航空活塞发动机机匣结合面磨损失效分析 *
2021-05-18常虎山
机械研究与应用 2021年2期
吴 江,常虎山,李 飞
(中国民用航空飞行学院,四川 广汉 618307)
0 引 言
航空活塞发动机机匣是曲轴、凸轮轴、气缸等重要部件的安装基座,由两半铸造铝合金箱体,经数根贯穿螺栓联结组合而成。发动机工作中,机匣承受着燃气压力、活塞连杆组件的往复惯性力矩、螺旋桨拉力及其反作用力矩和陀螺力矩、螺旋桨和发动机振动力等复杂载苛,是发动机的主要承载部件[1]。随着发动机使用时间增加和修理次数增多,机匣结合面上会产生微小的坑孔。机匣结合面上的微小坑孔不仅会引起滑油渗漏,而且会造成曲轴主轴承间隙过小,可能导致发动机严重损坏。笔者通过对机匣结合面坑孔的三维轮廓分析、微观形貌分析以及纵切面纳米压痕测试,并结合机匣所承受的载荷以及两半机匣联接的结构特点,分析了产生坑孔的原因,提出了预防措施。
1 试验结果与分析
1.1 宏观形貌
机匣结合面上出现的麻点状微小坑孔,其典型宏观形貌如图1所示。微小坑孔分布区域无明显规则,呈随机分布。

图1 结合面坑孔形貌
1.2 三维轮廓分析
从机匣结合面上截取了坑孔区域试样,进行了三维轮廓扫描,结果如图2所示。

图2 坑孔区域三维形貌
坑孔区域表面轮廓起伏较大,部分区域轮廓起伏为10 μm,表面粗糙度约为Ra5。未有坑孔的相邻区域表面粗糙度为Ra0.4,坑孔区域呈现出明显的不光滑表面。
1.3 微观形貌分析
机匣结合面坑孔区域的微观形貌如图3所示,坑孔分布呈随机状,坑孔平面尺寸约为0.5 mm。……
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