收藏本站站内搜索

中国材料显微镜网

 找回密码
 注册

QQ登录

只需一步,快速开始

飞机中心传动装置从动锥齿轮断裂分析

2013-8-14 15:42| 发布者: fansiyuan| 查看: 5315| 评论: 0

摘要: 吴兴锦1,舒正明2,唐新蓉2(1.空军航空维修技术学院,长沙410124; 2.中航集团五七一二飞机修理厂,长沙410113) 摘要: 某飞机中心传动装置从动锥齿轮使用95. 85 h后,在高空发生断裂;对该从动锥齿轮断口进行了宏观分析 ...

吴兴锦1,舒正明2,唐新蓉2
(1.空军航空维修技术学院,长沙410124; 2.中航集团五七一二飞机修理厂,长沙410113)
摘要: 某飞机中心传动装置从动锥齿轮使用95. 85 h后,在高空发生断裂;对该从动锥齿轮断口进行了宏观分析和金相检验,并对从动锥齿轮的组织、硬度和化学成分进行了检验,分析了断裂原因。结果表明:中心传动装置从动锥齿轮的断裂是由于铆打失效或粘接剂老化,造成衬套滑出与从动锥齿轮大圆端面摩擦烧伤,致使裂纹形成,最终裂纹扩展造成疲劳断裂。

关键词: 中心传动装笠;从动锥齿轮;摩擦沟槽;疲劳断裂
    中心传动装置是涡轮喷气发动机附件传动装置的一个重要组成部分,其系统工作的可靠性,无论是对于发动机还是飞机都是极端重要的.将发动机转子的功率、转速传输到附件上并驱动附件以一定的转速和转向工作的齿轮轮系及传动小轴的组合体,称为附件传动装置(图1),一般由中心传动装置与外传动装置两部分组成。中心传动装置主要将发动机转子的转动变为与发动机轴线垂直的转动,以便将发动机转子的功率输出到发动机的外部,它是通过主动锥齿轮和从动锥齿轮一对锥齿轮来实现的,此对锥齿轮称为中心锥齿轮对。外部传动装置中的外部主动锥齿轮和外部从动锥齿轮称为外传动锥齿轮对[1]。

空军某部进行编队飞行,起飞6 min后,在高度4 000 m处,飞行员突然听到飞机“轰”的一声,左发动机转速立即由10 000 r•min-1降至0,即空中停车,飞行员采取紧急措施,单发着陆。经地面检查,发现左发动机中心传动装置从动锥齿轮发生断裂,折断齿两个,另齿轮柄轴套也发生断裂,见图2。经检查中心传动装置内无其他异物及异常,断裂从动锥齿轮的实际使用寿命为95. 85 h,远低于其正常使用寿命723. 7 h.

 断裂从动锥齿轮材料为12Cr2Ni4 A优质合金渗碳钢,毛坯模锻件经数控加工成从动锥齿轮。渗碳层深度0.7一0.9mm,允许齿端面渗碳,表面硬度≥60 HRC,中心硬度30-45 HRC。渗碳层最佳显微组织为细晶粒马氏体,在0. 1--0. 2 mm深度为球状碳化物,渗碳层中残余奥氏体含量不得大于30 %,心部最佳显微组织为低碳马氏体或贝氏体,不允许有铁素体[2]。为查明从动锥齿轮早期断裂的原因,笔者对其进行了失效分析。
1理化检验
1. 1宏观分析
    断裂从动锥齿轮的两个折断齿都是从齿槽处断开,其中一对断口已经擦伤.另一对断口基本完好,两个断口都呈疲劳断裂特征.基本完好断口可见完整清晰的疲劳贝纹线,见图3.两对断口的疲劳源都在齿轮的大圆端面齿槽位置.如图3中箭头所示。
    检查发现断裂从动锥齿轮上还有一个未完全折断的齿.裂纹同样是从齿较大圆端面齿槽处向齿宽方向扩展,贯穿于整个齿宽方向,将该裂纹人工打开,断口未受损伤,裂源区的疲劳贝纹线清晰可见,疲劳源仍位于齿轮大圆端面齿槽处,如图4中的箭头所示。
    从动锥齿轮轴套处断裂位于轴套根部,并按图5中大箭头所示扭转方向招周断裂,呈扭转疲劳断裂特征,见图6。其终断区在图5中小箭头所示位置,约为φ5 inm的截而。
    从以上宏观断口分析可知,从动锥齿轮断裂为疲劳断裂,疲劳源位于齿枪大圆端面齿槽位置。裂源在齿轮大圆端面齿槽处生成后,在扭转力矩的作用下,向齿宽和齿厚两个方向扩张,当这两个方向都裂透后,扭转力便向齿轮的轴套方向传递。由于轴套根部在结构上是承受扭转力的应力集中位置,当齿厚完全裂透后.裂纹便向轴套根部延伸,并由此处开始,沿轴套根部顺扭转方向继续疲劳扩张。当轴套剩余截面不再能承受其所受的扭转及外力作用
时,即发生最终断裂.


12下一页

鲜花

握手

雷人

路过

鸡蛋

QQ|手机版|Archiver|关于我们|联系我们|金相分析|失效分析|金属热处理|电镜应用分析专区|图像专区|扫描电镜|煤岩分析|显微镜论坛 ( 沪ICP备14039433号  

GMT+8, 2018-5-27 15:58 , Processed in 0.080411 second(s), 18 queries , Gzip On.

Powered by Discuz! X2.5

© 2001-2012 Comsenz Inc.

返回顶部