"justify">? високий рівень ізотермічних і неізотермічних навантажень;
? високий рівень динамічних навантажень;
? тривалі статичні навантаження.
Під впливом підвищених термічних напружень і підвищених температур, в порівнянні з номінальними значеннями, в певних умовах виникають наступні термічні пошкодження: перегрів матеріалу елементів конструкції; обгорання пера лопатки; витяжка робочих лопаток турбіни; тріщини повзучості; підвищена ступінь окислення; розтріскування і прогар кромок лопаток (рис. 31).
Рис. 31. Типові пошкодження елементів конструкції турбіни: а - ерозійний знос передніх кромок лопаток турбіни вулканічним попелом; б - наріст вулканічного попелу на торці робочої ло?? аткі турбіни; в - утворення термальних міхурів і закупорка отворів для проходу охолоджуючого повітря; г - обрив робочої лопатки турбіни в результаті зростання втомної тріщини до критичного значення; д - обгорання робочих лопаток ТНД; е - тріщина повзучості і окислення матеріалу робочої лопатки ТНД
Пошкодження від дії вібраційних навантажень зустрічаються на всіх типах ВМД, що експлуатуються в різних країнах світу. Ці ушкодження пов'язані з підвищеним рівнем змінних напруг, що виникають в деталях при їх коливаннях, з якістю виготовлення і режимом навантаження. Режим навантаження впливає як на межа втоми, так і на термоциклічною довговічність.
Ізотермічні і неізотермічні режими навантаження справляють істотний вплив на виникнення пошкоджень малоцикловой втоми. Малоциклова неізотерміческімі нагружение деталей гарячої частини ГТД характеризується істотною нестационарностью. Ця нестаціонарність проявляється у зміні навантаження (розмаху напруг або деформацій), різниці температур, тривалості циклу і розвиваються деформаціях повзучості.
Під дією підвищених динамічних навантажень при наявності концентраторів напружень, погіршення фізико-механічних властивостей матеріалу і температурного стану виникають втомні пошкодження робочих лопаток турбіни і лопаток СА (рис. 32 б). У результаті такого впливу виникають втомні тріщини в пазах замкової частини лопаток. В експлуатації при певних умовах можливе розтріскування захисного покриття та створення умов для прискорення корозії (рис. 32 а).
Рис. 32. Пошкодження лопаток СА ТВД двигуна CFM56-5B: а - руйнування захисного покриття; б - втомні тріщини на внутрішній бандажної полиці
Під дією тривалих статичних навантажень разом із підвищеними температурами накопичується деформація гарячих статично навантажених елементів авіадвигунів, за якими можна судити про вироблення ресурсу (рис. 33).
Рис. 33. Процедура контролю лопаток на предмет наявності залишкової деформації
3.2.4 Підшипники опор роторів
Всі пошкодження і руйнування підшипників, що відбуваються в умовах експлуатації, можуть бути умовно розділені на наступні групи:
? руйнування від втоми матеріалу;
? ушкодження від підвищеного зносу;
? руйнування, викликані зміною зазорів і посадок між деталями підшипників і опорами ротора;
? пошкодження з подальшим руйнуванням через недостатню мастила при запуску, через короткочасного або повного припинення подачі масла при роботі двигуна.
Втомне руйнування підшипників кочення проявляється у вигляді ямок або викришування матеріалу доріжок кілець і тіл кочення, в експлуатації це відбувається через черезмерного збільшення навантажень на підшипник або застосування матеріалу з дефектами і порушення технології виготовлення. Зростання навантажень на підшипник є наслідком збільшення неврівноваженості ротора, порушення вимог ТУ при монтажі підшипників на заводі-виробнику або при ремонті.
Знос деталей підшипників вище допустимого, особливо тіл кочення і поверхонь кілець, призводить до збільшення радіальних зазорів в підшипнику і до зміщення ротора на величину, що перевищує значення, передбачене ТУ. Надмірний знос тіл кочення викликає пошкодження інших деталей, що омиваються маслом. Через тертя зовнішнього кільця про напрямні борта при розбіжності сепаратора під дією відцентрових сил відбувається знос останнього.
Пошкодження підшипників кочення від прослизання відбувається в режимі роботи підшипника з підвищеним, зазвичай радіальним, зазором, коли дія певних невеликих навантажень призводить до відносного прослизанню поверхонь кочення. Прослизання частіше проявляється в роликопідшипниках опор ротора турбіни двигунів, рідше - в шарикопідшипниках. Основними причинами прослизання роликопідшипника в п...
