TB飞机起落架机轮轴承失效的原因分析及维护VIP免费

第1页共7页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共7页TB飞机起落架机轮轴承失效的原因分析及维护B8913号TB20飞机在执行本场起落训练过程中，飞行教员发现飞机着陆滑跑，起飞滑跑及起飞以后，飞机发生剧烈的抖动甚至于越来越剧烈，造成飞机滑跑困难。几个起落以后，飞行教员果断采取措施，退出飞行训练。经机务人员检查发现：前机轮轴承由于高温而熔化咬死，带动轮轴旋转，轮轴与轮叉发生滑动干摩擦，产生的热量将轮轴和轮叉部分熔化，产生巨大的变形，机轮组件几乎从轮叉上脱落。由于飞行教员果断的抉择，才避免了一场安全事故的发生。由此可见，机轮轴承不仅用来支承机轮，引导机轮的旋转方向，减小转动过程中的摩擦，并承受机轮和轮轴之间的各种载荷。而且，轴承对飞机的工作性能、寿命、各项经济指标及可靠性都有很大影响，甚至在某些情况下也会造成飞行安全事故。一、轴承的基本结构及受力分析TB飞机机轮轴承为铁姆肯(Timken)公司生产的圆锥形轴承，它由四部分组成：内滚道、外滚道、圆锥滚棒和保持架。正常情况下，内滚道、外滚道和滚棒承受载荷，而保持架使滚棒相互均匀地隔开，以免互相碰撞和摩擦，并使每个滚棒均匀和轮流地承受相等的载荷。内滚道、滚棒和保持架合称为滚道组件。通常它和外滚道是可分的(外滚道固定在可分解的轮毂上的)，使安装轴承比较方便。轴承采用低碳钢，经表面渗碳处理，它使轴承有适合的硬度，抗疲劳、忍性的综合性能。正常使用情况下，轴承的最大温度范围在120-150℃，短时温度可达175℃，最大周期接触应力在2100～3100MPa，而保持架通常用低碳钢制成。由于圆锥轴承的几何特点及设计特点，它可以承受经向和轴向的综合载荷。外滚道与轴承中心线的夹角越大，能承受的轴向推力和经向推力的比值越大，滚棒和滚道的接触线越长，那么承受载荷的能力越强。飞机处于不同的工作状态，轴承的受力情况不同：1.飞机处于静止状态，轴承主要承受静止载荷。飞机的重力产生的停机载荷—P通过轴承的滚棒传递给外滚道，即轮毂。P可沿轴向分解为轴向力N和垂直于外滚道的力F。如图所示，P所产生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.飞机在地面滑行时，主要也承受垂直载荷。由于地面的不绝对平整，飞机的上下震动的幅度大于飞机的重力。3.着陆时，机轮接地的瞬间首先主要是受到巨大的静止垂直冲击载荷，继而机轮以很高的加速度加速达到与飞机同样的速度在地面滑跑。如果飞机产生了重着陆，轴承在未运转的状态下承受这种冲击载荷的危害是很大的。如果飞机带侧滑接地，如侧风较大的时候，机轮还要受到较大的侧向载荷，机轮受到侧向摩擦力时，由于惯性作用，飞机有向一侧倾斜的趋势。因此作用在外侧轴承上的垂直载荷和侧向载荷要比内侧的大。第2页共7页第1页共7页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共7页二、轴承常见的故障模式l.滚动接触疲劳滚动接触疲劳所引起的失效，是指轴承在运转期间由于交变应力导致在接触面上或接触面的亚表面处形成的疲劳裂纹而造成失效。裂纹开始形成时，其表面损伤甚微或者看不出来，直到过程的最后阶段，裂纹和剥落就表现得很明显。轴承在承受载荷时，滚动体和滚道之间相互挤压，在接触部位临近区域产生变形和应力，由于接触面很小，即使载荷不太大，接触应力也可能相当大。通常，滚动轴承内的接触应力在2000—4000MPa之间。接触应力决定了轴承的静承载能力，对轴承的静承载能力主要有接触面间的压应力分布，特别是剪切应力分布的影响。若滚动体在接触表面滚过，表面下平行于滚动方向的切应力将按交变应力变化。在某一深度其振幅达到最大值，称其为最大动态切应力。最大动态切应力对接触疲劳裂纹的发生和扩展起主要作用，而最大动态切应力对接触表面下的塑性变形起主要作用。当圆柱滚棒通过滚道表面时，对亚表面剪切应力场的影响以图解形式自右至左示于下图。当滚棒从位置1滚到位置3的过程中，在位置2的应力场自行反转，这种反转正是促成轴承破坏的主要因素。由于剪切应力从＋τ2y变为-τ2y，因而其最大剪切应力τmax的最大绝对值成为|2τ2y|...