Сравнительный анализ лабораторных методов исследования продуктов изнашивания деталей, омываемых маслом

Сравнительный анализ лабораторных методов исследования продуктов изнашивания деталей, омываемых маслом

Разрушение деталей узлов трения ГТД в ряде случаев начинается с выкрашивания или истирания поверхностного слоя материала сопрягаемых деталей (подшипники, шлицевые соединения и т. п.) под воздействием динамических нагрузок в сочетании с силами трения. Образующиеся при этом продукты изнашивания (износ) уносятся циркулирующим в двигателе маслом.

Таким образом, масло является носителем информации об интенсивности протекающих процессов трения. Количество продуктов изнашивания, поступающих в масло, зависит от скорости изнашивания, которая, в свою очередь, обусловлена уровнем нагрузок и условиями трения сопрягаемой пары.

Для диагностики двигателя на основании анализа продуктов изнашивания деталей, омываемых маслом, используются инструментальные и органолептические методы (рис. 1).

В число инструментальных методов входят магнитный, спектральные, феррографический, колориметрический методы.

Магнитный метод контроля основан на измерении силы взаимодействия ферромагнитных частиц в масле с искусственно созданным внешним магнитным полем. Поскольку количество ферромагнитных частиц в масле двигателя обычно больше, чем других продуктов изнашивания, то определенная концентрация этих частиц в масле может служить интегральной оценкой степени износа сопрягаемых деталей [1].

В число инструментальных методов входят магнитный, спектральные, феррографический, колориметрический методы.

Магнитный метод контроля основан на измерении силы взаимодействия ферромагнитных частиц в масле с искусственно созданным внешним магнитным полем. Поскольку количество ферромагнитных частиц в масле двигателя обычно больше, чем других продуктов изнашивания, то определенная концентрация этих частиц в масле может служить интегральной оценкой степени износа сопрягаемых деталей [1].

двигатель масло подшипник В число инструментальных методов входят магнитный, спектральные, феррографический, колориметрический методы.

Магнитный метод контроля основан на измерении силы взаимодействия ферромагнитных частиц в масле с искусственно созданным внешним магнитным полем. Поскольку количество ферромагнитных частиц в масле двигателя обычно больше, чем других продуктов изнашивания, то определенная концентрация этих частиц в масле может служить интегральной оценкой степени износа сопрягаемых деталей [1].

Спектральные методы являются одними из наиболее распространенных в ГА методов определения концентрации износа в масле. В их основе лежат результаты атомного и молекулярного анализов спектров испускания и поглощения — критерии химического состава и концентрации частиц. Анализ частиц по спектрам испускания проводится эмиссионным и флуоресцентным методами [3]. В ГА применяют эмиссионно-спектральный, рентгеновские (рентгеноспектральный, рентгенофлуоресцентный) и сцинтилляционный методы анализа.

Метод эмиссионно-спектрального анализа при сжигании пробы масла в межэлектродном промежутке позволяет довольно точно определить массовые концентрации примесей по наличию характерных линий и их яркости в спектре.

B рентгеноспектральном методе пробу масла облучают потоком электронов и по величине возникающего при этом рентгеновского излучения судят о содержании определяемого вещества в пробе. B другом варианте (широко используемом в ГА) пробу масла облучают не электронами, a рентгеновскими лучами и определяют интенсивность вторичного излучения от частиц в масле (рентгенофлуоресцентный метод).

Сцинтилляционный метод [2] основан на сжигании пробы масла (в виде мелкодисперсной золи) в СВЧ-плазменной горелке с температурой ~ 5200 К. Капли масла в воздушной плазме выгорают, а последовательно поступающие в плазму металлические частицы испаряются и атомный пар возбуждается, т. е. происходит вспышка (сцинтилляция) частицы. Излучение атомного пара преобразуется в спектр, который анализируется на предмет выявления химического элемента и его количества.

Феррографический метод анализа масла заключается в осаждении частиц износа из масла под действием ранжированного магнитного поля на поверхность стеклянной пластины с последующим их анализом на микроскопе. Из частиц с одинаковыми магнитными свойствами в соответствии с размером осаждаются на пластину сначала более крупные, затем более мелкие частицы.

Колориметрический метод. В основу метода положен т. н. закон Ламберта-Бара и принцип измерения коэффициента пропускания света через исследуемую среду (пробу масла). На фотоприемник поочередно направляются световые потоки: полный (Fбл) и прошедший (Fл) через масляную среду, затем определяется отношение этих потоков. По значениям оптико-световых характеристик исследуемых проб масла и судят о состоянии узлов трения, омываемых маслом.

При органолептических методах степень износа выявляется визуально с использованием каких-либо устройств и приспособлений (магнитные пробки, фильтры). Как известно, на двигателях применяются также и автоматические сигнализаторы стружки различного типа (электронные, электромеханические и др.). Сигнализаторы фиксируют наличие износа и не позволяют отслеживать развитие процесса, вызвавшего появление стружки в масле.