齒輪干運轉(zhuǎn)技術研究進展報告

1、齒輪干運轉(zhuǎn)技術研究進展報告一、緒言直升機減速器潤滑系統(tǒng)出現(xiàn)故障，齒輪軸承將處于無潤滑油工作狀態(tài)，使減速器在短時間內(nèi)破壞，造成災難性的后果。美國、歐洲、日本和俄羅斯均對直升機有3060分鐘不等的干運轉(zhuǎn)能力要求，以便飛行員脫離作戰(zhàn)環(huán)境。出于國防、經(jīng)濟和技術考慮，國外對提高直升機潤滑系統(tǒng)應急能力的措施嚴加保密。我們查到的研究提高齒輪干運轉(zhuǎn)能力的方法有：1.選用耐高溫軸承齒輪材料航空高性能齒輪鋼的發(fā)展已經(jīng)歷三代：第一代齒輪鋼是以aisi9310鋼為代表的低合金表層硬化鋼，我國現(xiàn)用航空齒輪鋼如12crni3a、12cr2ni4a、16crni3moa 、16cr3niwmovnba 等都屬于第一代齒輪鋼

2、，使用溫度只能維持在250以下。第二代齒輪鋼區(qū)別于第一代的主要特征是耐溫性能高，其代表鋼種為m50nil,可在350以下穩(wěn)定使用。第三代齒輪鋼中gearmet c69合金表層硬度可達hrc69芯部硬度hrc50以上，應用于包括直升機傳動機構(gòu)在內(nèi)的齒輪可減重50%。css-42l鋼的室溫硬度達到hrc68, 430下為hrc62，直到535仍可保持在hrc58以上。 2. 添加劑為磷酸酯或聚苯硫醚的油霧潤滑 在正常工作情況下輔助油箱保存一定量的潤滑油，壓力探測器探測到失油狀態(tài)后將包含高濃度磷酸脂的添加劑間隔地注入輔助油箱的潤滑油中。輔助潤滑系統(tǒng)采用油霧潤滑，運用流動的壓縮空氣將含磷酸酯添加劑的潤

3、滑油變成油霧送到齒輪軸承表面，油霧在齒輪軸承表面生成一層潤滑保護膜。3.表面改性技術 （a）齒輪干運轉(zhuǎn) (b) 表面含3%mos2齒輪干運轉(zhuǎn)改性后的齒輪表面抗磨性（b）明顯好于未改性齒輪（a） 4. 增加一套應急液壓滑潤系統(tǒng) 主滑油泵和輔助滑油泵共用一個油池。在正常工作狀態(tài)下通過主滑油泵提供潤滑油，潤滑油經(jīng)外部管路進入散熱器冷卻后通過油濾進入主減速器內(nèi)部，當外部管路或散熱器被損壞時，主減速器內(nèi)潤滑油池液面由于泄漏逐漸降低直至主滑油泵吸不到潤滑油為止，此時輔助滑油泵單獨供油，潤滑油不經(jīng)冷卻直接進入油濾，使主減速器機匣內(nèi)部潤滑油路壓力維持在較低水平。二、 研究內(nèi)容由于國外對直升機減速器潤滑系統(tǒng)的應

4、急措施研究嚴加保密，我們相信一定還有一些尚未公開的技術，但每種方法均有局限性，單純依靠一種方法具有很高的技術難度、成本也高，如選用合適的2種或2種以上方法利用協(xié)同效應，效果會更好、成本也不高。油霧潤滑和油氣潤滑都屬于氣液兩相流體的冷卻潤滑技術，都是微量潤滑。雖然油霧潤滑具有良好的潤滑效果，但有許多缺點，與油氣潤滑相比相形見絀：（1）油氣潤滑適用于高溫、重載、高速或極低速以及軸承座有水和臟物侵入的場合，而油霧潤滑對在重載和高速的場合潤滑效果欠佳；（2）油氣潤滑適應任何粘度的機械油以及半流動干油，可以使用含有固體成分的添加劑；而油霧潤滑適應粘度1000cst 的機械油，不能使用含有固體成分的添加劑

5、如石墨、鋁粉和二硫化鉬；（3）油氣潤滑耗油量是油霧潤滑的1/10, 壓縮空氣能更好地散熱不會產(chǎn)生多余的熱量；而油霧潤滑過量的潤滑油會產(chǎn)生多余的熱量不利于冷卻;（4）油氣潤滑時油氣分離油不被霧化、不污染環(huán)境；而油霧潤滑在排出的壓縮空氣中含有少量的懸浮油粒污染環(huán)境、對操作人員的健康不利。研究內(nèi)容：1.選用多種添加劑進行油霧潤滑和油氣潤滑對比試驗，找出抗磨性最好的添加劑2.表面改性技術在原有的基礎上繼續(xù)研究三、 研究進展1. 5%添加劑的926航空油的油霧潤滑在926航空油中添加5%的t321、t307、zddp、t391分別做12cr2ni4a鋼副的45min噴油霧摩擦磨損試驗（上下試樣相對滑動速

6、度2.62m/s載荷100n），待摩擦系數(shù)急劇上升時噴一次油霧， 每次噴量為0.01ml, 每次噴的時間為10秒鐘，結(jié)果發(fā)現(xiàn)幾種添加劑均改善了干運轉(zhuǎn)的磨損狀況，抗磨效果最好的是zddp和t391。含5%t391的添加劑運轉(zhuǎn)45min磨損量僅是干運轉(zhuǎn)12min的1/54。 干運轉(zhuǎn)12min 926初油5%t307 5%t3215%zddp 5%t391 5%添加劑926航空油的油霧潤滑摩擦系數(shù)2. 2%添加劑的dod航空油的油霧潤滑在dod航空油中添加2%的t321、t307、zddp、t391添加劑做12cr2ni4a鋼副的45min摩擦磨損試驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)上下試樣在相對滑動速度2.62m/s載

7、荷100n時幾種添加劑均改善了干運轉(zhuǎn)的磨損狀況，抗磨效果好的是zddp和t391，抗磨效果最好的是2%t391。3. t391抗磨損的最佳百分含量分別做質(zhì)量分數(shù)1%t391、2% t391、3.5% t391dod航空油的油氣潤滑摩擦磨損試驗， 發(fā)現(xiàn)2% t391dod的抗磨效果好于其余兩種，1%t391dod的抗磨效果最差。4.離子注入均勻性研究常規(guī)離子注入層較?。ú淮笥?m），且離子注入是一個“視線加工”，只有暴露在離子束下的工件表面才能被離子注入，而對于其他表面，不得不采用帶有自轉(zhuǎn)加公轉(zhuǎn)的復雜轉(zhuǎn)動靶臺來解決之，甚至存在工件即使運動也無法完成凹面或內(nèi)腔處理的情況，這就促使全方位離子注入技術

8、的發(fā)展，它可在較簡單的裝置中實現(xiàn)對異形工件和多個工件批量地進行全方位的離子注入。全方位離子注入的原理如下：在處理時，先將工件置于真空室內(nèi)，采用熱陰極、射頻（rf）、電子回旋共振（ecr）、金屬蒸汽真空弧放電（mevva）等多種方法產(chǎn)生彌漫在整個真空室內(nèi)psii所需的等離子體，這樣工件就直接湮沒在等離子體中。若以工件為陰極，真空室壁為陽極，施加一高壓脈沖，正離子在電場作用下被加速，射向工件表面并注入工件表面。對表面導電的工件，由于電場總垂直于工件表面，只要近表面處的等離子體荷電分布比較均勻， 對形狀復雜的工件都可得到相當均勻的注入表層。但根據(jù)所查資料，目前全方位離子注入適用于非金屬離子，而對多數(shù)金屬離子不適應。四、 下一步工作1. 用2%幾種添加劑做油氣v=5-7m/s的相對滑動速度的摩擦實驗，檢驗幾種添加劑中t391是否抗磨損性能最好2.進行v=5-7m/s油霧和油氣摩擦磨