TB飞机起落架机轮轴承失效的原因分析及维护(doc 8页)TB飞机起落架机轮轴承失效的原因分析及维护B8913号TB20飞机在执行本场起落训练过程中，飞行教员发现飞机着陆滑跑，起飞滑跑及起飞以后，飞机发生剧烈的抖动甚至于越来越剧烈，造成飞机滑跑困难。

几个起落以后，飞行教员果断采取措施，退出飞行训练。

经机务人员检查发现：前机轮轴承由于高温而熔化咬死，带动轮轴旋转，轮轴与轮叉发生滑动干摩擦，产生的热量将轮轴和轮叉部分熔化，产生巨大的变形，机轮组件几乎从轮叉上脱落。

由于飞行教员果断的抉择，才避免了一场安全事故的发生。

由此可见，机轮轴承不仅用来支承机轮，引导机轮的旋转方向，减小转动过程中的摩擦，并承受机轮和轮轴之间的各种载荷。

而且，轴承对飞机的工作性能、寿命、各项经济指标及可靠性都有很大影响，甚至在某些情况下也会造成飞行安全事故。

一、轴承的基本结构及受力分析TB飞机机轮轴承为铁姆肯(Timken)公司生产的圆锥形轴承，它由四部分组成：内滚道、外滚道、圆锥滚棒和保持架。

正常情况下，内滚道、外滚道和滚棒承受载荷，而保持架使滚棒相互均匀地隔开，以免互相碰撞和摩擦，并使每个滚棒均匀和轮流地承受相等的载荷。

内滚道、滚棒和保持架合称为滚道组件。

通常它和外滚道是可分的(外滚道固定在可分解的轮毂上的)，使安装轴承比较方便。

轴承采用低碳钢，经表面渗碳处理，它使轴承有适合的硬度，抗疲劳、忍性的综合性能。

正常使用情况下，轴承的最大温度范围在120-150℃，短时温度可达175℃，最大周期接触应力在2100～3100MPa，而保持架通常用低碳钢制成。

由于圆锥轴承的几何特点及设计特点，它可以承受经向和轴向的综合载荷。

外滚道与轴承中心线的夹角越大，能承受的轴向推力和经向推力的比值越大，滚棒和滚道的接触线越长，那么承受载荷的能力越强。

飞机处于不同的工作状态，轴承的受力情况不同：1.飞机处于静止状态，轴承主要承受静止载荷。

飞机的重力产生的停机载荷—P通过轴承的滚棒传递给外滚道，即轮毂。

P可沿轴向分解为轴向力N和垂直于外滚道的力F。

如图所示，P所产生的对外滚道的压力远大于P在这个轮子上的分力，对滚道施加很大的压强。

2.飞机在地面滑行时，主要也承受垂直载荷。

由于地面的不绝对平整，飞机的上下震动的幅度大于飞机的重力。

3.着陆时，机轮接地的瞬间首先主要是受到巨大的静止垂直冲击载荷，继5.变形失效轴承由于过载包括局部过载而使接触面发生塑性屈服，称为塑性变形失效；轴承的塑性变形对轴承工作状况的主要影响实质上是几何变形。

所以轴承尤其不能承受过载，冲击载荷及振动(特别当轴承未运转时)。

如飞机在着陆过程中，过大的冲击载荷所产生的一种永久变形，这类压痕和凹陷在滚道上的分布必然与滚珠的分布有一定的对应关系，在轴承的分解过程中是可以观察到的现象。

软化则是在滚动轴承中另一种塑性变形现象。

由于轴承内部产生的热量大于放出的热量，从而导致不稳定的热平衡，工作温度的升高，将会导致润滑剂的变质失效，轴承咬合以及钢材的软化，使疲劳寿命降低。

构件严重的热软损坏，有时可根据变色和显著塑性变形的形貌加以辨认。

三、加强对轴承的科学维护(a)贯彻预防为主的方针对轴承的维护，关键是要采取预防为主的方针。

假如轴承在使用寿命期内发生失效，务必要找出失效的原因，并且提出消除与控制这种失效的措施，做好预防工作。

其次，在轴承的失效过程中，往往是一个组件失效后，或者一种失效模式发生后，轴承还在继续非正常工作运转并引发其他失效模式，使大量机件同时遭到破坏，在比较复杂的情况下容易引发更大的事故。

所以，对每一种失效模式都要重视。

一旦发现轴承的一种失效，要及时进行更换，以预防事故的发展。

(b)利用科学的管理手段，制定最优的维护方案维修管理是一个系统的工程，在这个过程中我们要贯策预防为主的方针和以可靠性为中心的维修思想。

维修管理是一动态的过程，在这个过程中，要把我们的丰富的维修经验与维修理论相结合，上升到一个更高的层次，制定出最优的维修方案。

这样才不仅使我们的每一架单机的维修质量提高，而且有益于整个机群的维护质量的提高。

例如8913飞机前轮轴承的问题。

由于机轮尺寸小，机轮轴承离地很近，在地面滑跑的过程中很容易吸附水气，杂质等物，再由于我院飞行计划的特点，如进厂维修，寒暑假等，使得飞机停厂时间较长，润滑脂更容易变硬，变质。

轴承在长期停止工作的过程中润滑状况较差，轴承的工作环境异常的恶劣。

我院的飞机主要用于飞行教学训练，起落次数多，受冲击载荷的频率高，机场环境差。

从对此飞机轴承的痕迹特征来分析，曾经产生多种失效模式。

每一种失效模式在其他轴承上都有过发生，只不过往往是以单一的形式发生，锈迹和红褐色的物质表明轴承过度磨损，产生Fe2O3微小颗粒，有疲劳剥落痕迹。

由于磨损以后间隙较大，滚棒发生严重歪斜，产生滑动摩擦，产生大量的热，并发生金属转移和粘着，外滚道上有滚棒分布一致的倾斜压痕表明，轴承在滚棒倾斜以后承受了较大的冲击载荷，发生塑性变形。

根据这一情况制定了合理的维修方案。

①定时报废润滑脂，时间间隔为日历时间半年这种方法，最低限度地保证了机群内所有飞机轮轴的润滑和清洁状况良好，也同时对轴承的状况进行检查。

实践证明，这是很有效，成本最低的方法。

②加强飞机停放期间的维护保养工作。

把停放期间对轴承的保养作为运转飞机的一个重要项目。

在运转飞机时，拖动飞机，使轴承的润滑状况良好。

③对轴承定期制定了更全面的检查项目，统一检查的标准，一旦发现轴承失效，及时更换。

重点对常见故障模式的检查。

飞机寿命已经进入老年阶段，疲劳失效变的很明显，很容易地发现外滚道上出现了疲劳剥落。

由前面的分析我们可知，外滚道的疲劳寿命比内滚道大，如果外滚道也出现疲劳剥落，说明已经完全达到了轴承的疲劳寿命，要及时更换轴承及轮毂。

还例如，加强对外圈座的检查。

虽然它不属于轴承，但是它与轮毂一体是由铝合金制造，受润滑脂氧化的酸性物质影响，腐蚀比其他地方严重得多。

由于受着陆，突然加速等冲击载荷的作用，容易破裂，使轴承外滚道松脱，造成中心线失调，对轴承工作的影响很大。

再例如，由于飞行中起落频率高，加强对变形失效的检查也是一个重点，尤其飞机发生重着落以后。

(c)实践工作中的注意事项。

实践工作中除了要按维护工作单的内容完成对轴承的检查和维护以外，还有一些特别要注意的事项：①对轴承在润滑前要进行彻底的清洁，不要留下残留物。

由于轴承离地很近，轴承很容易有外来的杂质，还有磨损的产物及润滑脂氧化的酸性物质，以及水分都必须要清除干净。

由于轴承在易挥发的溶剂中清洗后，水分会很快地凝结在表面，抹上油脂后很难挥发掉，而且导致对钢的腐蚀，所以在润滑前要吹除水分。

②防止污染物。

轴承的检查和维护要在洁净的工作台上进行，不要在地面进行，防止外界物质进入。

同时还要防止轴承经受摔打。

③正确的润滑。

使用飞机厂家规定牌号和等级的润滑脂，润滑脂的量要占壳体空间的1／3—1／2。

④正确安装轴承，不要强装。

安装不要过紧，但也不要太松，以免轴向游隙过大。

⑤作好飞机的减震系统的维护，保证飞机有良好的减震性能。

飞机在着陆，滑跑过程中都会受到冲击载荷和振动。

保证处于适合的减震工作条件是很重要的。

⑤正确的使用飞机，培养学生的安全意识，避免飞机重着落。

总之，只要我们用认真的态度，科学的方法，对轴承故障进行分析，不断提高维修技术和管理水平，能极大地保证我们飞行训练机群的质量，确保飞行安全。

一、起落架的布置型式起落架按机轮支点数目和位置来分，一般有以下三种型式。

1．前三点式(图8．7)前三点式起落架的两组主乾布置在飞机重心的稍后处，另一(或一组)前轮布置在飞机头部。

这种型式在现代喷气式和涡轮螺桨式飞机上桩广泛采用，主要原因有以下几点。

(1)飞机在地面运动的方向稳定性好．两主轮上的摩擦力合力户，绕飞机重心的力矩将减小偏向，使飞机转回到原来方向滑跑(图8．8(a))。

(2)飞机着陆时可猛烈刹车而不致使飞机向前翻倒(图8．8(b))，从而可采用高效刹车装置以大大缩短着陆滑跑距离，这对高速飞机很有利，着陆操纵也比较简单。

(3)飞机的纵轴线接近水平位置，因此乘员较舒适，驾驶员的前方视界好，飞机滑跑阻力小，起飞加速快；喷气发动机的喷流对机场的影响也较小。

前三点式起落架的缺点是前起落架比较长，受力大，重量也较大，因而起飞时飞机抬头难一些。

有时布置稍困难(在战斗机上飞机头部常装有雷达、电气、无线电设备和武器，当飞机头部装有发动机时，则前起落架的布置和收藏就更困难些)。

另外，前轮在高速滑跑中还会出现摆振现象，须加装减摆eS，使前起落架结构复杂(参见图8．38，图8．42)．现代的大型运输机重量较大，囡此起落架一般都采用多轮小车式起落架。

一些重量很大的飞机，例如c—5A(重330t)、波音—747(351t)，为了提高漂浮性主起落架采用了四组多轮小车式起落架。

此时从排列上看，沿机身轴线方向两侧的各两组主起落架比较靠近，因此从总体上说，一般仍作为前三点式布置(图8．2)。

2．后三点式(图8．9)对于小型低速装有活塞式发动机的飞机一般采用后三点式起落架，即将起落架的两个主轮布置在飞机重心的稍前处，另一尾轮布置在飞机尾部。

后三点式起落架安装处的空间容易保证。

尾部起落架受载小，重量较轻，又短又小，故容易布置和收藏。

但飞机在地面上运动的方向稳定性较差。

当有偏向时，两主轮上的摩擦力合力Pf绕飞机重心的力矩M。

，将使飞机的偏向增大。

另外，在着陆过程中猛烈刹车时P，会使飞机有“翻倒”的僵向，不能与高效率的刹车装置配合使用(图8．10)。

因此，随着飞机速度的增大．为保证着陆安全，现代高速飞机广泛采用前三点式。

3．自行车式(田8．11)这种飞机的前、主起落架均安装并收藏在机身内．为防止飞机在滑行和停放时旧斜，通常在翼尖处还装有辅助轮．这种形式基本上具备前三点式的优点，但由于前起落架比前三点式更靠近重心，因此要承担约40％的总载荷，起飞时抬头困难，有时要安装自动增大起飞迎角的装置。

此外，因其不能采用左、右轮刹车力不同的方式来帮助飞机转弯，因此要在前轮上安装转弯机构。

为使前、主起范架都收藏在机身内所需的开口一般会使结构增重较多(与其他型式比)。

因而这种型式仅在个别飞机上应用，如英国的垂直—短距起落战斗机“猎兔狗”。

二、机轮的布置美国的空、海军还将起落架按机轮数和布置型式来分类．以s表示单轮：T表示双轮,TT表示双串列；ST表示单串列；DTT表示双双串列等。

例如规定某一机场跑道的强度为T-50／TT—100，即表明这个机场可接受装有双轮起落架，重为50 000磅印22．7t)的飞机，或装有双轮串列式起落架，重为100 000磅(卸45．4t)的飞机。