УДК 620.178.162: 621.793.74

СТЕНДОВАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ОЦЕНКИ АБРАЗИВНОГО ИЗНОСА ДЕТАЛЕЙ АВИАЦИОННЫХ

УЗЛОВ И МЕХАНИЗМОВ

1С.Ю. Жачкин, д-р техн. наук, 2Г.И. Трифонов, соискатель, 2В.В. Коркишко, курсант

Воронежский государственный технический университет, Военный учебно-научный центр ВВС «Военно-воздушная академия»

В данной научной работе проведен аналитический обзор по существующим установкам, машинам и методикам для оценки абразивного изнашивания рабочих поверхностей детали. Также на базе проведенного научного анализа предложена новая конструкция стендовой машины для испытания деталей вращения на абразивный износ.

Введение. На сегодняшний день одной из актуальных и главных задач, стоящих перед авиастроением, является повышение износостойкости деталей машин.

Для многих типовых условий работы деталей машин самым распространенным видом изнашивания является абразивное. Абразивным называется изнашивание поверхности детали под воздействием твердых частиц, которые обладают различной формой, размером и твердостью [1].

Ярким примером абразивного износа детали машин является винтовая (геликоидная) поверхность шнека военного шнекороторного снегоочистителя Д-470, предназначенного для уборки армейский аэродромов от снега и льда (рисунок 1).

Аналитическая часть. Для решения проблемы повышенного износа геликоидной поверхности шнека было использовано плазменное напыление композитных материалов. Данная технология является экономичной, универсальной и перспективной для создания и нанесения разнообразных высококачественных покрытий [2].

Для оценки целесообразности нанесения плазменного покрытия на геликоидную поверхность шнека с целью повышения её износостойкости было принято решение об проведении стендового испытания напыляемой детали.

333

Рисунок 1 – Военный шнекороторный снегоочиститель Д-470

Применяемые установки и машины для оценки интенсивности износа поверхности позволяют в короткие сроки изучить технические характеристики детали и конструкций, проверить правильность реализации всех звеньев цепочки при её изготовлении, а также установить гарантийный срок службы.

Целью данной работы является аналитический обзор по существующим установкам, машинам и методикам для оценки абразивного изнашивания рабочих поверхностей детали. Также на базе проведенного научного анализа будет предложена новая конструкция установки для испытания деталей вращения на абразивный износ.

Исследовательская часть. Разработанная установка относится к испытательной техники, в частности, к устройствам для испытания поверхностей деталей вращения на трение и износ в условиях абразивного изнашивания, и может быть использована в строительных, почвообрабатывающих и дорожных машинах.

Известно устройство для испытания на абразивное изнашивание рабочих органов почвообрабатывающих, строительных и дорожных машин [3], которое содержит емкость с абразивной средой - грунтом, закрепленную на станине станка, вал с образцами, закрепленными под определенным углом к направлению движения грунта, с возможностью погружения в грунт на определенную величину (рисунок 2).

334

Рисунок 2 – Устройство для испытания на абразивное изнашивание рабочих органов почвообрабатывающих,

строительных и дорожных машин

Также известна установка для оценки износостойкости материалов АSTMG-75-82 [4], включающая в себя прямоугольный образец, прижатый к резиновой подушке, находящейся на дне ванны с абразивной суспензией.

В качестве прототипа для разработки новой конструкции устройства для оценки абразивного износа была выбрана машина трения для испытания материалов деталей почвообрабатывающих машин на абразивный износ [5], включающая в себя раму, ротор и емкость с абразивной смесью, испытываемые образцы закрепленные на цилиндрической поверхности ротора, а ротор погружен в абразивную смесь с углом охвата (200÷210)о и закреплен на выходном валу коробки передач вместе со счетчиком, при этом первичный вал коробки передач связан с валом электродвигателя через муфту (рисунок 4).

335

Рисунок 3 – Установка для оценки износостойкости материалов АSTMG-75-82

Рисунок 4 – Машина трения для испытания материалов деталей почвообрабатывающих машин на абразивный износ

Аналитический обзор по приведенным установкам и машинам показал, что в совокупности разработанные конструкции имеют ряд существенных недостатков, а именно: завышенное время испытания

336

на абразивное изнашивание, низкая степень приближенности условий испытания к эксплуатационным.

Результаты исследований. Машина для испытания деталей вращения на абразивный износ содержит (рис.5): 1 – испытуемый образец, 2 – зажимное приспособление, 3 – механизм поддержания, 4

– муфта, 5 – коробка скоростей, 6 – полумуфта, 7– коническая передача, 8 – электродвигатель, 9 – неподвижная часть станины, 10 – подвижная часть станины, 11 – механизм продольного перемещения,

12– приспособление вертикального перемещения, 13 – платформа, 14

–вибромеханизмы, 15 – емкость с абразивной суспензией, 16 –

абразивная подожка, 17 – счетчик оборотов, 18 – крышка.

Рисунок 5 – Устройство для испытания деталей вращения на абразивный износ

Исходя из габаритных размеров детали (шнека) с помощью механизма продольного перемещения подбирается расстояние между неподвижной и подвижной частью станины. Затем испытуемый образец устанавливается в зажимное приспособление и закрепляется в механизме поддержания. Далее электродвигатель создает крутящий момент и передает вращение через коническую передачу и полумуфту на коробку скоростей. При этом коробка скоростей изменяет

337

крутящий момент, передаваемый от электродвигателя, и задает нужную частоту вращения зажимному приспособлению (шпинделю).

В свою очередь шпиндель вращает шнек, а счетчик оборотов считывает количество оборотов, тем самым определяя общую наработку.

С помощью домкрата винтового телескопического емкость с абразивной суспензией поднимается до необходимого уровня погружения геликоидной поверхности шнека, чтобы создать усиленный эффект микрорезания и царапания поверхности.

При этом вибромеханизмы создают необходимые вибрационные воздействия, которые обеспечивают непрерывное пересыпание, перемешивание и втягивание абразивной суспензии в начальную зону контакта с исследуемой поверхностью шнека.

Степень износа плазменного покрытия на геликоидной поверхности шнека после проведения испытания определяют, например, взвешиванием или изменением линейных размеров перед испытанием и после. Также для более точного и подробного анализа износа поверхности возможно применение, например, любых металлографических установок.

Выводы. Таким образом, проведен аналитический обзор по существующим установкам, машинам и методикам для оценки абразивного изнашивания рабочих поверхностей детали.

Также на базе проведенного научного анализа предложена новая конструкция установки для испытания деталей вращения на абразивный износ, которая по техническим характеристикам превосходит заявленные аналоги.

Литература 1. Жачкин С.Ю. Расчет микротвердости композитных хромовых

покрытий при восстановлении деталей и узлов сельскохозяйственной техники / С.Ю. Жачкин, А.Н. Пеньков, О.А. Сидоркин, А.И. Краснов

//Вестник Мичурин. гос. аграр. ун-та. – 2014. – № 3. С. 52–55.

2.Трифонов Г.И. Влияние плазменного напыления композиционных порошковых материалов на износостойкость деталей машин [Электронный ресурс] / Г.И. Трифонов, С. Ю. Жачкин

//Журнал «MASTER'SJOURNAL». ФГБОУВПО «Пермский

338