московского государственного технического университета гражданской авиации (МГТУ ГА).
Публикации
Результаты исследований, составляющих основу диссертации, опубликованы в 4 печатных работах Научного вестшпса МГТУ ГА в период 2007-2008 гг.
Структура и объем диссертации
Работа состоит из введения, пяти разделов, заключения, списка использованных источников и приложения. Работа содержит 152 с, в том числе 123 с. текста, 58 рисунков, 18 таблиц, библиографию из 70 наименований и пяти приложений на 29 с.
