Экспериментально-теоретическая оценка технического состояния элементов трансмиссии вертолетов с целью продления их ресурса тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.22.14, кандидат наук Семенихин Роман Леонидович

• Семенихин Роман Леонидович
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Семенихин Роман Леонидович

Введение

Глава 1. Анализ методов продления ресурсов и инженерный анализ повреждаемости хвостовой трансмиссии вертолета Ми-2

1.1 Анализ методов продления ресурсов

1.2 Анализ отказавших в эксплуатации элементов хвостовой трансмиссии вертолетов Ми-2

1.2.1 Промежуточный редуктор ПР-2 № Р-2891057

1.2.2 Промежуточные редукторы ПР-2 №№ Р-2881112, Р-2882175, Р-2792233

1.2.3 Промежуточный редуктор ПР-2 № Р-2901010

1.2.4 Хвостовой вал №

1.3 Выводы по главе

Глава 2. Экспериментальная оценка элементов трансмиссии вертолета Ми-242

2.1 Исследование элементов трансмиссии вертолета Ми-2, отказавших в эксплуатации

2.2 Исследование хвостовых валов трансмиссии вертолета Ми-2, отработавших назначенный ресурс

2.2.1 Подтверждение химического состава материала вала

2.2.2 Определение физико-механических свойств материала хвостовых валов трансмиссии

2.2.3 Определение твердости материала хвостовых валов трансмиссии

2.2.4 Металлографический анализ материала хвостовых валов трансмиссии

2.2.5 Новый критерий определения изменения химических и физико-механических свойств изделий с наработкой по результатам экспериментов

2.3 Выводы по главе

Глава 3. Проверочная оценка запаса прочности хвостового вала вертолета

Ми-2

3.1 Метод прочностного расчета

3.2 Оценка запаса прочности вала с условной наработкой

3.3 Оценка запаса прочности вала с наработкой 4500 часов по результатам экспериментальных проверок

3.4 Новый критерий изменения запаса прочности вала с наработкой по результатам расчетов

3.5 Выводы по главе

Глава 4. Рекомендации по продлению ресурсов трансмиссии вертолета Ми-294

4.1 Предпосылки к продлению ресурса трансмиссии вертолета Ми-2

4.1.1 Анализ надежности трансмиссии вертолета Ми-2

4.1.2 Сравнительный анализ надежности отечественных вертолетов марки Ми

4.2 Предлагаемые подходы в оценке и продлении ресурсов трансмиссии Ми-2

4.3 Предлагаемые работы, связанные с поэтапным продлением ресурса трансмиссии вертолета Ми-2

4.4 Выводы по главе

Заключение по диссертационной работе:

Сокращения

Список литературы

4

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Экспериментально-теоретическая оценка технического состояния элементов трансмиссии вертолетов с целью продления их ресурса»

Введение

Актуальность работы. Низкие показатели ресурсов элементов трансмиссии вертолетов отечественного производства, по сравнению с зарубежными аналогами - одна из проблем отечественного вертолетостроения. Данные для сравнения: назначенный ресурс хвостового вала вертолета Ми-2 составляет 4500 часов, межремонтный - 1500 часов. Межремонтный ресурс хвостового вала аналогичного по классу вертолета Bell 429 - 3200 часов, аналогичного по классу вертолета Eurocopter AS350 - 3000 часов, более легкого вертолета Robinson R44 - 4400 часов, назначенный ресурс хвостовых валов вертолетов Bell 429, AS350 и R44 вообще не установлен.

Для проведения экспериментальных исследований в диссертации выбран вертолет Ми-2, по причине того, что в настоящее время в вертолетном парке гражданской авиации России, Ми-2 является самым распространенным среди вертолетов третьего класса, далеко опережая по количеству другие вертолеты такого же класса. В настоящее время, в реестре гражданской авиации России находится более 100 единиц вертолетов Ми-2. В связи с тем, что в ближайшие годы замены данного типа не предвидится, возникает необходимость поддержания летной годности действующего парка вертолетов Ми-2. В пользу выбора вертолета типа Ми-2, также говорит и тот факт, что 02.04.2015 г., по результатам специального обсуждения проблемы было решено поручить МВЗ им. М.Л. Миля и ГосНИИ ГА завершить работы по увеличению назначенных ресурсов и сроков службы вертолета Ми-2 до 12000 часов в течение 40 лет и продолжить работы по исследованию возможности дальнейшего поэтапного продления назначенных ресурсов свыше 12000 часов и сроков службы свыше 40 лет.

Решение задач поддержания летной годности вертолетов Ми-2 сопряжено с тем, что на нем имеется более двадцати элементов конструкции, ресурсы которых менее ресурса планера вертолета в 2 и более раз. Их называют элементами с

ограниченным ресурсом, и к ним в первую очередь относятся наиболее нагруженные элементы, отказы которых непосредственно влияют на безопасность полетов, например: лопасти, втулка несущего винта, хвостовой винт, главный редуктор, промежуточный и хвостовой редукторы, главный и хвостовой валы и другие.

Известно, что в настоящее время производство элементов с ограниченным ресурсом вертолета Ми-2 прекращено, а стоимость тех единичных экземпляров элементов (например, хвостовой винт), которые продолжают производиться, достигает нерентабельного уровня, так как их производство осуществляется не в России, а в Польше. В связи с этим, в ближайшее время, в связи с нехваткой элементов с ограниченным ресурсом, эксплуатация значительной части парка Ми2, эксплуатируемого в России в настоящее время, может быть приостановлена. Таким образом, выходом из сложившейся ситуации является поэтапное индивидуальное продление ресурсов и сроков службы лимитирующих элементов до ресурсных характеристик долговечности планера вертолета.

Исследованию с целью научного подтверждения возможностей продления ресурсов элементов на примере хвостовой трансмиссии вертолета Ми-2 и посвящена данная диссертационная работа.

Для обоснованного увеличения ресурса упомянутой трансмиссии необходимо иметь объективные данные по нагруженнности элементов трансмиссии на основных режимах полета, результаты стендовых испытаний, расчетов на прочность и пр.

В настоящее время объем таких материалов весьма ограничен, что диктует необходимость проведения специальных испытаний.

Полученные результаты будут использованы в проверочных расчетах ресурсов деталей элементов хвостовой трансмиссии по критериям кратковременной прочности и выносливости и подготовки заключения о целесообразности продления ресурсов элементов хвостовой трансмиссии.

Таким образом, диссертация базируется на теоретических, расчетных и экспериментальных исследованиях элементов трансмиссии вертолета Ми-2,

отработавших предельные ресурсы. Эксперименты проводились в условиях, максимально приближенных к реальным.

При разработке методов проведения исследований автор опирался на труды отечественных ученых в области исследований прочности и напряженно-деформированных состояний конструкций: Балашова Б.Ф., Дасковского И.М., Махутова Н.А., Феодосьева В.И. и др.[ 1, 15, 26, 62,].

Объектом исследования являются элементы трансмиссии вертолета Ми-2.

Цель диссертационной работы - доказательство возможности увеличения назначенных ресурсов трансмиссии вертолетов, на примере элементов хвостовой трансмиссии вертолета Ми-2 с возможностью поэтапного продления этим элементам назначенного ресурса, вплоть до назначенного ресурса планера.

Методы исследования. В работе, в зависимости от решаемых задач были использованы аналитические и экспериментальные методы исследований эксплуатационных свойств конструкций, методы статистической классификации объектов и методы МБО-Э анализа.

Достоверность результатов

Основные работы по исследованию выполнены с использованием современных экспериментально-теоретических методов, аттестованного и поверенного оборудования и базируются на общих законах химии, теории прочности, применении апробированных методик, а также сходимостью полученных результатов экспериментальных исследований с теоретическими данными.

Научная новизна состоит в следующем:

- установлены закономерности влияния наработки вала трансмиссии вертолета в реальных условиях на изменение структуры материала изделия;

- введены научно обоснованные допущения, упрощающие расчет изменения физико-химических и прочностных характеристик материала исследуемого изделия;

- на основе теоретических и экспериментальных исследований определены новые критерии, определяющие техническое состояние трансмиссии вертолета;

- разработан новый метод оценки технического состояния вертолетных конструкций для возможности продления их ресурсов, основанный на экспериментальном и расчетном методах определения физико-химических и прочностных характеристик материала;

- обоснованы объемы и периодичность выполнения дополнительных к Регламенту ТО работ, и для контроля в эксплуатации технического состояния изделий с продленными ресурсами.

На защиту диссертационной работы выносятся:

- новый метод оценки технического состояния для возможности продления ресурсов вертолетных конструкций;

- новые критерии для оценки возможности продления ресурсов трансмиссии вертолетов;

- рекомендации по поэтапному продлению назначенного ресурса элементам хвостовой трансмиссии вертолета Ми-2 и назначение режимов контроля элементов хвостовой трансмиссии вертолета Ми-2 с продленным ресурсом при их техническом обслуживании.

Практическая значимость работы заключается в следующем:

- применены новые, полученные в работе критерии, наглядно отображающие изменение химических, физико-механических и прочностных характеристик материала исследуемого изделия, позволяющие существенно повысить характеристики их долговечности и эффективность эксплуатации вертолетов в целом;

- разработан метод продления ресурсов авиационных конструкций, позволяющий снизить время и расходы на данные виды работ, применять его к другим типам отечественных воздушных судов;

- разработаны рекомендации по дополнению Регламента ТО работами с целью поддержания исправности и работоспособности элементов конструкции вертолетов, которым продляется ресурс и с учетом периодичности выполнения этих видов работ.

Личное участие автора.

Автор разработал новый метод оценки технического состояния, основанный на экспериментальном и расчетном методах определения физико-химических и прочностных характеристик материала, позволяющий решать задачи продления ресурса элементов трансмиссии вертолетов по новым критериям. Непосредственно принял участие в выполнении экспериментальных исследований элементов хвостовой трансмиссии вертолетов Ми-2, подтвердивших необоснованность ограничения назначенных ресурсов элементов трансмиссии и, в тоже время возможность поэтапного продления им назначенного ресурса. Диссертант разработал мероприятия для сопровождения работ по поддержанию летной годности вертолетов Ми-2 с продленными ресурсами элементов хвостовой трансмиссии.

Апробация и публикация результатов диссертации. Основные результаты диссертационной работы с достаточной полнотой представлены в четырех докладах на заседаниях научно-технического семинара кафедры «Техническая эксплуатация летательных аппаратов и авиационных двигателей» Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный технический университет гражданской авиации» (МГТУ ГА) в мае 2011 г., в декабре 2012 г., в ноябре 2013 г., и в сентябре 2015 г., на заседании секции Ученого совета в Федеральном государственном унитарном предприятии «Государственный научно-исследовательский институт гражданской авиации» в январе 2014 г, на заседании 71 кафедры инженерно-авиационного обеспечения в Федеральном государственном казенном военном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Военный научный центр «Военно-воздушная академия им. проф. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж) в мае 2015 г и июле 2015 г.

Публикация результатов. Основные результаты диссертации опубликованы в 3 работах автора, 3 из которых - в изданиях, рекомендованных ВАК для публикации материалов кандидатских диссертаций.

В первой главе выполнен анализ методов продления ресурсов, определения технического состояния исследуемых элементов трансмиссии вертолетов, применяемых ранее. Проведен подробный инженерный анализ элементов хвостовой трансмиссии из опыта эксплуатации вертолета Ми-2, приведены случаи досрочной замены промежуточных редукторов, по причине обнаружения трещин в нагруженных зонах.

В заключение главы сделаны выводы, что причинами отказов промежуточных редукторов и хвостового вала являются нарушения технологий изготовления и эксплуатации.

Во второй главе приведены материалы по выбору информативных параметров ресурса конструкций трансмиссии Ми-2, а также методические подходы к их оценке. Здесь также приведено описание оборудования, методов проведения экспериментальных исследований и результаты экспериментов.

Приведены подробные исследования элементов хвостовой трансмиссии вертолета Ми-2, отказавших в эксплуатации. Проведено исследование хвостовых валов, отработавших назначенный ресурс (4500 часов).

Предложены новые критерии ЛЗ и ЛЗтх для оценки изменения химических и физико-механических свойств изделия с наработкой.

В результате проведенных экспериментов установлено, что физико -механические характеристики материала вала (ст. 30ХН2МФА) трансмиссии вертолета Ми-2, подвергшегося эксплуатационному нагружению в течение 4500 часов, максимально изменились на 6,45%, что является в пределе допустимого допуска (10 %). Качество материала вала по микроструктуре отвечает требованиям чертежа и ГОСТ 4543-71. Результаты исследований материала вала дают основания для возможного продления ресурса хвостового вала трансмиссии вертолета Ми-2.

Данные методы исследований с целью определения технического состояния для возможности продления ресурсов элементам ценны еще тем, что стоимость их проведения существенно ниже, чем традиционно проводимые ранее эксплуатационные исследования.

В заключение главы сделаны выводы, что результаты исследований технического состояния хвостового вала вертолета Ми-2 дают основания для возможного продления его ресурса.

Третья глава диссертации посвящена проверочным расчетам на определение запасов прочности с учетом трансформации свойств материала в процессе работы хвостового вала трансмиссии вертолета Ми-2, и сравнение с коэффициентом запаса прочности, установленного разработчиком для материала хвостового вала по данным чертежа хвостового вала трансмиссии вертолета Ми2.

В главе доказывается, что ведущим видом нагружения вала является циклическое нагружение, при котором можно ожидать трещины усталостного характера.

Для хвостового вала трансмиссии характерным, в общем виде, является сочетание переменных напряжений кручения, растяжения, изгиба со статическим крутящим и изгибающим моментами.

Определение запасов усталостной прочности в условиях сложного напряженного состояния производится с помощью операции приведения ассиметричного цикла переменных напряжений к симметричному через известные зависимости (диаграммы усталости).

Предложены новые критерии АКУ и ЛКГпих для оценки изменения прочности материала изделия с наработкой.

В заключение главы сделаны выводы, что запас прочности материала хвостового вала вертолета Ми-2 в процессе выработки ресурса изменился на 0,83%, что существенно ниже предельно допустимого (37,5 %), и это подтверждает необоснованность ограничения назначенного ресурса хвостового вала трансмиссии вертолета Ми-2 до 4500 часов.

В четвертой главе проведен анализ показателей надежности вертолета Ми2. Проведен сравнительный анализ надежности с вертолетом Ми-8.

Предложен порядок продления ресурсов комплектующим изделиям трансмиссии (хвостовой вал, главный вал, промежуточный редуктор, хвостовой редуктор) и предложено внесение в Регламент технического обслуживания работ

с целью поддержания исправности, надежности и работоспособности элементов хвостовой трансмиссии вертолета Ми-2 при ТО. Путем анализа возможностей методов неразрушающего контроля наиболее подходящим для выполнения задач контроля целостности хвостовой трансмиссии вертолета Ми-2, выбран ультразвуковой метод неразрушающего контроля. Внесение дополнительных работ в Регламент технического обслуживания вертолета Ми-2 и определение периодичности их выполнения выполнены с помощью используемой в РФ зарубежной методики MSG-3.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав основного материала, заключения с общим объемом в 124 страницы, включая список цитируемой литературы из 75 наименований, 54 рисунка и 9 таблиц.

Глава 1. Анализ методов продления ресурсов и инженерный анализ повреждаемости хвостовой трансмиссии вертолета Ми-2

1.1 Анализ методов продления ресурсов

В годы постоянного финансирования работ по продлению ресурсов вертолетных конструкций (до распада СССР в 1991 году), проблемами продления ресурсов занимались ГосНИИ ГА, ОКБ, ЦИАМ и другие организации. Продление ресурсов трансмиссии выполнялось путем проведения ресурсных испытаний на экспериментальных стендах, имитирующих нагрузки, которые данные элементы испытывают в реальных полетах. Проводилось это следующим образом:

1. Производился наружный осмотр хвостового вала на предмет выявления дефектов, на правильность сборки всех звеньев хвостового вала, на плавность качения шарниров, на надежность контровки и затяжки элементов, на плавность вращения шарикоподшипников и внешнее состояние антикоррозионного покрытия всех поверхностей комплекта вала;

2. Заполнялись маслом трансмиссионным для гипоидных передач внутренние полости крестовин шарниров карданов;

3. Производился монтаж узлов хвостового вала на стенд для испытания;

4. Производилась обкатка хвостового вала на режимах, которые испытывает вал в полете, в течение времени, на которое планировалось продлить ресурс;

5. Останавливался стенд, элементы трансмиссии подвергались диагностике на предмет обнаружения дефектов, появившихся при обкатке;

6. Результаты испытаний оформлялись документально и делались выводы о возможности продления ресурса.

Данные испытания, в частности, проводились в рижском филиале ГосНИИ ГА и имели большую дороговизну в связи с тем, что трансмиссия испытывалась в течение такого количества часов, на которое планировалось продлить ресурс.

После прекращения финансирования этих работ, в первой половине 90-х годов 20-го века, продление ресурсов трансмиссии выполнялось путем испытания в реальном полете с фиксированием параметров работы трансмиссии. Эти работы, хоть и были гораздо менее продолжительными, однако также требовали больших финансовых затрат.

Основными нормативными документами, регламентирующими продление и установление ресурсов были:

- «Положение об организации и проведении работ по установлению ресурсов и сроков службы гражданской авиационной техники», введенное в действие Приказом МАП от 14.07.83 № 287 и Приказом МГА от 10.01.84 № 5.

- «Инструкция о порядке продления ресурсов и сроков службы воздушных судов, двигателей и их комплектующих изделий в предприятиях гражданской авиации», введенная в действие Приказом МГА от 30.05.87 № 24/и.

- «Положение об организации и проведении работ по установлению ресурсов, сроков службы и методов эксплуатации гражданской авиационной техники в Российской Федерации», утвержденное ДВТ МТ РФ 30.09.94 г.

- «Временное положение об организации и проведении работ по установлению ресурсов и сроков службы гражданской авиационной техники», введенное в действие Приказом ФАС России от 19.02.98 № 47.

В условиях внедрения прогрессивной стратегии эксплуатации по техническому состоянию [57, 59], тем не менее, значительный парк отечественных воздушных судов эксплуатируется в условиях традиционной системы ресурсной эксплуатации и требует дальнейшего развития и совершенствования.

Предлагаемый в данной диссертации метод продления ресурсов трансмиссии существенно снизит расходы на продление.

1.2 Анализ отказавших в эксплуатации элементов хвостовой трансмиссии

вертолетов Ми-2

Элементами хвостовой трансмиссии вертолета Ми-2 являются: хвостовой редуктор, промежуточный редуктор, хвостовой вал, подшипниковые узлы.

Дефектация трех комплектов ЭХТ с максимальной наработкой в эксплуатации (3758-4500 часов) не выявила дефектов, препятствующих увеличению им назначенного ресурса: усталостные повреждения отсутствуют, за исключением трещин по перемычкам отверстий фланцев промежуточного редуктора (по одной трещине каждого картера). Дефект надежно выявляется при визуальном осмотре.

Анализ дефектов деталей ЭХТ, выявленных при ремонтах на МАРЗ ДОСААФ в 2004-2008 г. показал, что основными дефектами, по которым идет отбраковка деталей, являются:

- выкрашивание, коррозия, раковины на рабочих поверхностях зубьев ведущей и ведомой шестерен хвостовых редукторов, наработка которых в эксплуатации составила 2257-3570 часов: поскольку ресурс до первого ремонта (межремонтный) составляет 1500 часов, а индивидуальное продление ресурса осуществляется только до 2000 часов, данный вид дефекта не препятствует увеличению назначенного ресурса хвостовому редуктору;

- трещины по перемычкам отверстий фланца крепления промежуточного редуктора к хвостовой и концевой балкам (выходят наружу) не опасны, надежно обнаруживаются в эксплуатации и, следовательно, данный вид дефекта не препятствует увеличению назначенного ресурса промежуточному редуктору.

В подшипниковых узлах вертолета не было обнаружено никаких признаков абразивного изнашивания и прочих повреждений.

Из приведенных данных по наработкам ЭХТ (данные результатов ремонта промежуточного и хвостового редукторов, главного и хвостового валов вертолета Ми-2 за 2004 - 2006 г, ЗАО «МАРЗ ДОСААФ», от 14.03.2007г.) следует, что не

менее 30 комплектов ЭХТ отлетали 3000-4000 часов, и не менее 8 комплектов -4000-4500 часов.

Начиная с 1994 года, на эксплуатации выявлено пять случаев досрочной замены промежуточных редукторов, по причине обнаружения трещин в наиболее нагруженных зонах, носящие усталостный характер.

1.2.1 Промежуточный редуктор ПР-2 № Р-2891057

Промежуточный редуктор (ПР-2) 42.51.1000 № Р-2891057, отбракованный 17.10.99 г. в связи с обнаружением трещины в галтели колодца под гайку стяжного болта. Трещина выявлена по нехарактерному обмасливанию колодца картера.

Промежуточный редуктор эксплуатировался с 18.09.1999 г. до момента обнаружения трещины на вертолете Ми-2 RA-14271 Вологодского авиапредприятия. Изделие № Р-2891057 изготовлено 10.03.1989 г. предприятием Республики Польша. 17.06.1993 г. при наработке 190 часов с начала эксплуатации промежуточный редуктор проконтролирован на заводе № 406 ГА на соответствие ТУ в рамках ремонта ВС. В процессе выполнения первого капитального ремонта промежуточного редуктора на МАРЗ ДОСААФ 17.06.1996 г. при наработке 1690 часов с начала эксплуатации на изделие установлен картер первой категории. Общая наработка промежуточного редуктора к моменту обнаружения трещина составила с начала эксплуатации 2953 часа, в том числе 1263 часа после капитального ремонта на МАРЗ ДОСААФ. Наработка картера с начала эксплуатации составляет 1263 часа, в том числе 81 час на вертолете Ми-2 RA-14271. Средняя продолжительность полетов вертолетов Ми-2 составляет 30 минут. Следовательно после последнего монтажа ПР-2 картер отработал примерно 162 цикла нагружения. Точные сведения о количестве полетов вертолета Ми-2 RA-14271 отсутствуют.

Исследование картера проводилось по методике, включавшей выполнение следующих работ:

- осмотр и оценка технического состояния картера;

- геометрические измерения;

- вскрытие трещины и анализ изломов на макро- и микроуровнях с оценкой длительности роста трещины в процессе эксплуатации;

- металлографический анализ материала картера;

- спектральный анализ материала детали и оценка его прочностных характеристик путем испытаний на разрыв стандартного образца;

- анализ результатов исследований.

Трещина в материале картера (рисунок 1.1) проходит в основании литейного радиуса R8 мм и по наружной цилиндрической поверхности. Имеет протяженность 21 мм по каждой из указанных поверхностей от литейного угла, притупленного радиусом 1,5 мм. Участок распространения трещины по обеим поверхностям зачищен, поэтому радиус притупления угла 1,5 мм не является истинным. Трещина расположена в наиболее нагруженной зоне картера справа по полету вертолета у болта № 3. Обозначения номеров стыковочных болтов картера ПР-2 условно приняты аналогичным обозначениям, использованным ранее при исследованиях, связанных с расследованием авиационной катастрофы вертолета Ми-2 RA-23597 (заключения № 4375-АК/106 от 30.01.86 г. и № 4729-АТ/106 от 27.08.1986 г.).

На участках зачистки поверхности картера ПР-2 наблюдается три слоя ЛКП: голубого цвета (окраска при изготовлении), темно-красного цвета (окраска по принадлежности к МО) и оранжевого цвета (окраска по принадлежности к ВТ). Окраска картера ЛКП является мероприятием по противокоррозионной защите детали и осуществляется на ремонтных предприятиях. ЛКП темно-красного цвета указывает, что его нанесение произведено при ремонте в целях эксплуатации в авиации МО. Эта окраска может наноситься на деталь первой категории при ее установке в ремонте. ЛКП оранжевого цвета указывает, что его нанесение произведено также при ремонте в целях дальнейшей эксплуатации на ВТ.

Рисунок 1.1 - Картер промежуточного редуктора в состоянии поступления на исследование. Трещина картера указана стрелкой. Обозначение номеров болтов по аналогии с ранее проводимыми исследованиями. Ось Y лежит в вертикальной плоскости полета ВС. Г - ЛКП голубого цвета, К - темно-красного,

О - оранжевого

Согласно паспортным данным, при последнем ремонте ПР-2 № Р-2891057 на него установлен картер первой категории. По этой информации нахождение картера еще в одном ремонте (где он был окрашен в темно-красный цвет) не вписывается в историю эксплуатации ПР-2 № Р-2891057. На наружной цилиндрической поверхности картера имеется этикетка с номером (рисунок 1.2), указывающая на принадлежность детали к ПР-2 № Р-2907095. На внешней поверхности этикетки нанесено ЛКП оранжевого цвета. На участках плотного прилегания головок винтов крепления этикетки к ее полотну и полотна к цилиндрической поверхности картера отчетливо наблюдаются два слоя ЛКП: темно-красного цвета и оранжевого цвета. После демонтажа этикетки установлено, что она была прикреплена к поверхности картера голубого цвета и в процессе последующих окрашиваний не снималась. Под этикеткой наблюдаются три слоя ЛКП: голубого цвета - нижний по большей поверхности накрываемой этикеткой зоны, темно-красный - средний в местах возможного напыления и оранжевый - наружный с незначительным напылением под этикеткой. Таким образом, история эксплуатации исследуемого картера, изложенная в паспорте на ПР-2 № Р-2891057 может соответствовать истинной лишь частично.

а е

Рисунок 1.2 - Этикетка на исследуемом картере промежуточного редуктора с № Р-2907095 (а) с ЛКП оранжевого цвета на поверхности полотна (показано стрелкой) и вид поверхности картера под этикеткой (б) с ЛКП трех цветов

Наружная поверхность исследуемого картера в колодце под стыковочный болт № 3 (зона трещина) имеет значительные коррозионные поражения

(изъязвления) материала (рисунок 1.3). Коррозионные язвы наблюдаются и в сечении трещины на участке ее прохождения по литейному радиусу R 8 мм. На опорной поверхности фланца картера под шайбой гайки стяжного болты коррозии нет. Состояние поверхности удовлетворительное, признаки работы узла в условиях недозатяжки болтового соединения отсутствуют.

I а

поверхность излома по вскрытой трещине

о

Рисунок 1.3 - Коррозионные поражения (указаны стрелками) поверхности картера в кольце под стыковочный болт № 3 (а) и в сечении трещины (б) по поверхности литейного радиуса R 8 (вид после вскрытия трещины)

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Семенихин Роман Леонидович, 2016 год

Список литературы

1. Балашов, Б.Ф. Конструкционная прочность материалов и деталей ГТД. [Текст]: Руководство для конструкторов / Б.Ю. Балашов, Р.А. Дульнев, Т.П. Захарова и др. - Тр. ЦИАМ № 835. - 1979. - 522 с.

2. Бегагоен, И.А. Исследование и методика ускоренных испытаний на выносливость ступенчато-увеличивающейся нагрузкой [Текст] / И.А. Бегагоен. -М.: Машиностроение, - 1970. - № 2. - 23 с.

3. Биргер, И.А. Вероятность разрушения, запасы прочности и диагностики [Текст] / И.А. Биргер // в книге «Проблемы механики твердого деформируемого тела». - Л.: Судостроение, - 1970.

4. Бородин, Н.А. Сопротивление материалов [Текст] / Н.А. Бородин. - М.: Дрофа, 2001. - 288 с.

5. Бутушин, С.В. Обеспечение летной годности воздушных судов гражданской авиации по условиям прочности [Текст] / С.В. Бутушин, В.В. Никонов, Ю.М. Фейгенбаум, В.С. Шапкин. - М: МГТУГА, 2013. - 768 с.

6. Выборное, Б.И. Ультразвуковая дефектоскопия [Текст] / Б.И. Выборнов. - М.: Металлургия, 1974. - 240 с.

7. Горелик, С.С. Рекристаллизация металлов и сплавов [Текст] / С.С. Горелик. - М.: Металлургия, 1978. - 568 с.

8. Гишваров, А.С. Анализ эксплуатационных разрушений летательных аппаратов и двигателей [Текст]: учебное пособие / А.С. Гишваров. - Уфа: УГАТУ, 2003. - 289 с.

9. Гордеева, Т.А. Анализ изломов при оценке надежности материалов [Текст] / Т.А. Гордеева, И.П. Жегина. - М.: Машиностроение, 1978. - 200 с.

10. ГОСТ 10006-80. Трубы металлические. Метод испытания на растяжение [Текст]. - М.: Стандартинформ, 2010. - 11 с.

11. ГОСТ 27.002-89. Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения [Текст]. - М.: Издательство стандартов, 1990. - 32 с.

12. ГОСТ 4543-71. Прокат из легированной конструкционной стали. Технические условия [Текст]. - М.: Издательство стандартов, 2000. - 40 с.

13. ГОСТ 9013-59. Металлы. Метод измерения твердости по Роквеллу [Текст] - М.: Издательство стандартов, 2011. - 7 с.

14. Гуляев, А.П. Металловедение [Текст] / А.П. Гуляевю - М.: Металлургия, 1977. - 647 с.

15. Дасковский, И.М. Проблемы прочности [Текст] / И.М. Дасковский, В.Ф. Лыс, Ю.И. Устинщиков. - М., 1987. - № 10. - с. 26-34.

16. Дефектоскопия деталей при эксплуатации авиационной техники [Текст] / под ред. П.И. Беды. - М.: Воениздат, 1978. - 231 с.

17. Дорофеев, А.Л. Электромагнитная дефектоскопия [Текст] / А.Л. Дорофеев, Ю.Г. Казаманов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1980. - 232 с.

18. Ермолов, И.Н. Теория и практика ультразвукового контроля [Текст] / И.Н. Ермоловю - М.: Машиностроение, 1981. - 240 с.

19. Иванова, В.С. Природа усталости металлов [Текст] / В.С. Иванова, В.Ф. Терентьев. - М: Наука, 1979. -301 с.

20. Кирпичев, И.Г. Вопросы государственного контроля и регулирования процессов сервисного сопровождения эксплуатации авиационной техники в задачах поддержания летной годности [Текст] / И.Г. Кирпичев, В.С. Шапкин. - М: НЦ ПЛГ ВС ГосНИИГА, 2005. - 448 с.

21. Кишкина, С.И. Сопротивление разрушению алюминиевых сплавов [Текст] / С.И. Кишкина. - М.: Металлургия, 1981. - 158 с.

22. Коллакот, Р. Диагностика повреждений [Текст] / Р. Коллакот. - М.: Мир, 1989. - 516 с.

23. Контроль технической исправности самолетов и вертолетов [Текст] / под ред. В.Г. Александрова. - М.: Транспорт, 1976. - 360 с.

24. Крылов, К.А. Долговечность узлов трения самолетов [Текст] / К.А. Крылов, М.Е. Хаймзон. - М.: Транспорт, 1976. - 183 с.

25. Лозовский, В.Н. Диагностика авиационных деталей [Текст] / В.Н. Лозовский, Г.В. Бондал, А.О. Каксис, А.Е. Колтунов. - М.: Машиностроение, 1988. - 280 с.

26. Махутов, Н.А. Прочность, ресурс, живучесть и безопасность машин [Текст] / Н.А. Махутов. - М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2008. - 576 с.

27. Машошин, О.Ф. Диагностика авиационной техники [Текст] / О.Ф. Машошин. - М.: МГТУ ГА. - 2007. - 141 с.

28. Машошин, О.Ф. Инструментальные методы диагностики авиационной техники [Текст] / О.Ф. Машошин. - М.: МГТУ ГА. - 2010. - 88 с.

29. Машошин, О.Ф. Методика определения технического состояния авиадвигателей по анализу выбега роторов [Текст] / О.Ф. Машошин, Р.Л. Семенихин // Научный вестник МГТУ ГА. - 2005. - № 85. - С. 46 - 50.

30. Межгосударственный авиационный комитет. Комиссия по расследованию авиационных происшествий. Окончательный отчет по результатам расследования авиационного происшествия с вертолетом Ми-8АМТ ЯА-22968 [Электронный ресурс]. - 55 с. - Режим доступа: http://www.mak.ru/russian/investigations/2009/report_ra-22968.pdf

31. Методы испытания, контроля и исследования машиностроительных материалов [Текст]: в 3 т. Т.2: Методы исследования механических свойств металлов / под ред. А.Т. Туманова. - М.: Машиностроение, 1974. - 320 с.

32. Миркин, Я.И. Рентгеноструктурный анализ [Текст] / Я.И. Миркин. - М.: Металлургия, 1976. - 200 с.

33. Мэнсон, С.С. Температурные напряжения и малоцикловая усталость [Текст] / С.С. Мэнсон. - М.: Машиностроение, 1974. - 344 с.

34. Нагибина, И.М. Фотографические и фотоэлектрические спектральные приборы и техника эмиссионной спектроскопии [Текст] / И.М. Нагибина, Ю.К. Михайловский. - Л.: Машиностроение, 1981. - 247 с.

35. Нотт, Дж. Ф. Основы механики разрушения [Текст] / Дж. Ф. Нотт. - М.: Металлургия, 1987. - 217 с.

36. Партон, В.З. Механика разрушения. От теории к практике [Текст] / В.З. Партон. - М.: Наука, 1998. - 239 с.

37. Пивоваров, В.А. Диагностика авиационной техники. Диагностика повреждаемости авиационных конструкций [Текст]: учебное пособие / В.А. Пивоваров, С.Г. Хрустиков, В.А. Коротков. - М.: МГТУ ГА, 2008. - 72 с.

38. Пивоваров, В.А. Повреждаемость и диагностирование авиационных конструкций [Текст] / В.А. Пивоваров. - М.: Транспорт, 1994. - 209 с.

39. Пивоваров, В.А. Рекомендации по установлению ресурсов вертолету Ми-2 [Текст] / В.А. Пивоваров, Р.Л. Семенихин // Научный вестник МГТУ ГА. -2012. - № 179 (5). - С. 107 - 113.

40. Пинегин, С.В. Влияние внешних факторов на контактную прочность при качении [Текст] / С.В. Пинегин. - М.: Наука, 1972. - 102 с.

41. Постников, В.С. Внутреннее трение в металлах [Текст] / В.С. Постников. - М.: Металлургия, 1974. - 351 с.

42. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий [Текст]: справочник: в 2 кн. / под общей ред. В.В. Клюева - М.: Машиностроение, 1986.

43. Работнов, Ю.Н. Ползучесть элементов конструкций [Текст] / Ю.Н. Работнов. - М.: Наука, 1986. - 261 с.

44. Разрушение [Текст]: в 7 т. - Т. 1: Микроскопические и макроскопические основы механики разрушения / перевод с англ. А.Ю. Ишлинского. - М.: Мир, 1973. - 514 с.

45. Расчеты и испытания на прочность в машиностроении. Классификация видов поверхностей разрушения (изломов) металлов [Текст]: рекомендации. - М.: ВНИИНМАШ, 1976.- 45 с.

46. Румянцев, С.В. Радиационная дефектоскопия [Текст] / С.В. Румянцев. -2-е изд. - М.: Атомиздат, 1974. - 512 с.

47. Румянцев, С.В. Справочник по радиографическим методам неразрушающего контроля [Текст] / С.В. Румянцев, А.С. Штань, В.А. Гольцев; под ред. С.В. Румянцева. - М.: Энергоиздат, 1982. - 240 с.

48. Русаков, А.А. Рентгенография металлов [Текст] / А.А. Русаков. - М.: Атомиздат, 1977. - 479 с.

49. Самойлович, Г.С. Неразрушающий контроль металлов и изделий [Текст]: Справочник / Г.С. Самойлович. - М.: Машиностроение. 1976. - 56 с.

50. Сапунов, В.М. Вихретоковый контроль лопаток турбин газотурбинных двигателей [Текст] / В.М. Сапунов, П.И. Беда // Журнал «Техника и вооружение». М: Техинформ, 1985. - № 5. - 31 с.

51. Семенихин, Р.Л. Оценка ресурсоспособности хвостового вала трансмиссии вертолета Ми-2 [Текст] / Р.Л. Семенихин // Научный вестник МГТУ ГА. - 2010. - № 160. - С. 108 - 115.

52. Семенихин, Р.Л. Расчетная оценка запаса прочности хвостового вала вертолета Ми-2 [Текст] / Р.Л. Семенихин // Научный вестник МГТУ ГА. - 2014. -№ 205 (7). - С. 81 - 85.

53. Серенсен, С.В. Несущая способность и расчеты деталей машин на прочность [Текст] / С.В. Серенсен, В.П. Когаев, Р.М. Шнейдерович. - М.: Машиностроение, 1975. - 465 с.

54. Серьезнов, А.Н. Методы и средства измерений в прочностном эксперименте [Текст] / А.Н. Серьезнов, А.К. Шашурин. - М.: МАИ, 1990. - 198 с.

55. Сизова, Р.Н. Влияние малоциклового нагружения на хрупкую прочность конструкционных материалов [Текст] / Р.Н. Сизова // Доклады Всесоюзного рабочего симпозиума по вопросам малоцикловой усталости: сборник научных трудов. - Каунас, 1971. - 125 с.

56. Сиротин, Н.Н. Конструкция и эксплуатация, повреждаемость и работоспособность газотурбинных двигателей [Текст]: учебник / Н.Н. Сиротин. -М.: РИА «ИМИНФОРМ», 2002. - 439 с.

57. Смирнов, Н.Н. Обслуживание и ремонт авиационной техники по состоянию [Текст] / Н.Н. Смирнов, А.А. Ицкович. - М: Транспорт, 1980. - 229 с.

58. Смирнов, Н.Н. Основы поддержания летной годности воздушных судов [Текст] / Н.Н. Смирнов, Ю.М. Чинючин. - М: МГТУГА, 2012. - 100 с.

59. Смирнов, Н.Н. Основы теории технической эксплуатации летательных аппаратов [Текст]: учебник / Н.Н. Смирнов, Ю.М. Чинючин и др. - М: МГТУГА, 2015. - 579 с.

60. Степаненко, В.А. Микроструктурные особенности усталостного разрушения малоуглеродистой стали [Текст] / В.А. Степаненко, А.Я. Красовский // Журнал «Проблемы прочности». - Киев, - 1974. - № 7. - 54 с.

61. Терек, Т. Эмиссионный спектральный анализ [Текст]: в 2 т / Т. Терек, И. Мика, Э. Гегуш. - М.: Мир, 1982.

62. Феодосьев, В.И. Сопротивление материалов [Текст] / В.И. Феодосьев. -М., 1999. - 592 с.

63. Фридляндер, И.Н. Алюминиевые деформированные конструкционные сплавы [Текст] / И.Н. Фридляндер. - М.: Металлургия, 1979. - 208 с.

64. Фридман, Я.Б. Механические свойства металлов [Текст]: в 2 ч. Ч.1: Деформация и разрушение / Я.Б. Фридман. - М.: Машиностроение, 1974. - 472 с.

65. Чинючин, Ю.М. Технологические процессы технического обслуживания летательных аппаратов [Текст] / Ю.М. Чинючин. - М: Университетская книга, 2008. - 408 с.

66. Шорр, Б.Ф. Об одном возможном подходе к вероятностной оценке вибрационной прочности деталей турбомашин [Текст] / Б.Ф. Шорр, Е.А. Локштанов, Ю.М. Халатов // Журнал «Проблемы прочности». - Киев, 1972. - 11 с.

67. Ямпольский, В.И. Выявление признаков проявления неисправностей при анализе параметрической информации [Текст] / В.И. Ямпольский, Ю.Г. Ашихин // Труды МИИГА «Инженерное авиационное обеспечение безопасности полетов». М.: РИО МИИГА, - 1985. - с. 16-21.

68. Ямпольский, В.И. Контроль и диагностирование гражданской авиационной техники [Текст] / В.И. Ямпольский, Н.И. Белоконь, Б.Н. Пилопосян. - М.: Транспорт, 1990. - 184 с.

69. АС 1.1.MSG-3-2008. Основные положения по разработке требований к плановому техническому обслуживанию [Текст]: изменение 2007.1. - М.: ФГУП «НИИСУ», 2008. - 67 с.

70. ATA MSG-3. Operator/Manufacturer Scheduled Maintenance Development [Текст]: revision 2003.1. - Air Transport Association of America, 2003. - 74 p.

71. Hibbeler, R.C. Statics and Mechanics of Materials [Текст] / R.C. Hibbeler. -Pearson Prentice Hall, 2004. - 800 p.

72. Mills, K. Fractography [Текст] / K. Mills // Metals Handbook: Volume 12. -American Society of Metals, 1991. - 517 p.

73. Morishita T. Thermal Fatigue of Inco-713C and In-100 Gas Turbine Blades [Текст] / T. Morishita, K. Miwa // Tokyo Joint International Gas Turbine Conference and Product Show. - The Society of Mechanical Engineers. - May 31, 1971.

74. Tilly, G.P. Laboratory Simulation of Thermal Fatigue Experienced by Gas Turbine Blading [Текст] / G.P. Tilly. - London, 1973. - 95 p.

75. Zehnder, A.T. Fracture Mechanics [Текст] / A.T. Zehnder. - Springer Netherlands, 2012. - 226 p.