Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Аннотация
Введение
Краткое описание ТНА РД-180.
Глава 1. Технологическая часть
1.1 Условия работы лопатки турбиныТНА
1.2.3 Механические свойства материала (при Т = 20 °С)
1.2.4 Термическая обработка
1.4.1 Коэффициент использования материала
1.6.1 Виды изготовления алмазных роликов
1.6.2 Допуски
1.6.3 Конструкция
1.6.4 Зернистость
1.6.5 Сорт алмаза -- D 711 А
1.6.7 Первичное изготовление и расчет нового алмазного ролика для правки
1.6.8 Эксплуатация
1.6.9 Расположение осей
1.6.10 Режимы обработки
1.7 Выбор баз и обоснование последовательности обработки детали
1.8 Расчет припуска на механическую обработку в операции №12.
1.9 Режимы резания
1.10 Нормирование
Глава 2. Конструкторская часть
2.1 Описание приспособления
2.2 Расчет приспособления на силу зажима
Глава3. Исследовательская часть
3.1 Основы процесса гидродробеструйного упрочнения
3.2 Технология процесса гидродробеструйного упрочнения
3.2.1 Устройство и работа установки для гидродробеструйного упрочнения
3.2.2 Технологические требования к процессу
3.2.3 Порядок обработки
3.2.4 Контроль упрочнения
3.3 Определение остаточных напряжений
3.4 Усталостные испытания лопаток
3.4.1 Цель испытаний
3.4.2 Объект испытаний - лопатки турбиныТНА
3.4.3 Исследование собственных частот.
3.4.4 Оборудование для усталостных испытаний лопаток
3.4.5 Исследование распределения относительных напряжений
3.4.6 Метод испытаний на усталость
3.4.7 Метод обработки результатов испытаний
3.5 Результаты испытаний.
Глава 4. Часть по автоматизации
4.1 Описание программного пакета CATIA
4.1.1 Применение и возможности CATIA
4.1.2. Описание модулей пакета программ CATIA
4.2 Основные функции построение модели и чертежа деталей в САПР CATIA.
4.2.1 Интерфейс пользователя
4.2.2 Создание двухмерной геометрии, образмеривание и нанесение надписей
4.2.3. Создание трехмерной модели детали и построение на ее основе двухмерной геометрии
4.3 Построение модели лопатки турбины ТНА.
Глава 5. Промышленная экология и безопасность производства.
5.1 Анализ технологического процесса изготовления лопатки газовой турбины. Определение основных воздействий на окружающую среду и здоровье человека. Разработка мер защиты.
5.1.1 Анализ технологического процесса изготовления лопатки газовой турбины.
5.1.2 Анализ вредных воздействий на окружающую среду и разработка мер защиты при выполнении операции глубинного шлифования.
5.1.3 Анализ вредных воздействий на здоровье человека и разработка мер защиты при выполнении операции глубинного шлифования.
5.2 Анализ и расчет освещённости рабочего места.
5.2.1 Анализ освещённости рабочего места
5.2.2.Расчет на освещенность рабочего места
5.3 Вентиляция производственного помещения.
5.4 Меры противопожарной защиты.
5.5 Выводы по результатам анализа вредных и опасных факторов
Глава 6. Расчет экономической эффективности внедрения нового технологического процесса
6.1 Расчет затрат на проектирование технологического процесса изготовления лопатки турбины ТНА
6.1.1 Расчет затрат на проектирование технологического процесса изготовления лопатки турбины ТНА в проектируемом варианте
6.1.2 Расчет затрат на проектирование технологического процесса изготовления лопатки турбины ТНА в базовом варианте
6.2 Расчет годового экономического эффекта от внедрения нового технологического процесса
6.2.1 Расчет затрат на материал
6.2.2 Расходы на зарплату
6.2.3 Затраты на производственную площадь
6.2.4 Расчет затрат на эксплуатацию оборудования
6.2.5 Расчет энергетических затрат
6.2.6 Расчет себестоимости техпроцессов и экономического эффекта от внедрения
6.3 Расчет времени окупаемости внедрения нового технологического процесса
6.3.1 Расчет капиталовложений в оборудование
6.3.2 Расчет затрат на освоение новой технологии
6.3.3 Расчет времени окупаемости внедрения нового ТП.
Глава 7.Выводы по работе
Глава 8. Литература и другие источники
Аннотация
В данном дипломном проекте в технологической части (первый раздел) рассмотрен техпроцесс производства рабочей неохлаждаемой лопатки газовой турбины. Также в первом разделе описаны условия работы детали в узле, способ получения заготовки, приведены характеристики материала лопатки ЦНК-7П, проведен анализ технологичности, описан выбор баз для механической обработки, рассчитан припуск на обработку промежуточной технологической базы, проведено нормирование операций глубинного шлифования. В технологической части подробно описан способ механической обработки - глубинное шлифование и правящий алмазный инструмент. В конструкторской части рассмотрено приспособление для крепления детали при обработке хвостовика лопатки, и проведен расчет силы винтового зажима для данного приспособления. В исследовательской части рассмотрен процесс гидродробеструйного упрочнения замка лопатки: описаны сущность процесса, устройство гидродробеструйной установки, методика определения остаточных напряжений в поверхностном слое и усталостные испытания детали. В части по автоматизации рассмотрен программный пакет CATIA, его применение с промышленности, программные продукты данного пакета. Также рассмотрен процесс построения двухмерной и трехмерной геометрии, процесс создания модели лопатки в системе автоматизации проектирования CATIA. . В части по охране труда разработаны меры для повышения безопасности производства и охраны окружающей среды. В экономической части рассчитана эффективность внедрения данного техпроцесса производства лопатки по отношению к предыдущему.
Введение
Одной из самых сложных машиностроительных конструкций является газовая турбина.
Развитие газовых турбин определяется, в первую очередь, развитием авиационных газотурбинных двигателей для военных целей. При этом главным является повышение удельной тяги и снижение удельного веса. Проблемы экономики и ресурса для таких двигателей являются вторичными.
Одной из самых нагруженных деталью, ограничивающей межремонтный ресурс, являются неохлаждаемые лопатки турбины, изготавливаемые из деформируемого никелевого сплава ЭИ893. Лопатки из этого сплава из-за ограничений по длительной прочности имеют ресурс 48000 часов. В настоящее время при производстве лопаток турбин существует достаточно высокая конкуренция, поэтому вопросы снижения стоимости и повышения ресурса лопаток являются очень актуальными.
В данном дипломном проекте рассмотрена сравнительно новая для отечественной промышленности технология производства неохлаждаемых лопаток турбин большой длины (более 200 мм). В качестве заготовки лопатки применяется отливка из материала ЦНК-7П без припуска на механическую обработку пера, подвергнутая горячему изостатическому прессованию. Для снижения трудоемкости изготовления лопаток используется глубинное шлифование замка, а для повышения сопротивления усталости замок лопатки после шлифования подвергается гидродробеструйному упрочнению.
В данном дипломном проекте рассмотрена технология производства рабочей лопатки турбины. Поскольку данный техпроцесс универсален для лопаток самых разных размеров, он может применятся как для изготовления лопаток турбинынизкого давления ГТД (либо ГТУ), так и турбины ТНА ЖРД. В этой работе рассмотрена лопатка для ТНА ЖРД РД-180. Однако в силу универсальности материала лопаток и техпроцесса мы уделяем повышенное внимание также и ресурсу изделия. Подробно рассмотрен процесс глубинного шлифования для деталей из жаропрочных сплавов, какой является турбинная лопатка, и описаны технология производства и свойства используемых в глубинном шлифовании алмазных роликов для правки шлифовальных кругов. В проекте рассчитано на точность и силу зажима приспособление “щучья пасть”, широко применяемое при операциях глубинного шлифования в процессе производства лопатки. В исследовательской части рассмотрен процесс повышения усталостной прочности путем обдувки дробью в жидкой среде замка лопатки (гидродробеструйное упрочнение), описаны методики определения остаточных напряжений и проведения усталостных испытаний лопатки. Также в работе описана система автоматизации проектирования CATIA и создание в данной системе модели детали и конструкторской документации. В части по охране труда разработаны меры для повышения безопасности производства и охраны окружающей среды. Рассчитана также эффективность внедрения данного техпроцесса производства лопатки по отношению к предыдущему.
Краткое описание ТНА РД-180.
*Описание дано без газогенератора.
Турбонасосный агрегат выполнен по одновальной схеме и состоит из осевой одноступенчатой реактивной турбины, одноступенчатого шнекоцентробежного насоса окислителя и двухступенчатого шнекоцентробежного насоса горючего (вторая ступень используется для подачи части горючего в газогенераторы).
На основном валу с турбиной находится насос окислителя, соосно с которым на другом валу расположены две ступени насоса горючего. Валы насосов окислителя и горючего соединены зубчатой рессорой для разгрузки вала от температурных деформаций, возникающих вследствии большой разницы температур рабрчих тел насосов, а также для предотвращения замерзания горючго.
Для защиты радиально-упорных подшипников валов от чрезмерных нагрузок применены эффективные авторазгрузочные устройства.
Турбина - осевая одноступенчатая реактивная. Для предотвращения возгорания из-за поломок элементов конструкции или трения вращающихся деталей о неподвижные (вследствие выборки зазоров от деформаций или наклепа на сопрягаемых поверхностях от вибрации) зазор между лопатками соплового аппарата и ротора сделан относительно большим, а кромок лопаток - относительно толстыми.
Чтобы исключить возгорание и разрушение деталей газового тракта турбины, в конструкции применены никелевые сплавы, включая жаропрочные для горячих газовых магистралей. Статор и выхлопной тракт турбиныпринудительно охлаждаются холодным кислородом. В местах малых радиальных или торцевых зазоров используются разного рода теплозащитные покрытия (никелевые для лопаток ротора и статора, металлокерамического для ротора), а также серебряные или бронзовые элементы, исключающие возгорание даже при возможном касании вращающихся и неподвижных деталей турбонасосного агрегата.
Для уменьшения размеров и массы посторонних частиц, могущих привести к возгоранию в газовом тракте турбины, на входе в двигатель установлен фильтр с ячейкой 0.16*0.16 мм.
Насос окислителя. Высокое давление жидкого кислорода и, как следствие, повышенная опасность возгорания обусловили конструктивные особенности насоса окислителя.
Так, вместо плавающих уплотнительных колец на буртах крыльчатки (обычно используемых на менее мощных ТНА) применены неподвижные щелевые уплотнения с серебряной накладкой, поскольку процесс "всплывания" колец сопровождается трением в местах контакта крыльчатки с корпусом и может привести к возгоранию насоса.
Шнек, крыльчатка и торовый отвод нуждаются в особенно тщательном профилировании, а ротор в целом - в особых мерах по обеспечению динамической сбалансированности в процессе работы. В противном случае вследствие больших пульсаций и вибраций происходят разрушения трубопроводов, возгорания в стыках вследствие взаимного перемещения деталей, трения и наклепа.
Для предотвращения возгорания из-за поломок элементов конструкции (шнека, крыльчатки и лопаток направляющего аппарата) в условиях динамического нагружения с последующим возгоранием из-за затирания обломков использованы такие средства, как повышение конструктивного совершенства и прочности за счет геометрии, материалов и чистоты отработки, а также введение новых технологий: изостатическое прессирования литых заготовок, применение гранульной технологии и другие виды.
Бустерный насос окислителя состоит из высоконапорного шнека и двухступенчатой газовой турбины, привод которой осуществляется окислительным газом, отбираемом после основной турбиныс последующим перепуском его на вход в основной насос.
Бустерный насос горючего состоит из высоконапорного шнека и одноступенчатой гидравлической турбины, работающей на керосине, отбираемом после основного насоса. Конструктивно бустерный насос горючего аналогичен бустерному насосу окислителя со следующими отличиями:
· одноступенчатая гидротурбина работает на горючем, отбираемым с выхода насоса горючего основного ТНА;
· отвод горючего высокого давления для разгрузки шнека от действий осевых производится из входного коллектора гидротурбины БНАГ.
Таблица 1: ТТХ ТНА
|
Параметр |
Значение |
|||
|
Окислитель |
||||
|
Давление на выходе из насоса |
||||
|
Расход компонента через насос |
||||
|
КПД насоса |
||||
|
Мощность на валу |
||||
|
Скорость вращения вала |
||||
|
Мощность турбины |
||||
|
Давление на входе в турбину |
||||
|
Количество ступеней |
||||
|
Степень понижения давления на турбине |
||||
|
Температура на входе в турбину |
||||
|
КПД турбины |
Глава 1. Технологическая часть
1.1 Условия работы лопатки турбины ТНА
Лопатка турбины ТНА (лист № 1) является одной из самых нагруженных деталей турбонасосного агрегата ЖРД. В процессе работы на лопатку действуют:
Большие центробежные силы от вращения (порядка 14000 об/мин).
Горячий окислительный газ, нагретый в камере сгорания до высокой температуры порядка 600°С и содержащий избыток окислительных элементов и примеси, приводящие к окислению и газовой коррозии поверхности.
Высокие изгибающие моменты от газовых сил.
1.2 Выбор материала и заготовки
В качестве материала лопатки выбран литейный никелевый сплав ЦНК-7П, имеющий более высокий (примерно в 1.3 раза) предел длительной прочности, позволяющий повысить ресурс лопаток до 100000 часов и отлить перо лопатки без припуска на механическую обработку.
Недостатком литейного сплава является более низкий предел выносливости, вследствие более высокой пористости по сравнению с деформируемыми сплавами, что всегда ограничивало применение литейных сплавов для неохлаждаемых лопаток турбиныбольшой длины.
Применение горячего изостатического прессования (ГИП) отливок позволило существенно снизить разницу в пористости и пределах выносливости для пера. В то же время для замка, вследствие большего объема металла отливки, эта разница остается w заметной.
В качестве способа литья используется литье по выплавляемым моделям.
1.2.1 Химический состав материала
С=0.07 %, Si=0.3 %, Мn = 0.3 %, Р =0.01 %, S= 0.001%, Cu = 15.5 %, Со = 9.5 %,
Ti = 4.4 %, А1 = 4.3 %, W= 6.2 %, В= 0.2 %, Fe = 1 %, Са = 0.01 %, Mg =0.01 %, 02 =0.002 %,
Pb = 0.001 %, Ni - всё остальное
1.2.2 Физические свойства материала (при Т = 20 °С)
-модуль упругости, Е = 210 ГПа -модуль сдвига, G = 81 ГПа -теплопроводность, у = 8 Вт/ м * К -теплоёмкость, Ср = 440 Дж/К* кг
1.2.3 Механические свойства материала (при Т = 20 °С)
-предел прочности = 850 МПа -предел текучести = 750 МПА -относительное удлинение -относительное сужение
Ударная вязкость
1.2.4 Термическая обработка
Используется гомогенизация. Нагрев до Т = 1190 0 С. Скорость нагрева регламентируется отсутствием деформации изделия. Выдержка - 4 часа. Охлаждение со скоростью 30-45 градусов/мин до Т =1050 0 С. Выдержка - 2 часа. Охлаждение до Т = 850°С со скоростью 10 - 40 градусов/мин. Далее скорость не регламентируется. Атмосфера: вакуум, не менее 10-3 бар.
1.3 Технологический процесс изготовления лопатки
Данный технологический процесс изготовления рабочей лопатки турбины ТНА отличается от ранее применяемого техпроцесса: во-первых, применением в качестве заготовки отливки, подвергнутой горячему изостатическом прессованию, вместо штамповки; во-вторых, включением в техпроцесс операции глубинного шлифования, которая заменила собой операции фрезерования и шлифования; в-третьих, включением в техпроцесс операции гидродробеструйного упрочнения замка лопатки. Использование отливки и ГИП позволило исключить механическую обработку пера лопатки, применение глубинного шлифования - снизить трудоемкость механической обработки хвостовика лопатки, а гидродробеструйное упрочнение замка лопатки - повысить их предел выносливости. Ниже приведен технологический процесс изготовления лопатки (табл.2)
Таблица 2. Технологический процесс изготовления лопатки турбиныТНА
|
Обрабаты- |
Оборудова- |
Инструмент |
Приспосо |
|||
|
операции |
операции |
ваемая поверхность |
||||
|
Диспетчерская |
диспетчера |
|||||
|
Маркирование |
Спинка пера |
диспетчера |
Маркер по металлу SARURA 130 |
|||
|
Контроль |
Спинка пера |
диспетчер |
||||
|
Шлифовальная |
Станок для |
|||||
|
глубинного |
шлифовальный |
|||||
|
шлифования ЛШ-220 |
180/А-024 1-500*20*203 |
|||||
|
Шлифовальная |
Станок для |
|||||
|
глубинного |
шлифовальный |
|||||
|
шлифования ЛШ-220 |
180/А-024 1-500*20*203 |
|||||
|
Шлифовальная |
Хвостовик |
Станок для |
||||
|
со стороны |
глубинного |
шлифовальный |
||||
|
шлифования |
||||||
|
Шлифовальная |
Станок для |
|||||
|
хвостовика |
глубинного шлифования |
шлифовальный 180/А-013 3-1-500*40* 203*15° |
||||
|
Шлифовальная |
Станок для |
|||||
|
хвостовика |
глубинного |
шлифовальный |
||||
|
шлифования ЛШ-220 |
||||||
|
Контроль |
Профиль хвостовика |
Микроскопи проектор |
УИМ-21 БП-5 |
|||
|
Контроль |
Профиль хвостовика |
Рабочее место контроллера |
||||
|
Шлифовальная |
Основание хвостовика |
шлифовальный |
||||
|
Шлифовальная |
Станок для глубинного шлифования ЛШ-220 |
шлифовальный |
330/А-108 330/А-092 |
|||
|
Полировальная |
Профиль хвостовика |
Станок полировальн ый 950/582 |
||||
|
Маркирование |
Торец хвостовика со стороны выходной кромки |
Бормашина БЭБП-07А |
твердосплавный |
|||
|
Контроль |
Торец хвостовика со стороны выходной кромки |
Рабочее место контроллера |
||||
|
Шлифовальная |
Станок для глубинного шлифования ЛШ-220 |
шлифовальный |
33 0/А-108 ЗЗО/А-093 |
|||
|
Полировальная |
Контур хвостовика |
Станок полировальн ый 950/582 |
Круг гибкий 1-100..125*10... .20*20 |
|||
|
Шлифовальная |
Гребешок пера |
Станок для глубинного шлифования ЛШ-220 |
шлифовальный |
ЗЗО/А-096 330/А-613 |
||
|
Шлифовальная |
Полка пера со стороны корыта |
Станок для глубинного шлифования ЛШ-220 |
шлифовальный |
330/А-108 330/А-093 |
||
|
Шлифовальная |
Вырез на полке пера со стороны корыта |
Станок для глубинного шлифования ЛШ-220 |
шлифовальный 180/А-029 1-500*50*203 |
|||
|
Шлифовальная |
Вырез на полке пера со стороны входной кромки |
Станок для глубинного шлифования ЛШ-220 |
шлифовальный |
ЗЗО/А-097 33 0/А-108 260/А-001 |
||
|
Полировальная |
Скругление гребешком и Выходной |
полировальн 950/582контр оллера |
Войлочные круги с абразивным зерном 25А(24А) 6...10 |
|||
|
Промывочная |
||||||
|
Контроль |
Рабочее место контроллера |
|||||
|
Промывочная |
Рабочее место контроллера |
|||||
|
Диспетчерская |
диспетчера |
|||||
|
Термическая (старение) |
||||||
|
ЛЮМ контроль 1 |
диспетчера |
|||||
|
Вибрационный контроль |
диспетчера |
440/А-001 440/А-001 |
||||
|
Гидродробестру иное упрочнение |
Хвостовик лопатки |
ТП1126.25. 150 |
||||
|
Обезжиривание |
диспетчера |
|||||
|
Испытания на усталость |
||||||
|
Определение статического момента |
Установка ВЭМ-0,5Н |
|||||
|
Окончательный контроль |
Рабочее место контроллера |
|||||
|
Комплектовочна я |
диспетчера |
|||||
|
Расстановка |
||||||
|
Маркирование |
Торец хвостовика со стороны входной кромки |
Бормашина |
твердосплавны й |
|||
|
Окончательный контроль комплекта |
Рабочее место контроллера |
|||||
|
Упаковочная |
1.4 Анализ технологичности изделия
Под технологичностью конструкции детали понимается совокупность свойств, проявляемых в возможности оптимальных затрат труда, средств, материалов и времени при технической подготовке производства, изготовление, эксплуатации и ремонта и обеспечении технологичности сборочной единицы, в состав которой входит данная деталь.
Расчёт показателей технологичности:
1.4.1 Коэффициент использования материала
где Мдет - масса готовой детали, Мзагот - масса заготовки.
1.4.2 Коэффициент точности обработки
Средний квалитет обработки,
А - квалитет обработки;
Количество поверхностей, обработанных по этому квалитету.
1.4.3 Коэффициент применения типовых технологических процессов
Число типовых технологических операций;
Число всех технологических операций;
В технологическом процессе производства рабочей лопатки используются две типовые технологические операции - глубинное шлифование и полирование.
Как видно из показателей технологичности, лопатка турбины является высоко технологичной деталью благодаря применению бесприпускного литья, и, следовательно, исключению из технологического процесса механической обработки пера и повышению коэффициента использования материала. Также технологичность повышается за счет применения процесса глубинного шлифования, которое заменило операции фрезерования и шлифования хвостовика лопатки.
1.5 Глубинное шлифование деталей из жаропрочных сплавов
В данном разделе широко рассмотрен процесс глубинного шлифования для обработки деталей из жаропрочных сплавов, какой и является турбинная лопатка. Внедрение данного типа обработки позволило повысить производительность техпроцесса производства лопатки. Глубинное шлифование является основной операцией в данном ТП. В разделе рассмотрены история внедрения глубинного шлифования, теория процесса, различные способы обработки, виды оборудования для глубинного шлифования, шлифовальная головка
История развития процесса внедрения глубинного шлифования начался в начале 70-х годов, когда бурное наращивание объемов выпуска высокоресурсных авиационных двигателей заставило мировых производителей в отрасли авиадвигателестроения искать пути решения проблемы повышения производительности и качества обработки особо ответственных высоконагруженных деталей турбины, где вопросы обрабатываемости обеспечения ресурса стояли особенно остро.
Эффективное решение, этих задач не обеспечивалось использованием традиционных методов механической обработки, поскольку форсирование режимов обработки при изготовлении деталей из жаропрочных сплавов ограничивается низкой стойкостью режущего инструмента и ухудшением качества поверхностного слоя деталей.
Идея производительного съема материала абразивными кругами всегда привлекала внимание специалистов, так как известно, что абразивные материалы превосходят по твердости все известные стали и сплавы. Имелись и отдельные примеры решения этой задачи. Такими примерами может служить вулканитовая резка, производительные схемы шлифования плоских поверхностей с большой глубиной резания (до 5 мм и более) боковой поверхностью круга с поперечной циклической подачей до нескольких миллиметров на ход.
Однако всегда считалось, что высокопроизводительные процессы абразивной обработки несовместимы с обеспечением высокой точности и качества поверхностного слоя ответственных деталей, так как велика вероятность потери размерной стойкости и появления прижогов. Одним из путей повышения эффективности механической обработки и явилось внедрение в производство глубинного шлифования. Оно потребовало решения комплекса вопросов с целью повышения технологической надежности процесса, включающих разработку и выбор технологических схем обработки; оборудования; режущего и правящего инструмента; рецептуры, способов подачи и очистки СОЖ, режимов правки и шлифования; теоретического и экспериментального подтверждения гарантии достижения требуемой точности и качества шлифуемой поверхности.
Особенность внедрения глубинного шлифования заключалась в том, что оно начала практически было использовано в производстве и показало отличные результаты. Так, при изготовлении турбинных лопаток производительность увеличилась в 4 раза, точность -- в 2 раза, шероховатость поверхности снизилась в 2 раза, значительно повысилась работоспособность замкового соединения. При опытной обработке условий и режимов шлифования были тщательно исследованы все контролируемые показатели качества обработанной поверхности: шероховатость, глубина и степень наклепа, остаточные напряжения, микроструктура, возможность появления шлифовочных трещин. Все показатели при шлифовании были лучше или аналогичны ранее используемому фрезерованию. Ничем не отличался и уровень возникновения дефекта по возможному появлению несплошности поверхностного слоя, выявляемый по свечению люминофора и связанный с выходом на поверхность пор и расслоений материала по границам зерен, образующихся при литье. Однако через некоторое время этот дефект стал классифицироваться как шлифовочные трещины.
Чтобы определить границы надежного использования процесса необходимо было исследовать его теоретически. В нашей стране этим занялись специалисты ОАО «Рыбинские ученые Рыбинской государственной авиационной технологической академии (РГАТА) и отраслевого научно-исследовательского института технологии авиадвигателестроения (НИИД).
Исследованиями этой группы изучены многие аспекты процесса: теплофизические явления в зоне контакта, микрорезание и затупление зерен, износ кругов и правка, условия существования оптимальных режимов шлифования, охлаждение и механизм образования остаточных напряжений, условия и причины появления неустойчивости процесса,-- что позволило хорошо понять процесс и осознанно применять его на практике.
Особым случаем применения глубинного шлифования является глубинное шлифование деталей из жаропрочных сплавов на никелевой основе, какой является лопатка турбины. Из производственной и исследовательской практики известно, что шлифование жаропрочных сплавов отличается от шлифования конструкционных сталей. Наличие в жаропрочных сплавах упрочняющей интерметаллидной "-фазы и карбидов, имеющих высокую микротвердость (HV 2030-2060), приводит к интенсивному изнашиванию круга и увеличению мощности шлифования. Это подтверждается данными по относительной мощности и удельной производительности шлифования различных материалов с широким изменением прочностных и теплофизических свойств.
Если оценивать относительную мощность шлифования энергетическим
безразмерным критерием (где Pz -- тангенциальная составляющая силы резания, Н; Vk -- скорость вращения абразивного круга, м/с; V3 -- продольная подача заготовки, м/с; - коэффициент теплопроводности обрабатываемого материала, Вт/м*К; максимальная контактная температура шлифования), а удельную производительность q -- отношением съема металла к износу круга в единицу времени, то эти показатели будут сильно отличаться для различных материалов, как это видно из таблицы 2
Таблица 3
Изнашивание инструмента является следствием истирания и выкрашивания частиц зерен под действием механических и температурных факторов. Ухудшение условий обработки вызывает рост контактной температуры шлифования и повьппает вероятность появления поверхностных дефектов на детали. Возникновение поверхностных дефектов в большей мере наблюдается при шлифовании материалов, обладающих малой теплопроводностью и аккумулирующих теплоту в тонком поверхностном слое.
При многопроходном циклическом нагреве во время обычного маятникового шлифования происходят необратимые формообразования зерен структуры обрабатываемого материала, приводящие к перераспределению микронапряжений, которые по величине могут превысить критические, характерные для малоцикловой усталости. В результате возникают поверхностные дефекты в виде шлифовочных трещин. Отсутствие многократного цикла нагрева и охлаждения является одним из преимуществ глубинного шлифования.
Таким образом, при глубинном шлифовании за счет изменения кинетики термического цикла могут быть созданы условия, исключающие возникновение термопластических деформаций поверхностного слоя и ослабляющие интенсивность протекания фазовых, микроструктурных и диффузионных процессов. Это достигается подбором состава
и способов подачи СОЖ, назначением оптимальных характеристик и циклов правки круга и режимов резания.
Проведенные исследования температурного поля заготовки при глубинном шлифовании позволили установить, что при реально создаваемой интенсивности охлаждения количество теплоты, уходящее в обрабатываемую поверхность, в зависимости от условий обработки составляет 32...83 % от всего выделившегося тепла Причем, чем больше угол наклона (чем больше глубина шлифования) и меньше скорость заготовки, тем большее количество теплоты уходит в снимаемые с заготовки слои металла и тем ближе смещаются максимальные значения температуры на ее поверхности к точке А (рис. 1.1). (Qm -- отношение температуры в произвольной точке дуги контакта М к температуре в точке А).
Рис 1.1 Схема шлифования (а) и зависимость относительной температуры по длине контакта круга с заготовкой (б) при глубинном шлифовании: 1) Ре=1; 2)Ре=0.6; 3)Ре=0.4; 4) Ре=0.1; 5) Ре=0.02
Для обеспечения отвода как можно большего количества теплоты в снимаемые слои металла кинематические параметры процесса должны удовлетворять следующему условию:
Ре -- критерий Пекле, характеризующий скорость съема металла по отношению к скорости распространения температуры в обрабатываемую заготовку;
Vз -- продольная скорость перемещения заготовки, м/с;
D -- диаметр круга, м;
t -- глубина шлифования, м;
а -- коэффициент температуропроводности обрабатываемого материала, м2 /с.
Интенсивный теплообмен в зоне шлифования обеспечивается обильной подачей СОЖ под давлением. Минимальное значение коэффициента теплообмена а0=(3,5...5)*103 Вт/(м С) служит мерой эффективности охлаждения и снижения температуры на участке контакта круга с заготовкой. Расчеты показали, что при обеспечении такой интенсивности теплообмена температура в точке А при кинематическом ограничении (1) составит 300...500 С0, что является гарантией отсутствия дефектов на обработанной поверхности в виде прижогов и трещин.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Большое внимание на температуру шлифуемой поверхности оказывает скорость заготовки. При традиционных видах шлифования при t <0,1 мм и скорости детали Vз>10 м/мин, увеличение Vz приводит к некоторому уменьшению температуры шлифования. Это объясняется уменьшением времени контакта с обрабатываемой поверхностью. Интенсивность накопления теплоты в поверхностном слое снижается, и температура уменьшается. Этому способствует еще и тот факт, что при малых глубинах (до 0,04 мм) увеличение Vз не приводит к увеличению толщины срезаемого слоя, которая становится равной глубине резания, что также сказывается на интенсивности тепловыделения. При больших глубинах эта особенность уже не наблюдается, и температура возрастает постоянно, так как непрерывно увеличивается толщина срезаемого одним зерном слоя. Эти режимы являются наиболее опасными с точки зрения прижогообразования (рис. 1.2).
Для ограничения температуры шлифования нужно резко снижать скорости Vз, что является предпосылкой перехода к глубинному шлифованию.
При глубинном шлифовании с ростом Уз температура также возрастает. Однако при увеличении глубины шлифования с одновременным уменьшением Уз температура шлифования снижается, причем прирост глубины превышает темп снижения скорости заготовки за счет возрастания количества теплоты, уходящей в стружку, что увеличивает производительность процесса. Кроме того, уменьшается толщина срезаемого абразивным зерном слоя, возрастает количество режущих зерен по длине контакта круга с обрабатываемой поверхностью, и, как следствие этого, уменьшается уровень термодинамических нагрузок, воспринимаемых системой зерно-связка, участвующих в резании. Как следует из проведенных исследований, эти эффекты наблюдаются при соотношении скорости круга и заготовки.
Таким образом, бездефектное глубинное шлифование обеспечивается при режимах шлифования и технике подачи СОЖ, удовлетворяющих следующим условиям:
На основании проведенных исследований сделан вывод, что, поскольку при глубинном шлифовании абсолютная температура обработанной поверхности невелика и она более равномерно прогрета до этих умеренных температур, то в поверхностных слоях не создается условий для возникновения термопластических деформаций, а следовательно, и условий для наведения остаточных напряжений растяжения. Таким образом, остаточные напряжения, главным образом, формируются под действием сил резания абразивных зерен и являются сжимающими. Это убедительно объяснило многочисленные экспериментально полученные в период освоения кривые распределения остаточных напряжений, часть из которых приведена на рис. 1.3.
Рис 1.3 Распределение остаточных напряжений в поверхностном слое после различных методов обработки: а) маятниковое шлифование (круг 25А40ПСМ27К5, сплав ХН62 МВКЮ-ВД, Vk=35 м/с, Vз=0.4 м/с, t =0.05 мм); б) фрезерование (1)ЖС6К, 2)ХН77ТЮР); в) глубинное шлифование (1)ЖС6К, 2 - ХН77ТЮР, круг 24ПВМ212К5П40-20, Vk=30 м/с, V3=0.001 м/с, t=1.5 мм)
Характерной чертой формирования остаточных напряжений при глубинном шлифовании является идентичность их распределения независимо от некоторых колебаний условий шлифования и марок обрабатываемых материалов. Распределение сжимающих напряжений происходит в более тонком слое у поверхности детали, чем при фрезеровании, что свидетельствует о меньшей глубине проникновения пластических деформаций.
Это подтверждается результатами измерений микротвердости, приведенными в таблице 4
Таблица 4
Из таблицы следует, что глубина и степень наклепа при шлифовании значительно меньше, чем при фрезеровании, что положительно сказывается на эксплуатационных характеристиках деталей, работающих в условиях высоких температур.
Отмеченные преимущества глубинного шлифования могут быть надежно реализованы при создании определенных технологических условий эффективной обработки. Технологические требования к процессу определяются эксплуатационными характеристиками детали и себестоимостью ее изготовления. Эти факторы определяют режимы шлифования, характеристики режущего и правящего инструментов, способ подачи и вид СОЖ, а также другие технологические параметры.
С этой целью для глубинного шлифования заготовок деталей ГТД высокой точности из труднообрабатываемых материалов разработаны технологические рекомендации. Они включают, кроме общих принципов назначения режимов шлифования, указанных выше, правила выбора характеристик абразивных кругов и условий их эксплуатации; правку и выбор правящего инструмента; способ подачи и состав СОЖ; требования к станкам с учетом специфики глубинного шлифования.
Характеристика режущего инструмента (вид абразивного материала, зернистость, твердость, структура, связка) определяется условиями работы абразивных зерен и требованиями к производительности обработки и качеству шлифованной поверхности.
Важнейшим показателем условий работы зерна является максимальная глубина его врезания в обрабатываемый материал, которая определяется глубиной врезания абразивного круга Наибольшая глубина врезания а, определяется выражении:
с -- коэффициент;
Vз и Vk -- скорости перемещения заготовки и вращения круга, м/с;
t -- глубина шлифования, м;
D -- диаметр круга, м.
Анализ формулы показывает, что при прочих равных условиях переход на режим глубинного шлифования с сохранением производительности снижает толщину срезаемого слоя одним зерном в 10...12 раз, поэтому нагрузка на зерно при микрорезании существенно снижается, а объем срезаемой стружки увеличивается. Это дает возможность применять абразивные круги самой низкой твердости ВМ1, ВМ2 и делает необходимым увеличение их пористости.
Обобщение результатов исследований прочности системы зерно -- связка в условиях динамического и теплового ударов, характеризующих работу зерна при каждом цикле резания в условиях глубинного шлифования, позволило сделать следующие выводы:
для кругов твердостью ВМ1, ВМ2, Ml прочность системы зерно -- связка при динамическом ударе определяется прочностью связки;
вероятность разрушения системы зерно -- связка при тепловом ударе определяется вероятностью разрушения зерна, которая, в свою очередь, меньше вероятности разрушения зерна при динамическом ударе;
стойкость системы зерно -- связка определяется ее долговечностью в условиях динамической нагрузки, причем наиболее слабым звеном системы является связка.
Определение стойкости системы зерно -- связка и изучение состояния режущей поверхности круга позволили получить расчетные формулы и методику инженерного вычисления размерной стойкости и износа круга. Не вдаваясь в подробности их определения, можно отметить, что стойкость и износ круга зависят от прочности обрабатываемого материала, размера шлифовального круга, соотношения скоростей заготовки и круга, отношения глубины шлифования к радиусу круга, зернистости и коэффициента температуропроводности круга, плотности зерен в рабочем слое круга, а также показателей однородности абразивного материала круга и интенсивности накопления им усталостных повреждений.
При глубинном шлифовании сталей и жаропрочных сплавов на основе никеля необходимо использовать электрокорунд белый 24А, 25А. Применение монокорунда 44А не дает ожидаемого эффекта, поскольку при увеличении стоимости абразивного инструмента его режущие свойства полностью не используются, так как для обеспечения режима самозатачивания круга разрушение связки происходит быстрее, чем затупление зерен.
Зернистость круга определяется требованиями к точности обработки и условиям бездефектного шлифования. С уменьшением зернистости улучшаются условия микрорезания, уменьшаются силы резания единичным зерном, увеличивается стойкость системы зерно -- связка. С другой стороны, увеличивается число одновременно работающих зерен, благодаря чему растет средняя температура резания, и возрастает вероятность появления прижога, то есть уменьшается стойкость круга.
Аналогичная картина наблюдается с увеличением твердости круга. С одной стороны, увеличение твердости вызывает увеличение прочности системы зерно -- связка, уменьшение размерного износа круга. Одновременно это способствует меньшей самозатачиваемости круга, то есть уменьшению его стойкости вследствие появления дефекта на обрабатываемой поверхности детали.
Таким образом, при назначении зернистости и твердости инструмента исходят из его размерной и бездефектной стойкости. При этом период стойкости круга, ограниченный моментом появления прижога, должен быть не менее периода его размерной стойкости. Этим условиям при глубинном шлифовании заготовок из жаропрочных сплавов с малыми допусками лучше всего отвечают круги зернистостью 8...12 и твердостью ВМ1, ВМ2, Ml.
Структура круга определяется содержанием зерна, связки и пор. Она должна быть такой, чтобы достигалось размещение в порах круга стружки, снимаемой за один цикл резания, без его засаливания. Кроме этого, должно обеспечиваться хорошее вымывание стружки из пор и перенос порами части жидкости в зону контакта круга с заготовкой. Этими свойствами обладают только круги открытой структуры, поэтому круг для глубинного шлифования должен иметь 9... 12 структуру.
Высокая пористость кругов в достигается путем применения различных порообразующих веществ, выгораемых или выплавляемых в процессе изготовления кругов. В соответствии с технологией, разработанной ВНИИМАШ в качестве порообразующих наполнителей применяют перлит (П), полистирол синтетический (ПСС), нефтяной кокс (НК) и др. Круги твердостью ВМ1, ВМ2, Ml обеспечивают 45...50% содержание пор по объему круга, что способствует хорошему переносу жидкости, размещению и вымыванию стружки.
Условия глубинного шлифования требуют от круга высокой теплостойкости, жесткости, химической стойкости и водостойкости. Все эти свойства придают кругу только керамические связки. Чаще всего применяют связки КЗ и К5, но наряду с ними можно применять боросодержащие, огнеупорные, химические и водостойкие связки, легированные оксидами лития, бария, меди и др. Например, связка К11 характеризуется более прочной связью с зерном, чем связки КЗ и К5. В этом случае повышается стойкость системы зерно -- связка, что уменьшает износ круга.
Основным разработчиком и поставщиком высокопористых абразивных кругов является ВНИИМАШ и АО «Абразивный завод Ильич» (г. Санкт-Петербург). Научно-производственная фирма «Экси» (г. Курган) также разработала и освоила по экологически чистой технологии высокопористые круги с использованием модифицированной керамической связки К13 и специальных наполнителей. Испытания кругов 24А12НВМ112К13 и 24А12НВМ212К13 этой фирмы показали что они по всем параметрам не уступают серийным, а по некоторым параметрам превосходят их. Эти круги можно применять для всех видов глубинного шлифования.
Глубинное шлифование в современном понимании стало возможным благодаря разработке специальной техники правки абразивных кругов и созданию алмазного правящего инструмента Широкое применение нашли алмазные правящие ролики. Из основных схем правки методом радиального и тангенциального врезания наиболее распространена правка радиальным врезанием при параллельных осях ролика и круга. Профиль алмазных роликов в этом случае такой же, как у детали.
Правку (рис. 1.4, а) производят путем шлифования круга алмазным роликом при попутном вращении и соотношении скоростей ролика и круга, равным 0,6...0,8. Интенсивность правки tп оценивается в мкм на оборот круга и принимается при черновой правке tп --0,8...1,0 мкм/об, а при чистовой tп =0,3...0,6 мкм/об.
Правка осуществляется до снятия заданного припуска. Величина t зависит от твердости и зернистости круга. Для кругов твердостью ВМ1, ВМ2, Ml 9... 12 структуры и
зернистостью 10, 25,40 оптимальное значение t соответственно составляет 0,05...0,08, 0,08...0,12, 0,25...0,3 мм. Меньшие значения соответствуют более твердым кругам (Ml), а большие -- мягким кругам (ВМ1). При правке второго круга направление вращения ролика реверсируется.
При правке с тангенциальным врезанием ролика (рис. 1.4, б) абразивный круг сразу подается на величину t и проходит под правящим устройством со скоростью Vc. Правящий ролик вращается только в одну сторону, а один из кругов реверсируется для обеспечения попутной правки. Интенсивность правки определяется по формуле:
где все обозначения взяты из рис. 1.4, б и должны иметь одну размерность.
Скорость движения стола Vc, из этой формулы определяют по заданной интенсивности правки.
Тангенциальная правка обеспечивает более плавное врезание алмазного ролика и является предпочтительной при однокруговой обработке.
Ряд поверхностей с точки зрения качества можно обработать только с непрерывной правкой, при которой профилирование круга происходит в течение всего процесса шлифования, то есть круг и ролик во время всего цикла обработки находятся в постоянном контакте (рис. 1.5)
Компенсация износа круга при этом также осуществляется непрерывно, поэтому, если алмазный ролик имеет подачу врезания Sпp, то она компенсируется подачей всей шлифовальной бабки на величину врезания и правки, то есть Sвp+ Sпp.
Благодаря непрерывной правке шлифование осуществляется при неизменном состоянии режущей поверхности круга. Несмотря на то, что расход абразивного круга увеличивается по сравнению с дискретной правкой в 1,5...2 раза, производительность повышается в 5 … 7 раз по сравнению с обычным глубинным шлифованием, снижаются температуры и силы резания.
Для достижения требуемой точности и качества обработки важен как выбор смазочно-охлаждающей жидкости, так и ее эффективное использование. Выбор СОЖ определяет характер температурно-деформационных явлений в зоне обработки, интенсивность протекания адгезионных и диффузионных процессов в зоне контакта круга с заготовкой.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Наибольшее применение при глубинном шлифовании нашел 1,5..2%-ный водный раствор эмульсола Аквол-2. Он содержит противозадирные хлорные и серные присадки, синтетическая смесь которых обеспечивает снижение интенсивности адгезионных и диффузионных явлений, особенно при обработке труднообрабатываемых материалов. Большой процент воды обеспечивает высокую эффективность отвода теплоты.
Перспективной является синтетическая СОЖ, представляющая собой 2...3%-ный раствор концентрата Аквол-10М, который содержит анионоактивные и неионогенные эмульгаторы и жировые присадки. Применение этой СОЖ дает снижение шероховатости на 15...20% и сил резания на 10% по сравнению с СОЖ на основе Аквол-2.
Эффективное использование СОЖ обеспечивается системой ее подачи и очистки. СОЖ подается в зону обработки под давлением 0,5.. 0,6МПа с расходом 80...200 л в минуту на один круг. Положение охлаждающего и дополнительного очистного сопла относительно обрабатываемой заготовки автоматически сохраняется по мере изнашивания круга Бак для СОЖ вмещает не менее 1500...3000л и снабжен холодильным устройством для стабилизации температуры на уровне 20..30"С. Очистное устройство надежно задерживает любые частицы размером более 5.. 15 мкм.
В ряде случаев подача СОЖ интенсифицируется за счет дополнительной подачи ее на торцы круга с наложением ультразвуковых колебаний. При этом она попадает в поры круга и под действием центробежных сил проникает на периферию, очищая режущую поверхность и дополнительно охлаждая зону контакта круга с заготовкой.
Глубинное шлифование имеет такие особенности, обусловленные кинематикой и термодинамикой процесса, которые накладывают специфические требования к конструкции станков для глубинного шлифования. Опыт эксплуатации зарубежных станков, модернизация под условия глубинного шлифования ряда отечественных станков и создание собственного оборудования позволили ОАО «Рыбинские моторы» совместно с НИИД (г. Москва) разработать технические задания на разработку гаммы отечественных станков, обеспечивающих потребности отечественного авиационного двигателестроения.
Первыми были модернизированы плоскошлифовальные станки моделей ЗБ722 и ЗД722 производства Липецкого станкоинструментального завода. На них успешно внедрены в производство операции глубинного шлифования, контактных площадок турбинных лопаток с использованием прогрессивной схемы обработки сдвоенными кругами (рис. 1.6,) со стороны «спинки» и «корыта» одновременно.
Размещено на http://www.allbest.ru/
В условиях ограниченных производственных мощностей на этих станках одно время обрабатывались и елочные замки турбинных лопаток газоперекачивающих агрегатов. Были также модернизированы для глубинного шлифования елочных замков морально устаревшие станки фирмы «Матрикс» (Англия). На них была внедрена непрерывная правка кругов алмазными роликами с автоматической компенсацией размера, увеличена мощность главных приводов, переоборудована система подачи СОЖ.
Опыт модернизации станков дал возможность глубже исследовать ряд технических решений и заложить более обоснованные требования к ним во вновь разрабатываемых станках.
При создании промышленных моделей станков для глубинного шлифования на Липецком станкостроительном заводе большинство требований было выполнено.
Первым был создан одношпиндельный станок модели ЛШ-220 (рис. 1.7), который представляет собой полуавтомат с прямоугольным столом, горизонтальным шпинделем и четырехкоординатным устройством ЧПУ. Компоновка станка в сочетании с конструкцией
шпинделя на подшипниках качения обеспечивает высокую жесткость шлифовальной бабки. Применение в направляющих стола и салазок фторопластовой ленты, а также винтовых пар качения в механизмах вертикального и поперечного движения подач шлифовальной бабки и перемещения стола позволили достичь плавности рабочих перемещений и высокой точности изготовления деталей.Станок нашел широкое применение на заводах отрасли. Данный станок используется в технологическом процессе производства лопатки турбины ТНА.
Недостатком станка явилось не совсем удачное конструктивное решение правящего устройства и организации рабочей зоны, ограничивающей автоматизацию цикла обработки.
Станок ЛШ-233 представляет собой полуавтомат с ЧПУ для двухстороннего глубинного шлифования. Он предназначен для одновременного шлифования симметричных или несимметричных поверхностей заготовок различных деталей. Станок имеет непрерывную правку кругов непосредственно в процессе обработки, которая используется на черновых проходах. Перед чистовым рабочим ходом оба круга
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рис 1.7 Станок ЛШ-220:
1 - станина; 2 - стол; 3 - колонна; 4 - шлифовальная головка; 5 - система подачи и очистки СОЖ; 6 - пульт управления калибруются одним роликом, что гарантирует симметричность расположения профилей и высокую точность обработки.
Станок ЛШ-233 отвечает основным требованиям высокопроизводительного глубинного шлифования.
Некоторым конструктивным недостатком этих станков является весовая несбалансированность консольно расположенных электродвигателей привода шлифовальных кругов.
Существенным шагом в дальнейшем усовершенствовании одношпиндельных плоскошлифовальных станков является создание станка модели ЛШ-236.
Станок значительно превосходит своих предшественников по технологическим возможностям. Он обладает повышенной жесткостью, быстроходностью на холостых ходах, имеет большую по высоте зону обработки.
Наличие круглого рабочего тактового стола позволяет производить предустановку деталей во время рабочего цикла, что повышает производительность и дает возможность полностью автоматизировать цикл обработки.
Для расширения области применения методов профильного шлифования с непрерывной правкой кругов при обработке поверхностей сопловых лопаток турбин предназначен карусельно-шлифовальный станок ЛШ-278.
Станок может работать в широком диапазоне режимов, в том числе и в режиме глубинного шлифования, имеет дополнительный высокоскоростной шпиндель для формирования канавок и резцедержатель для их подправки резцом в режиме точения.
1.6 Алмазные ролики для правки
Алмазные ролики являются профильным инструментом для правки шлифовальных кругов. Они применяются во всех операциях глубинного шлифования в техпроцессе производства турбинной лопатки. На листе № 4 графической части приведены чертежи роликов для операций 25 , 50 и 70. Данные ролики изготовлены немецкой фирмой "Wendt". Отличие алмазных роликов этой фирмы от отечественных аналогов в том, что стойкость составляет от 50000 до 180000 условных правок, когда этот показатель для отечественных роликов составляет 10 000-40 000 правок.
Подобные документы
Технологический процесс изготовления лопатки турбины ТНА. Глубинное шлифование деталей из жаропрочных сплавов. Способы изготовления алмазных роликов для правки. Основы процесса гидродробеструйного упрочнения. Описание модулей пакета программ CATIA.
дипломная работа , добавлен 18.04.2014
Проектирование проточной части авиационного газотурбинного двигателя. Расчёт на прочность рабочей лопатки, диска турбины, узла крепления и камеры сгорания. Технологический процесс изготовления фланца, описание и подсчет режимов обработки для операций.
дипломная работа , добавлен 22.01.2012
Технологический процесс изготовления детали "Корпус". Расчет припусков на механическую обработку. Нормирование технологического процесса. Станочные и контрольные приспособления. Исследование автоколебаний технологической системы на операции шлифования.
дипломная работа , добавлен 17.10.2010
Характеристика материала для изготовления металлической скамейки. Подготовка металла к сборке и сварке. Технологический процесс изготовления. Оборудование сварочного поста ручной дуговой сварки. Расчет штучного времени на изготовление металлоконструкции.
дипломная работа , добавлен 28.01.2015
Чертеж детали для малосерийного производства, технологический процесс её изготовления. Краткое описание используемого метода, грамматики с фазовой структурой. Анализ технологического процесса и его описание с точки зрения метода языков и грамматик.
контрольная работа , добавлен 09.07.2012
Виды мороженого по способам выработки: закаленное, мягкое, домашнее. Приготовление смеси для производства мороженого, ее фильтрование и гомогенизация. Процесс фризерования и закаливания. Выпечка вафельных стаканчиков. Дозирование и расфасовка продукта.
презентация , добавлен 30.03.2017
Метод выполнения заготовок для деталей машин. Технологический процесс обработки детали класса вал. Схема базирования заготовки на токарной операции. Принцип действия двухстороннего фрезерно-центровального полуавтомата. Нормирование процесса изготовления.
курсовая работа , добавлен 03.03.2014
Граничные условия теплообмена на наружной поверхности и в каналах охлаждаемой лопатки авиационного газотурбинного двигателя. Выбор критической точки лопатки и предварительная оценка ресурса. Расчет температур и напряжений в критической точке лопатки.
курсовая работа , добавлен 02.09.2015
Расчёт и профилирование рабочей лопатки ступени компрессора, газовой турбины высокого давления, кольцевой камеры сгорания и выходного устройства. Определение компонентов треугольников скоростей и геометрических параметры решеток профилей на трех радиусах.
курсовая работа , добавлен 17.02.2012
Технологические процессы и оборудование основных производств предприятия, основное и вспомогательное технологическое оборудование. Оборудование и технологии очистки выбросов, переработки и обезвреживания отходов. Управление технологическими процессами.
Подобные документы
История сварки и характеристика сварочного производства, рабочее место сварщика. Назначение конструкции и описание сварочных швов. Расчет расхода, виды материалов и заготовительные операции. Техника безопасности при сварочных работах и охрана труда.
дипломная работа, добавлен 13.09.2009
Характеристика сварной конструкции и материалов для ее изготовления. Последовательность сборочных и сварочных работ, обоснование способа сварки, выбор и расчет режимов. Характеристика используемого сварочного оборудования. Методы контроля. Охрана труда.
курсовая работа, добавлен 08.02.2013
Разработка принципиальной схемы закрепления деталей при сборке и сварке конструкции корпуса ацетиленового баллона. Определение типа производства. Выбор способа сборки и сварки, рода тока, разделки кромок. Назначение размеров сварного соединения.
контрольная работа, добавлен 19.06.2013
Краткое описание конструкции двигателя. Нормирование уровня надежности лопатки турбины. Определение среднего времени безотказной работы. Расчет надежности турбины при повторно-статических нагружениях и надежности деталей с учетом длительной прочности.
курсовая работа, добавлен 18.03.2012
Описание конструкции секции палубы. Определение типа сварочного производства изделия. Оценка свариваемости материала. Свойства и химический состав стали. Общие требования к производству сварочных работ. Технология автоматической сварки под слоем флюса.
контрольная работа, добавлен 21.01.2015
Технологический процесс изготовления корпуса, его чертеж, анализ технологичности конструкции, маршрут технологии изготовления, припуски, технологические размеры и режимы резания. Методика расчета основного времени каждого из этапов изготовления корпуса.
курсовая работа, добавлен 12.04.2010
Описание конструкции и работы сборочной единицы. Служебное назначение детали. Проектирование отливки и разработка технологического процесса изготовления корпуса, произведение расчета режимов резания и нормирования операций механической обработки детали.
дипломная работа, добавлен 10.04.2017
Характеристика материала, применяемого для изготовления колеса. Анализ технологичности конструкции. Нормирование сварочных работ. Расчет расхода вспомогательных материалов. Организация технического контроля. Определение себестоимости единицы изделия.
дипломная работа, добавлен 09.07.2014
Выбор спектра используемых в конструкции изделия материалов (для деталей из природного камня, для декоративных деталей из металла). Состав сборочных единиц. Проектирование технологических операций и переходов. Расчет штучного времени изготовления детали.
курсовая работа, добавлен 27.11.2014
Проведение заготовительных, сборочных, сварочных (определение силы тока, длины и напряжения дуги, необходимого количества электродов) работ и расчет нормы времени на технологический процесс с целью изготовления контейнера для деталей по эскизу.
Издательство: Машиностроение, Москва Ленинград, 418 стр.
Год: 1966
Книга предназначена для работников конструкторских бюро, лабораторий, монтажного персонала и технологов турбостроительных заводов. Может быть полезна работникам турбинных цехов заводов и электростанций, а также студентам ВУЗов, специализирующихся по турбинам.
В книге изложены основные вопросы технологии производства стационарных паровых и в меньшей степени газовых турбин, преимущественно из опыта ЛМЗ.
Раздел
1. Общие вопросы технологии турбостроения. Механическая обработка основных деталей турбин
Основные определения. ? Производственный и технологический процессы. Характеристика паро- и газотурбинного производства.
Технологическая подготовка производства.? Роль технологов в создании новой турбины. Порядок разработки технологической документации. Организационные формы технологической подготовки производства. Типизация технологических процессов.
Технологичность конструкции. Базы. ? Точность размеров и чистота обработки поверхности. Размерные цены. Технологичность конструкции.
Распределение трудовых затрат по отдельным цехам, видам работ и группам оборудования. Совершенствование технологии производства турбин.
Рабочие лопатки – Назначение, сложность их выполнения. Конструкции лопаток и их элементов. Условия работы лопаток. Требования, предъявляемые к изготовлению рабочих лопаток и наборке их на колесо.
Требования, предъявляемые к материалам для рабочих лопаток. Стоимость заготовок. Механическая обработка рабочих лопаток. Характеристика организации и перспективы развития производства турбинных лопаток.
Диски паровых и газовых турбин и их механическая обработка. ? Назначение и конструкция. Условия работы облопаченных дисков. Контроль и приемка поковок дисков. Технологический процесс механической обработки дисков. Автофритирование турбинных дисков.
Цельнокованые и сварные роторы. Валы. ? Назначение и конструкция. Механическая обработка муфт. Основные требования к механической обработке деталей соединительных муфт.
Сварные диафрагмы? Назначение и конструкция. Материалы для сварных диафрагм и виды заготовок. Производство сварных диафрагм.
Чугунные диафрагмы. Сегменты сопел.
Цилиндры турбин? Назначение. Условия работы. Конструкция. Материалы. Основные технические требования. Предварительная и окончательная обработка стальных литых корпусов турбин. Изготовление сварно-листовых конструкций выхлопных частей цилиндра низкого давления. Гидравлическое испытание.
Опорные и упорные подшипники? Назначение. Условия работы. Конструкция. Подшипниковые сплавы. Технологический процесс заливки опорных вкладышей баббитом. Механическая обработка опорных вкладышей после заливки. Конструкция упорных подшипников. Технология изготовления колодок упорных подшипников.
Изготовление буксы и золотника регулирующего устройства турбин? Назначение регулирующего устройства и предъявляемые к нему требования. Изготовление буксы и золотника.
Изготовление поверхностных конденсаторов.
Раздел
2. Сборка турбин.
Узловая сборка? Облопачивание рабочих колес и роторов. Статическая балансировка рабочих колес. Производственные вибрационные испытания облопаченных дисков.
Сборка роторов? Наборка деталей на ротор. Механическая обработка собранного ротора. Динамическая балансировка роторов.
Узловая сборка сложного корпуса цилиндра паровой турбины.
Общая сборка турбин на стенде? Стенды для общей сборки турбин. Основное требование по сборке турбины. Установка фундаментных рам. Установка ЦНД на стенд. Установка корпуса среднего подшипника. Установка корпуса переднего подшипника. Установка ЦВД по уровню с проверкой по реакциям опор. Центровка ЦВД и ЦСД относительно ЦНД. Пригонка и центровка вкладышей подшипников по проверочному валу. Центровка роторов турбин по полумуфтам. Центровка обойм диафрагм и самих диафрагм в цилиндрах. Предварительный замер осевых и радиальных зазоров. Цистка цилиндров, окончательная установка всех деталей в цилиндры, укладка роторов и окончательные замеры зазоров в проточной части. Закрытие цилиндров турбин. Затяжка крепежа горизонтального разъема турбины.
Испытание турбины на заводском стенде? Цель испытания. Подготовка к испытании. Пуск турбины и испытание. Остановка турбины. Консервация и упаковка узлов турбины.
Раздел
3. Монтаж и пусковые испытания паровых турбин.
Монтаж паровых турбин? Подготовительные работы. Проверка и приемка фундамента под турбоагрегат. Сборка конденсаторов на месте монтажа. Монтаж конденсатора. Монтаж турбины. Сборка ЦНД и его монтаж. Установка корпусов подшипников, ЦВД и ЦСД по струне и по уровню с проверкой по реакциям опор. Центровка роторов низкого, среднего и высокого давлений по расточкам под уплотнения и по полумуфтам. Подливка фундаментных рам турбины. Проверка центровки диафрагм и обойм концевых уплотнений. Закрытие цилиндров. Горячая затяжка крепежа горизонтального разъема цилиндров. Соединение полумуфт роторов и закрытие подшипников. Некоторые особенности монтажа других элементов турбоустановки.
Пуск и наладочные испытания турбогенератора после монтажа? Подготовительные работы. Пуск турбины. Работа турбины на холостом ходу. Нагружение турбины. Некоторые замечания по обслуживанию турбоагрегата.
Некоторые вопросы надежности и долговечности турбин? Понятие о надежности и долговечности, их значение в народном хозяйстве страны. Некоторые мероприятия по повышению надежности и долговечности турбинного оборудования.
Машиностроение есть производство средств производства, а основной задачей его является создание новых, более производительных машин, выпуск их в нужпом дчя народного хозяйства количестве и при этом высокого качества, с наименьшим тра и труда, материалов л в короткие сроки.
Роль машиностроения в развитии пародвого хозяйства нашей страны очень велика. Техническое перевооружение народного хозяйства было осуществлено благодаря высокому уровню развития отечественного машиностроения. Оно являлось и является передовой отраслью нашей нро-мышленности, основой индустриального рйзннтпя СССР, призвано способствовать дальнейшему техническому совершенствованию всех отраслей народного хозяйства и укреплению обороноспособности страны.
Чрезвычайно большое значение в машиностроении уделяется производству турбин, отрасли, которая должна способствовать обеспечению сплошной электрификации страпы в программе КПСС отмечено, что «электрификация, являющаяся стержнем строительства экономики коммунистического общества, играет ведущую роль в развитии всех отраслей народное хозяйства, в осуществлении всего современное технического прогресса. Поэтому необходимо обеспечить опережающие темпы производства электроэнергии. Годовое производство электроэнергии должно быть доведено к концу десятилетня примерно до 900-1000 миллиардов, а к концу второго десятилетия до 2700-3000 ардов килловатт-часов.
В текущем семилетии 1959-1965 г. в соответствии с контрольными цифрами развития народного хозяйства, утверждеппыми XXI съездом КПСС, наше отечественное турбостроение развивается с постоянно нарастающими темпами. Воплощаются в жизнь идеи В. И Ленина о сплошной электрификации страны. За истекшие шесть лет семилетнего плана единичная максимальная мощность стационарных паровых турбин повысилась в 4 раза, средняя мощность конденсационных турбин выросла почти в 2 раза, а теплофикационных-почти в 1,5 раза. Выпуск паровых турбин с повыгоеппо высокими параметрами пара 130 ата и 565° С вырос в 8 раз (все цифры приведены по турбинным заводам РСФСР).
Ленинградским металлическим заводом имени XXII съезда КПСС (ЛМЗ) изготовлена паровая турбина мощностью 800 МВт в двухвальном исполнении, а Харьковским турбинным заводом имени С. М. Кирова (ХТГЗ) - паровая турбина в 500 МВт в одновальном исполнении, обе с начальными параметрами пара 240 ата и 580° С.
По стационарным проходит наладочные испытания установка ГT-50-800 ХТГЗ мощностью 50 Мет и находится в эксплуатации газотурбинная установка ЛМЗ тина ГТ-25-700 мощностью 25 Мет,
Развитие турбостроения в предстоящем пятилетии 1966-1970 гг. пойдет по нута дальнейшего резкого увеличения объемного выпуска турбин, создания одновальной иаровой турбины мощностью 800 Мет, 100 Мет и подготовке производства к выпуску еще более мощных агрегатов.
Выполнение этих сложных задач неразрывно связано с ростом необходимого количества конструкторов, исследователей, технологов и других инженерно-технических работников на заводах, в научно-исследовательских и проектпо-технологических институтах. В связи с этим возрастает и потребность в технической литературе по турбинам, освещающей создание их в разных аспектах, поэтому очень желательно обобщение опыта по производству турбин на отдельных заводах.
Настоящая книга и написана на основе опыта производства стационарных турбин па ЛМЗ и на некоторых других заводах.
Можно надеяться, что изложенный в книге.материал будет полезен для турбостроителей и особенно для молодых специалистов.
Все замечания и пожелания, которые возникнут при чтетш книги, автор просит направлять в Ленинградское отделение издательства «Машиностроение» по адресу: Ленинград, Д-65, ул. Дзержинского, 10.