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航空发动机主滑油泵齿轮轴断裂分析

2012-07-17屈鹏

失效分析与预防 2012年1期

屈 鹏

(海军装备部,西安710021)

0 引言

在航空发动机滑油泵的使用过程中,不合格滑油泵通常分为以下几类[1]:1)流量不合格。流量不合格包括在某转速下流量不合格和在各转速下流量均不合格。2)间隙(凸台间隙、径向间隙、端面间隙)不合格。间隙过大,滑油泵的流量值将降低;间隙过小,滑油泵在工作过程中将会磨损壳体,导致铝含量超标,影响滑油系统清洁度。3)齿轮刮削壳体腔槽壁。而航空发动机滑油系统因外来物使得从动轴与衬套磨损咬死卡滞,并导致主动轴断裂是较为少见的故障。

磨损、腐蚀和断裂是材料失效的3种主要形式,据统计磨损失效约占70% ~80%[6]。英美等国对各国摩擦学统计调查结果表明:由于磨损失效造成的损失约1 000亿美元,约占到国民生产总值的2%,而且可以直接导致灾难性后果,如机毁人亡[5-10]。开展磨损失效机理、失效分析和预防技术研究,不仅可丰富摩擦学理论,且有重大经济价值[6-8]。

某航空发动机主滑油泵在外场使用中发生多起主滑油泵主动齿轮轴断裂故障,使用时间77~500 h不等。其中主滑油泵的主动、从动齿轮轴材料牌号为16CrNi4MoA,衬套材料牌号为ZQSn10-1。从动轴与衬套设计间隙为0.2 mm。

通过从动轴与衬套表面摩擦痕迹分析、能谱成分分析、主动齿轮轴断口分析,确定主动齿轮轴的断裂模式及从动轴与衬套的磨损性质,分析从动轴与衬套磨损咬死并导致主动轴断裂的原因。在此基础上,提出改进措施,以有效预防主滑油泵齿轮轴断裂故障的再次发生。……

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