Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника arrow Химмотологическое обеспечение надежности авиационных газотурбинных двигателей

ВЛИЯНИЕ ВОДЫ И РАСТВОРЕННОГО В ТОПЛИВАХ КИСЛОРОДА НА АНТИФРИКЦИОННЫЕ СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ В ТОПЛИВОРЕГУЛИРУЮЩЕЙ АППАРАТУРЕ ГТД

В этой главе приведены результаты исследований по влиянию реактивных топлив, растворенных в них воды и кислорода, при разных условиях на антифрикционные свойстве сталей и бронз, применяемых в топливных агрегатах ГТД.

ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ

В качестве объектов исследований были выбраны стандартные топлива ТС-1 , Т-7, РТ и Т-7П, которые соответствовали нормам ГОСТ или ТУ, и типичные антифрикционные материалы-стали ШХ-15, Х12М, ЭИ- 34711], ХВГ, Х12Ф1 и бронзы — Бр0Ф7-02, ВБ-23НЦ, применяемые в топливных агрегатах — НР-14Б, НР-21Ф2, НР-53А, АДТ-55А.

В экспериментах по исследованию влияния растворенных в топливе воды и кислороде на антифрикционные свойства материалов, применяемых в топливных агрегатах, была использована лабораторная установка СИССТ и лабораторный прибор КНИГА [90].

Антифрикционные свойства материалов оценивали по величине износа сфер шаров в мм или мг и по величине критической нагрузки заедания, при которой происходит схватывание.

На приборе КНИГА износ сфер шаров определяли на паре трения «сталь ШХ-15 — сталь ШХ-15» при скорости скольжения 1,18 м/с, осевой нагрузке 10 кгс, температуре 60 °С и продолжительности испытаний 30 мин. Критическую нагрузку замеряли на этой же паре трения, скорости скольжения 1,18 м/с и при скорости приложения осевой нагрузки около 0,5 кгс/с.

На установке СИССТ износ сфер шаров определяли на паре трения «сталь ХВГ — сталь ШХ-15» при скорости скольжения 0,37 м/с, осевой нагрузке на образцы 20 кгс, температуре 20—30 °С и продолжительности испытаний до 30 мин.

Критическую нагрузку замеряли на паре трения сталь «XI2М — сталь ЭИ347» при скорости скольжения 0,37 м/с и скорости приложения осевой нагрузки в пределах 1,5н-2,0 кгс/с.

Условия испытания, принятые на приборе КИИГАдля пары трения «сталь-сталь», оказались неподходящими для пары трения «сталь- бронза». При этих условиях получаются чрезвычайно большие износы сфер шаров бронзы, что затрудняет их изменение, и значительные расхождения между параллельными испытаниями. В связи с этим были поставлены опыты по подбору оптимальных условий испытаний на паре трения: «сталь Х12Ф1-бронза Бр0Ф7-02» в приборе КНИГА. Опыты проводили, варьируя значениями осевых нагрузок и температур.

Продолжительность испытаний была выбрана равной 10 мин, поскольку было установлено, что независимо от осевых нагрузок и температуры истирание сфер шаров бронзы происходит, в основном, за это время.

На рис. 2.1.1 показано изменение износа сфер шаров (бронза БрОФ7- 02) в зависимости от осевой нагрузки в топливах РТ и TC-I при температуре 60 °С и продолжительности опытов 10 мин. В зонах малых осевых нагрузок 1 -2 кгс износ сфер шаров незначительно зависит от величины осевых давлений. Выше этой зоны действие осевых давлений на износ сфер шаров проявляется более значительно, и имеет место прямая зависимость «давление-износ» (до значений осевых нагрузок 10 кгс). В топливных агрегатах удельные давления на бронзовые подпятники плунжеров в условиях эксплуатации составляют 0,5-1 кгс/мм2.

Учитывая это, а также то, что разница в износе сфер шаров при испытании различных топлив с увеличением осевых нагрузок уменьшается, а разброс при параллельных испытаниях увеличивается, в качестве оптимальной была выбрана осевая нагрузка 1,5 кгс. При этой осевой нагрузке средние удельные давления за время опытов не выходят за пределы рабочих давлений бронзовых подпятников в топливных агрегатах.

Износ сфер шаров (бронза Бр0Ф7-02) в зависимости от удельной нагрузки при испытании топлив на приборе КНИГА

Рис. 2.1.1. Износ сфер шаров (бронза Бр0Ф7-02) в зависимости от удельной нагрузки при испытании топлив на приборе КНИГА: 1 — топливо TC-1; 2 — топливо РТ

На рис. 2.1.2 построен график зависимости износа сфер шаров (бронза Бр-0Ф7-02) от температуры при испытании топлив Т-7, TC-I и РТ на приборе КИИ ГА с осевой нагрузкой 1,5 кгс и продолжительности опыта 10 мин. До температур 30—90 °С ход кривых для всех топлив одинаковый, износ сфер шаров на топливе РТ немного больше, чем на топливе Т-7.

Выше этой температурной зоны картина меняется — скорости изно- сов сфер шаров на топливах Т-7 и ТС-1 возрастают, а на топливе РТ скорость увеличения износа остается без изменения. Это увеличение скорости износа на топливах ТС-1 и Т-7 по сравнению с топливом РТ, возможно, связано с уменьшением концентрации кислорода в зоне трения в результате окисления углеводородов на бронзовой поверхности при температуре около 100° С.

В топливе РТ поверхностно-активные кислоты, по-видимому, пассивируют поверхность и, тем самым, снижают интенсивное развитие процессов окисления.

Исходя из проведенных исследований по влиянию осевых нагрузок, температур и продолжительности экспериментов на износы сфер шаров (бронза Бр0Ф7-02), при испытаний на приборе КИИГА были выбраны условия, при которых небольшие изменения указанных параметров не оказывают влияния на величину износа сфер шаров. Испытания проводились при осевой нагрузке 1,5 кгс, температуре 60 °С и продолжительности 10 мин.

Износ сфер шаров (бронза Бр0Ф7-02) в зависимости от температуры при испытании топлив на приборе КИИГА

Рис. 2.1.2. Износ сфер шаров (бронза Бр0Ф7-02) в зависимости от температуры при испытании топлив на приборе КИИГА:

7 — топливо Т-7; 2 — топливо ТС-1; 3 — топливо РТ (содержание растворенной воды в топливах 0,004-0,006% мае.)

Противозадирные свойства на паре трения сталь «Х12Ф1 — бронза Бр0Ф7-02» на приборе КИИ ГА оценить не удалось, так как сила трения между трущимися поверхностями в процессе испытаний даже при максимальных осевых нагрузках (80 кгс) не превышала крутящего момента упорной пружины, при котором происходит фиксация критической нагрузки заедания.

Содержание растворенного в топливе кислорода определяли по методике ЦИАМ, используя прибор ВТИ-2 ГОСТ 5439-76 1911.

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы