Разработка технологии производства турбореактивного двухконтурного двигателя для пассажирских и транспортных самолетов

Размещено на http://allbest.ru

Размещено на http://allbest.ru

1. Общая часть

1.1 Описание двигателя

1.1.1 Общие сведения о двигателе

Разработанный трехвальный турбореактивный двухконтурный двигатель предназначен для установки на пассажирские и транспортные самолеты.

Двигатель выполнен по трехвальной схеме с осевым 14-тиступенчатым компрессором, промежуточным корпусом, кольцевой камерой сгорания, пятиступенчатой турбиной и раздельными нерегулируемыми выходными соплами наружного и внутреннего контуров.

В выходной части наружного контура на двигатель может быть установлено реверсивное устройство.

Особенность 3-хвальной схемы - разделение компрессора на 3 самостоятельных ротора, каждый из которых приводится во вращение собственной турбиной. При этом роторы имеют различные оптимальные для них частоты вращения и связаны между собой только газодинамической связью.

Выполнение двигателя по 3-хвальной схеме позволило:

- применить в компрессоре ступени, имеющие высокий КПД;

- обеспечить необходимые запасы газодинамической устойчивости компрессора;

- использовать для запуска двигателя пусковое устройство малой мощности, так как при запуске стартер раскручивает только ротор высокого давления.

Большая степень двухконтурности двигателя и высокие параметры газодинамического цикла обеспечили его высокую экономичность.

Конструкция двигателя выполнена с учетом обеспечения принципа модульной (блочной) сборки.

Двигатель состоит из 12-ти модулей, каждый из которых - законченный конструктивно-технологический узел и может быть (кроме главного 12-го модуля) демонтирован и заменен на двигателе без разборки соседних модулей в условиях авиационно-технических баз, имеющихся на всех крупных аэродромах.

Модульность конструкции двигателя обеспечивает возможность восстановления его эксплуатационной пригодности заменой деталей и узлов в условиях эксплуатации, а высокая контролепригодность способствует переходу от планово-предупредительного обслуживания к обслуживанию по состоянию.

1.1.2 Краткое описание конструкции двигателя

Компрессор двигателя - осевой, трехкаскадный, состоит из сверхзвукового вентилятора, околозвукового КНД и дозвукового КВД.

Одноступенчатый вентилятор не имеет ВНА и состоит из рабочего колеса, статора со спрямляющим аппаратом, вала с подшипниковым узлом и вращающегося обогреваемого воздухом кока.

Соединение диска рабочего колеса с валом - болтовое, лопатки крепятся к дискам хвостовиками типа «ласточкин хвост».

Спрямляющий аппарат - разборной конструкции. Внутренняя поверхность наружного кольца спрямляющего аппарата имеет акустическую облицовку. К переднему фланцу корпуса вентилятора крепится самолетный воздухозаборник.

Вал вентилятора соединен с валом турбины вентилятора шлицами. Вентилятор и турбина вентилятора образуют ротор вентилятора, установленный на 2-х опорах. Узлы опор ротора вентилятора имеют масляные демпферы.

Компрессор низкого давления - шестиступенчатый, состоит из статора и ротора. Статор своим обтекателем разделяет поток воздуха за рабочим колесом вентилятора по контурам.

В статоре смонтированы неподвижный и поворотный ВНА, узлы передних опор роторов вентилятора и КНД, спрямляющие аппараты ступеней, рабочие кольца и клапаны перепуска воздуха из КНД.

Наличие поворотных лопаток ВНА КНД позволяет производить отладку двигателя в стендовых условиях. После отладки лопатки ВНА фиксируются в выбранном положении.

Ротор компрессора - барабанно-дисковой конструкции, соединен с передним и задним валами с помощью болтов, рабочие лопатки соединены с венцами дисков хвостовиками типа «ласточкин хвост».

Ротор КНД соединен с турбиной НД с помощью шлицев и образует ротор низкого давления.

Ротор НД установлен на 2-х узлах опор, имеющих масляные демпферы.

Компрессор высокого давления - семиступенчатый, состоит из ВНА, ротора, статора и клапанов перепуска воздуха.

Ротор КВД - барабанно-дисковой конструкции. Сварной барабан, диски последних ступеней, проставки и валы соединены между собой болтами, лопатки с дисками соединены хвостовиками «ласточкин хвост».

КВД соединяется с турбиной ВД с помощью болтов и образует ротор высокого давления, установленный на 2-х опорах.

Передний шариковый подшипник установлен в упругой опоре с жестким ограничителем хода. Задний роликовый подшипник ротора ВД установлен на масляном демпфере.

Поворотные лопатки ВНА КВД позволяют производить отладку двигателя в стендовых условиях. После отладки лопатки ВНА фиксируются в выбранном положении.

Промежуточный корпус служит для формирования переходного тракта от КНД к КВД и тракта наружного контура, размещения агрегатов и приводов к ним, а также размещения передней опоры ротора КВД и переднего пояса подвески двигателя. Кольцевые оболочки, формирующие тракт внутреннего и наружного контуров, соединены между собой 8-ю полыми рёбрами, внутри которых проходят коммуникации.

Промежуточный корпус состоит из корпуса, центрального привода, коробки приводов и колонки приводов. Все приводные агрегаты двигателя получают вращение от ротора ВД. К заднему фланцу наружной оболочки промежуточного корпуса крепится болтами выходное сопло наружного контура, являющееся элементом конструкции самолетной мотогондолы, или реверсивное устройство.

К внутреннему силовому корпусу спереди крепится корпус КНД, а сзади - корпус КВД.

В трехвальном турбореактивном двухконтурном двигателе Д-36 весь воздух, поступающий на вход двигателя через самолетный воздухозаборник, проходит через вентилятор, в котором происходит некоторое повышение давления и температуры воздуха. Это повышение температуры и давления различно по длине лопатки вентилятора: у хвостовика оно меньше, на периферии рабочего колеса - больше.

За вентилятором поток воздуха делится на два: наружный и внутренний. По наружному контуру проходит около 85% всего воздуха, который, расширяясь и увеличивая свою скорость в канале и сопле наружного контура, создает приблизительно 77% общей тяги.

Во внутреннем контуре воздух дополнительно сжимается в компрессорах низкого и высокого давления и попадает в камеру сгорания, где, перемешиваясь с тонкораспыленным топливом, создает топливно-воздушную смесь. Газ поступает на турбину, где происходит преобразование энергии газового потока в механическую энергию, используемую для привода компрессора высокого и низкого давления и вентилятора. При прохождении газа через проточную часть турбины его энергия уменьшается, при этом температура и давление газа понижаются. В реактивном сопле внутреннего контура происходит расширение газа с падением давления до атмосферного, сопровождающееся увеличением скорости газового потока, создающего тягу внутреннего контура.

1.2 Термогазодинамический расчет двигателя

Целью термогазодинамического расчёта является определение основных удельных параметров двигателя - удельной тяги или мощности, а также секундного расхода воздуха, необходимого для обеспечения заданной тяги. В результате расчёта определяется также температура Т^* и давление р^* газо-воздушного потока в характерных сечениях проточной части двигателя (рисунок 1.2.1.) и основные параметры, характеризующие работу его узлов.

Рисунок 1.2.1 Схема маркировки сечений по тракту двигателя

Н-Н - невозмущенный поток, окружающая среда.

Вх-Вх - сечение на входе в двигатель.

В-В - сечение на входе в вентилятор.

Вн-Вн - сечение за вентилятором, вход в компрессор низкого давления.

Вв - Вв - сечение на входе в компрессор высокого давления.

К-К - сечение за компрессором.

Г-Г - сечение за камерой сгорания, перед турбиной.

Гн-Гн - сечение за турбиной высокого давления.

Гв-Гв - сечение на входе в турбину вентилятора.

Т-Т - сечение на выходе из турбины.

С_I-С_I - выходное сечение реактивного сопла.

Расчётный режим - взлётный.

Исходные данные для расчёта.

1.Высота полета Н - 0.

2.Полетный мах M= 0.

3. Параметры окружающей среды T_н=288,15 К. Р_н=1,013х10⁵ Па.

4. Тяга двигателя R= 65000 Н

5. Суммарная степень повышения давления ^*_к=20,5

6. Степень двухконтурности m=5,8.

7. Температура газа перед турбиной Т_г^*=1500 К .

8. Топливо - авиационный керосин: ТС-1, ТС-1 с низшей теплотворной способностью Н_u = 43000 кДж/кг.

9. Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1кг топлива L₀= 14,8 кгв/кГт.

10.Удельная теплоемкость воздуха С_рвозд= 1,005 Дж/(кг*К)

11 .Удельная теплоемкость продуктов сгорания С_рг = 1133 Дж/(кг*К)

12. Показатель адиабаты сжатия K_в=1,4.

13. Показатель адиабаты расширения K_г =1,34.

КПД компрессора и турбины принимаем для рассматриваемого типа двигателя равными:

_вент=0,87; _ксд=0,88; _квд=0,88; _твд=0,91; _тнд=0,90; _твент=0,93.

Гидравлические потери в элементах проточной части двигателя оцениваем коэффициентами восстановления полного давления воздуха (газа) и принимаем равными:

_вх=0,99; _кс=0,96; _II=0,99.

Потери в реактивном сопле первого и второго контура оцениваем коэффициентом скорости _c:

_c1=0,98; _c2=0,98.

Коэффициент полноты сгорания в камере сгорания: _кс=0,98.

Относительный расход воздуха на охлаждение турбины или на другие нужды:

G_вохл=8%.

Скорость воздуха на входе в КСД принимаем равной: С=190 м/с.

Величина относительного диаметра втулки принята равной: d_вт=0,69.

Степень сжатия в вентиляторе принимаем равной:

_к=1,21.

Степень сжатия в КСД принимаем равной: _к=4,2

Расчёт выполняется для 1 кг/с воздуха на ЭВМ по программе кафедры 203 trdd3.exe.

Результаты расчета на взлетном режиме:

удельная тяга: Р_{е уд} =256 Н/(кг/с);

удельный расход топлива: С_уд =0,04296 кг/(Н*ч);

удельный расход воздуха: G_в =253,86 кг/с;

Предварительно определены также диаметральные размеры сечения на входе в КСД:

площадь входа в компрессор F_вх=0,161м²;

диаметры проточной части D_к1=0,626 м, D_вт1=0,432 м;

средний диаметр проточной части D_ср=0,538 м;

длина рабочей лопатки l_рл=0,097 м.

Вывод: полученные значения удельной тяги двигателя и удельного расхода топлива находятся на уровне удельных параметров современных двигателей подобного типа и назначения.

ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ТРЕХВАЛЬНОГО ТРДД БЕЗ СМЕШЕНИЯ

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Тяга R= 65000.0 H Тгаза=1500.0 K m= 5.80 Hu=43000.кДж/кГ

S вх= .99 S кс= .96 Sвтор.конт= .99

КПДвент=.87 КПДксд=.88 КПДквд=.88 КПДтвд=.91 КПДтсд=.90 КПДтвент=.93

КСИкс=.98 ФИс1=.98 ФИс2=.98 ПИк сум=20.5 ПИксд= 4.20 ПИвент= 1.21

Gохл= 8.00% Pн=101300.Па Тн=288.K

МАКСИМАЛЬНЫЙ РЕЖИМ

Tг=1500. Степень двухконтурности= 5.800

Gв=253.86 кГ/с ПИк сум=20.5 ПИвент= 1.21 ПИкcд= 4.200 ПИквд= 4.034

Pуд=256.0 Cуд= .04296 R = 65000. ПИтур= 6.18 ПИс1=3.15 ПИс2=1.19

Pк=2055884. Pг=1973648. Pт= 319251.2 Pвент= 121347.3 Pксд= 509658.5

Pтвд= 885131.3 Ртcд= 477850.4

Tк= 751.8 Tт=1025.5 Tвент= 306.5 Тксд= 483.1

Tтвд=1269.4 Ттсд=1117.9

Cс1= 752.5 Cc2= 167.7 ПИтвд=2.23 ПИтсд=1.85 ПИтвент=1.50

Hвент= 18622. Нксд=177434. Hквд=270099.

Hтвент=115035.2 Hтсд=188604.5 Нтвд=287102.6

РАСЧЁТ ГЕОМЕТРИИ HA BXOДE B КОМПРЕССОР СРЕДНЕГО ДАВЛЕНИЯ

Расход воздуха через первый контур= 37.33кГ/c

LAMBDA= .612 q(LAMBDA)= .822 C1a= 190. м/c

ВХОД В КОМПРЕССОР СРЕДНЕГО ДАВЛЕНИЯ

Расход воздуха через первый контур= 37.33кГ/c

LAMBDA= .644 q(LAMBDA)= .849 C1a= 200. м/c

ВХОД В КОМПРЕССОР СРЕДНЕГО ДАВЛЕНИЯ

F1= .161 кв.м Dk1= .626 м Dвт1= .432 м

Dср= .538 м ДЛИНА РЛ= .097 м

T1стат=286.6 K a1=340.3 м/c W1k=442.4 м/c

U1k=394.6 м/c Ca отн= .507

1.3 Расчеты на прочность

1.3.1 Расчет на прочность лопатки первой ступени компрессора

Рабочие лопатки осевого компрессора являются весьма ответственными деталями газотурбинного двигателя, от надежной работы которых зависит надежность работы двигателя в целом.

Нагрузки, действующие на лопатки

При работе авиационного газотурбинного двигателя на рабочие лопатки действуют статические, динамические и температурные нагрузки, вызывая сложную картину напряжений.

Расчет на прочность пера лопатки выполняем, учитывая воздействие только статических нагрузок, К ним относятся центробежные силы масс лопаток, которые появляются при вращении ротора, и газовые силы, возникающие при обтекании газом профиля пера лопатки и в связи с наличием разности давлений газа перед и за лопаткой.

Центробежные силы вызывают деформации растяжения, изгиба и кручения, газовые - деформации изгиба и кручения.

Напряжения кручения от центробежных и газовых сил слабозакрученных рабочих лопаток компрессора малы, и ими пренебрегаем.

Напряжения растяжения от центробежных сил являются наиболее существенными.

Напряжения изгиба обычно меньше напряжений растяжения, причем при необходимости для уменьшения изгибающих напряжений в лопатке от газовых сил ее проектируют так, чтобы возникающие изгибающие моменты от центробежных сил были противоположны по знаку моментам от газовых сил и, следовательно, уменьшали последние.

Допущения, принимаемые при расчете:

- лопатку рассматриваем как консольную балку, жестко заделанную в ободе диска;

- напряжения определяем по каждому виду деформации отдельно;

- температуру в рассматриваемом сечении пера лопатки считаем одинаковой, т.е. температурные напряжения отсутствуют;

- лопатку считаем жесткой, а деформацией лопатки под действием сил и моментов пренебрегает;

- предполагаем, что деформации лопатки протекают в упругой зоне, т.е. напряжения в пере лопатки не превышают предел пропорциональности.

Цель расчета

Цель расчета на прочность лопатки - определение напряжений и запасов прочности в различных сечениях по длине пера лопатки.

В качестве расчетного режима выбираем режим максимальной частоты вращения ротора и максимального расхода воздуха через двигатель. Этим условиям соответствует взлет или полет с максимальной скоростью у земли зимой.

Расчетная схема пера лопатки представлена на рисунке 1.3.1.1

Рисунок 1.3.1.1 Расчётная схема определения прочностного расчёта рабочей лопатки

Исходные данные для расчёта

Марка материала - ВТ3.

Предел длительной прочности - 1000 МПа.

Плотность материала лопатки - 4500 кг/м³.

Бандажная полка отсутствует.

Выносы центров тяжести сечений пера - 0.

Радиус корневого сечения - 0,216 м.

Радиус периферийного сечения - 0,313 м.

Длина лопатки 0,097 м.

Частота вращения рабочего колеса - 10100 об/мин.

Интенсивность газовых сил:

окружных - 485 Н/м;

осевых (корень) - 590 Н/м;

осевых (периферия) - 850 Н/м.

Характеристика сечений пера

Хорды профиля сечений пера:

корневого - 0,05 м;

среднего - 0,05 м;

периферийного - 0,05 м.

Макс. толщина профиля в сечениях:

корневом - 0,0046 м;

среднем - 0,0033 м;

периферийном - 0,0023 м.

Макс. стрела прогиба средних линий профиля в сечениях:

корневом - 0,0036 м;

среднем - 0,0028 м;

периферийном - 0,0020 м.

Углы простановки профилей в сечениях:

корневом - 1,15 рад;

среднем - 0,92 рад;

периферийном - 0,75 рад.

Расчёт выполняется для 1 кг/с воздуха по программе кафедры 203 statlop.exe.

РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ ПЕРА

РАБОЧЕЙ ЛОПАТКИ КОМПРЕССОРА (ТУРБИНЫ)

ВЫПОЛНИЛ(А) : Morozenko

УЗЕЛ ДВИГАТЕЛЯ: компрессор МАТЕРИАЛ: BT3

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ:

GT= 1.000000 CL= 9.700000E-02 RK= 2.160000E-01 RP= 3.130000E-01

VP= 0.000000E+00 UPP= 0.000000E+00 APP= 0.000000E+00

EN= 10100.000000 AA= 0.000000E+00 AU= 0.000000E+00 PU= 485.000000

PAK= 590.000000 PAP= 850.000000 RO= 4500.000000

B= 5.000000E-02 5.000000E-02 5.000000E-02

D= 4.600000E-03 3.300000E-03 2.300000E-03

AP= 3.600000E-03 2.800000E-03 2.000000E-03

AL= 1.150000 9.200000E-01 7.500000E-01

SPT= 1000.000000 1000.000000 1000.000000 1000.000000

1000.000000 1000.000000 1000.000000 1000.000000

1000.000000 1000.000000 1000.000000

Результаты расчета на прочноcть пера лопатки

N X F Jmin Spakt SизгA SизгB SизгC

m m^2 m^4 МПа МПа МПа МПа

1 .00000 .159E-03 .322E-09 91.839 28.204 33.613 -33.606

2 .00970 .147E-03 .236E-09 88.124 29.808 34.152 -33.785

3 .01940 .138E-03 .200E-09 82.375 27.851 31.271 -30.959

4 .02910 .130E-03 .172E-09 75.599 24.800 27.408 -27.176

5 .03880 .122E-03 .148E-09 67.906 21.065 22.972 -22.817

6 .04850 .114E-03 .127E-09 59.302 16.898 18.213 -18.121

7 .05820 .107E-03 .108E-09 49.748 12.526 13.360 -13.315

8 .06790 .100E-03 .901E-10 39.168 8.208 8.672 -8.656

9 .07760 .931E-04 .738E-10 27.455 4.288 4.492 -4.490

10 .08730 .863E-04 .584E-10 14.465 1.277 1.327 -1.328

11 .09700 .797E-04 .438E-10 .000 .000 .000 .000

N SсумA SсумB SсумC Ka Kb Kc

[МПa] [МПa] [МПa]

1 120.044 125.452 58.233 8.330 7.971 17.172

2 117.932 122.276 54.339 8.479 8.178 18.403

3 110.226 113.646 51.416 9.072 8.799 19.449

4 100.399 103.007 48.423 9.960 9.708 20.651

5 88.971 90.878 45.090 11.240 11.004 22.178

6 76.200 77.516 41.181 13.123 12.901 24.283

7 62.273 63.108 36.433 16.058 15.846 27.448

8 47.375 47.839 30.512 21.108 20.903 32.774

9 31.744 31.947 22.966 31.502 31.302 43.543

10 15.742 15.792 13.137 63.523 63.323 76.122

11 .000 .000 .000

По полученным данным строи графики изменения суммарных напряжений и коэффициентов запаса прочности в точках А, В, и С по длине лопатки.

Рисунок. 1.3.1.2. Коэффициент запаса прочности пера лопатки



Рисунок. 1.3.1.3. Изменение суммарных напряжений по сечениям лопатки

Вывод: полученные запасы прочности полностью удовлетворяют нормам прочности. Самый минимальный запас прочности составил 4,6 при том, что по нормам прочности он может быть равным 2,8-5,5, отсюда следует, что заданная лопатка имеет достаточный коэффициент запаса.

1.3.2 Расчет на прочность диска первой ступени компрессора

Диски компрессора - это наиболее ответственные элементы конструкций газотурбинных двигателей. От совершенства конструкций дисков зависит надежность, легкость конструкций авиационных двигателей в целом.

Нагрузки, действующие на диски.

Диски находятся под воздействием инерционных центробежных сил, возникающих при вращении от массы рабочих лопаток и собственной массы дисков. Эти силы вызывают в дисках растягивающие напряжения. От неравномерного нагрева дисков турбин возникают температурные напряжения, которые могут вызывать как растяжения, так и сжатие элементов диска.

Кроме напряжений растяжения и сжатия, в дисках могут возникать напряжения кручения и изгиба. Напряжения кручения появляются, если диски передают крутящий момент, а изгибные - возникают под действием разности давлений и температур на боковых поверхностях дисков, от осевых газодинамических сил, действующих на рабочие лопатки, от вибрации лопаток и самих дисков, под действием гироскопических моментов, возникающих при эволюциях самолета.

Из перечисленных напряжений наиболее существенными являются напряжения от центробежных сил собственной массы диска и лопаточного венца, а также температурные (в случае неравномерного нагрева диска). Напряжения изгиба зависят от толщины диска и способа соединения дисков между собой и с валом и могут быть значительными лишь в тонких дисках. Напряжения кручения обычно невелики и в расчетах в большинстве случаев не учитываются.

Допущения, принимаемые при расчете.

При расчете принимаем следующие допущения:

- диск считается симметричным относительно серединной плоскости, перпендикулярной оси вращения;

- диск находится в плосконапряженном состоянии;

- температура диска меняется только по его радиусу и равномерна по толщине;

- напряжения на любом радиусе не меняются по толщине;

- наличие отверстий и бобышек на полотне диска, отдельных выступов и проточек на его частях не принимается во внимание.

Цель расчета.

Целью расчета является определение напряжений и запасов прочности в различных сечениях по радиусу диска.

Расчёт

Метод конечных разностей основан на приближенном расчете дифференциальных уравнений:

,

,

где у_R и у_Т - радиальные и окружные напряжения;

b, R - текущее значение толщины и радиуса;

- угловая скорость вращения диска;

- плотность материала диска;

Е - модуль упругости первого рода;

t - температура элемента диска на радиусе R;

- коэффициент линейного расширения материала диска;

- коэффициент Пуассона.

Замена дифференциалов на конечные разности производится по таким формулам:

,

,

,

,

,

где индексы n, принимающие значения от 0 до k, указывают номер кольцевого сечения диска.

Окончательные расчетные формулы:

, ,

где , ,

, .

Значения _n, _n, _n, C_n, _n и _n определяются так:

,

,

,,

,

.

Определение коэффициентов А₀, В₀, N₀, Q₀:

Диск сплошной:

, .

Для выполнения этих условий коэффициенты А₀, В₀, N₀, Q₀ должны принимать следующие значения: А₀=1, В₀=0, N₀=1, Q₀=0.

В случае диска с центральным отверстием:

, .

Значения коэффициентов А₀, В₀, N₀, Q₀ должны выбираться из условия обращения последних формул в тождества при любых значениях напряжения ₀. Это справедливо, если: А₀=0, В₀=0, N₀=1, Q₀=0.

При разбивании диска по сечениям должны выполнятся следующее условия:

отношения радиусов: ;

отношения толщин: .

Для первых трех ступеней диска с центральным отверстием:

В качестве нагружающего фактора рассматривается нагрузка от лопаточного венца, которая учитывается величиной _Rn (напряжения в корневом сечении лопатки):

,

где z - число лопаток;

_Rk _ напряжения в корневом сечении лопатки от растяжения центробежными силами (из расчета лопатки на прочность);

F_k _ площадь корневого сечения лопатки (из расчета лопатки на прочность);

- плотность материала диска (материал диска ВТ-8);

f - площадь радиального сечения разрезной части обода;

R_f- радиус центра тяжести площади f;

R_k _ наружный радиус неразрезанного обода диска;

b_k _ ширина обода диска на радиусе R_k.

Расчетным режимом для проведения расчета на прочность диска, обычно является режим максимальной частоты вращения диска. В этом случаи наибольшей величины достигают напряжения от центробежных сил собственной массы диска и лопаточного венца, которые почти всегда имеют решающие значение при оценке прочности диска.

Исходные данные:

? материал диска - титановый сплав ВТ-8;

? плотность материала =4500кг/м³;

? предел длительной прочности _длит=1100 МПа;

? модуль упругости Е=1,1510⁵МПа;

? частота вращения n=10100 об/мин;

? коэффициент Пуассона =0,3;

? напряжение в корневом сечении лопатки _Rk=91,839 МПа;

? площадь корневого сечения лопатки F_k=0,15910^-3м²;

? число лопаток на рабочем колесе z=37;

? площадь радиального сечения разрезной части обода диска f=579 мм²;

? радиус центра тяжести радиального сечения разрезной части обода диска R_f=0,209м;

На рисунке 1.3.2.1 представлена схема, с использованием которой рассчитывается диск компрессора. Он рассчитывается на 23 сечения.

Рисунок 1.3.2.1 Схема разбивки диска на сечения

Расчёт выполняется по программе кафедры 203 DISK_EPF.exe.

Геометрические параметры диска в расчетных сечениях приведены в таблице 1.3.2.1

	R, м	b, м
1	0,129	0,0263
2	0,132	0,0263	1,023	1,000
3	0,139	0,0263	1,053	1,000
4	0,144	0,0221	1,036	0,840
5	0,149	0,0180	1,035	0,814
6	0,153	0,0145	1,027	0,806
7	0,156	0,0115	1,020	0,801
8	0,163	0,0099	1,045	0,861
9	0,169	0,0081	1,037	0,818
10	0,176	0,0065	1,041	0,802
11	0,180	0,0053	1,023	0,815
12	0,184	0,0048	1,022	0,906
13	0,186	0,0057	1,011	1,188
14	0,187	0,0068	1,005	1,193
15	0,189	0,0082	1,011	1,200
16	0,1895	0,0098	1,003	1,195
17	0,190	0,0117	1,003	1,194
18	0,191	0,0140	1,005	1,197
19	0,192	0,0168	1,005	1,200
20	0,193	0,0202	1,005	1,200
21	0,194	0,0229	1,005	1,340
22	0,1945	0,0249	1,003	1,087
23	0,208	0,0249	1,069	1,000

Исходные радиусы и толщины дисков на соответствующих радиусах

РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ ДИСКОВ КОМПРЕССОРОВ И ТУРБИН

ВЫПОЛНИЛ(А) : Morozenko

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ:

DP= 0 DT= 0

Частота вращения = 10100.0 об/мин

Количество расчетных сечений = 23

Количество скачков на контуре = 0

Контурная нагрузка = 19.860 МПа

AZ= 0 BZ= 0 NZ= 1 QZ= 0

Коэффициент Пуассона = .30

R( 1)= .1290 R( 2)= .1320 R( 3)= .1390 R( 4)= .1440

R( 5)= .1490 R( 6)= .1530 R( 7)= .1560 R( 8)= .1630

R( 9)= .1690 R(10)= .1760 R(11)= .1800 R(12)= .1840

R(13)= .1860 R(14)= .1870 R(15)= .1890 R(16)= .1895

R(17)= .1900 R(18)= .1910 R(19)= .1920 R(20)= .1930

R(21)= .1940 R(22)= .1945 R(23)= .2080

B( 1)= .0263 B( 2)= .0263 B( 3)= .0263 B( 4)= .0221

B( 5)= .0180 B( 6)= .0145 B( 7)= .0115 B( 8)= .0099

B( 9)= .0081 B(10)= .0065 B(11)= .0053 B(12)= .0048

B(13)= .0057 B(14)= .0068 B(15)= .0082 B(16)= .0098

B(17)= .0117 B(18)= .0140 B(19)= .0168 B(20)= .0202

B(21)= .0229 B(22)= .0249 B(23)= .0249

Плотность материала = 4530.00

Предел длит. прочности материала= 1100.0

РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА:

I R(I),M B(I),M SR,МПА ST,МПА SEK,МПА ZAP

1 .1290 .0263 .00 339.72 339.72 3.2

2 .1320 .0263 5.92 331.23 328.31 3.4

3 .1390 .0263 18.36 312.53 303.77 3.6

4 .1440 .0221 28.29 301.76 288.65 3.8

5 .1490 .0180 39.32 292.72 275.18 4.0

6 .1530 .0145 50.71 287.30 265.60 4.1

7 .1560 .0115 63.49 285.10 259.25 4.2

8 .1630 .0099 76.61 276.11 246.88 4.5

9 .1690 .0081 92.84 271.43 238.94 4.6

10 .1760 .0065 112.45 267.70 232.82 4.7

11 .1800 .0053 133.13 269.31 233.24 4.7

12 .1840 .0048 145.03 268.95 233.16 4.7

13 .1860 .0057 117.31 258.88 224.53 4.9

14 .1870 .0068 94.49 251.05 219.62 5.0

15 .1890 .0082 74.80 242.96 215.53 5.1

16 .1895 .0098 60.17 238.00 214.34 5.1

17 .1900 .0117 48.49 233.88 213.80 5.1

18 .1910 .0140 38.97 229.76 212.96 5.2

19 .1920 .0168 31.21 226.13 212.25 5.2

20 .1930 .0202 24.93 222.93 211.57 5.2

21 .1940 .0229 21.64 220.61 210.62 5.2

22 .1945 .0249 19.77 219.38 210.19 5.2

23 .2080 .0249 19.86 201.40 192.24 5.7

Рисунок.1.3.2.2 Изменение суммарных напряжений по сечениям диска



Рисунок 1.3.2.3 Коэффициент запаса по сечениям диска

Вывод: Из полученных в программе значений коэффициентов запаса по прочности диска можно сделать вывод о надёжности диска, так как все коэффициенты превышают минимально необходимую для гражданской авиации величину 1,5.

2. Технологическая часть

2.1 Анализ рабочего чертежа и определение показателей технологичности

2.1.1 Анализ рабочего чертежа

Рабочий чертеж детали является основным документом для контроля и приемки изготовленных деталей. На рабочем чертеже указывается материал детали, проставляются допуски на изготовление, шероховатость поверхностей, в технических условиях указывается группа контроля, термообработка и твердость материала, покрытия и прочие специфические требования. Для ответственных деталей в технических условиях указываются также физико-механические свойства сердцевины и поверхностного слоя, применяемые методы улучшения прочностных свойств с целью повышения надежности и долговечности детали. Указываются также методы и способы контроля, как наружных поверхностей, так и внутренней структуры материала детали.

В качестве исходной информации для выполнения домашнего задания был задан чертеж детали ротора на листе формата А1. Он представляет чертеж ротора, выполненный в нескольких проекциях, с дополнительными видами, поясняющими конструкцию ротора (в частности профили зубьев, конфигурация канавок для выхода инструмента). С правой стороны размещена таблица параметров шлицевого венца - внутреннего. Ввиду большой сложности детали и высоких требований, предъявляемых к ней, некоторые поверхности или даже участки поверхностей нуждаются в особых видах обработки или способах контроля. Для идентификации таких участков используется буквенная индексация.



Рисунок 2.1.1.1 - Ротор.

2.1.2 Назначение “Ротора”, условия работы

Деталь ротор является основным компонентом насоса - регулятора НР-3А, который устанавливается на двигателях типа ТВ3 - 117 и осуществляет его топливное питание и регулирование.

Насос НР-3А включает в себя качающий узел с торцевым уплотнением, смонтированный в корпусе насоса и проставку с крышкой, закрывающую полость качающего узла.

Ротор - стальной, устанавливается в корпусе качающего узла на двух подшипниках: медно-графитовом и роликовом. Опорные поверхности ротора обрабатываются до одиннадцатого класса точности и для повышения износостойкости - цементируются. В роторе имеется одно осевое и семь наклонных отверстий. Со стороны хвостовика в наклонные отверстия запрессованы и развальцованы бронзовые втулки, в которых с зазором 0,014 - 0,020 мм перемещаются плунжеры. Плунжеры - стальные, на их головках закреплены стальные подпятники с бронзовой пластиной, опирающиеся на сферическую наклонную поверхность опорной шайбы. При ходе шайбы - подъеме и опускании плунжера начинают прокачивать рабочую жидкость.

Условия работы агрегата:

1. Рабочая жидкость: топливо ТС-1, Т-1,Т-2П, Т-7П

2. Температура рабочей жидкости от - 50 до + 60 °С

3. Температура окружающей среды от - 60 до + 60 °С

4. Максимально допустимое число оборотов Ротора 4100 (об / мин)

5. Максимальное давление топлива в агрегате 500 (кгс / см²⁾

2.1.3 Материал “Ротора”, химический состав, физико-механические характеристики, технологические свойства

Материал ротора 12ХН3А - легированная сталь ГОСТ 4543-71. Основные данные представлены в таблицах [12, т.6, с.232]:

Таблица 2.1.3.1 Общие сведения

Вид поставки
Сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 4543-71, ГОСТ 2590-71, ГОСТ 2591-71, ГОСТ 2879-69, ГОСТ 10702-78. Калиброванный пруток ГОСТ 10702-78, ГОСТ 1051-73, ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78. Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955-77. Полоса ГОСТ 103-76. Поковки и кованые заготовки ГОСТ 1133-71. Трубы ГОСТ 21729-76, ГОСТ 8734-75, ГОСТ 9567-75.

Таблица 2.1.3.2 Химический состав

Кремний (Si)	0.17-0.37
Марганец (Mn)	0.30-0.60
Медь (Cu), не более	0.30
Никель (Ni)	2.75-3.15
Сера (S), не более	0.025
Углерод (C)	0.09-0.16
Фосфор (P), не более	0.025
Хром (Cr)	0.60-0.90

Таблица 2.1.3.3 Физико-механические свойства материала

t испытания, °C	у0,2, МПа	у B, МПа	? 5, %	?, %	KCU, Дж/м2
Образцы диаметром 28-50 мм. Отжиг 880-900 °С. Закалка 820-860 °С, масло. Отпуск 570-600 °С, 3 ч.
20	540	670	21	75	274
200	520	630	20	74	216
300	500	630	12	70	211
400	430	530	20	75	181
500	390	410	19	86	142
550	240	260	21	82
700	70	140	41	78
800	29	89	61	97
900	27	68	58	100
1100	23	43	73	100
1200	12	25	70	100
1250	10	18	67	100

2.1.4 Конструктивные особенности “Ротора”- форма поверхностей, точность, шероховатость, погрешность взаимного расположения: пути обеспечения заданных требований

Форма поверхностей детали преимущественно цилиндрическая. В процессе анализа точности обработки удобно рассматривать деталь как множество связанных между собой поверхностей. Рассматривая их поочередно получаем для каждой характеристики точности обработки.

Ротор имеет, в основном, не высокую точность поверхностей: в основном это IT 10..12.

Шероховатость некоторых поверхностей составляет Ra 0,08 , Ra 0,16 , что представляет повышенную трудоёмкость обработки этих поверхностей с применением специального инструмента.

К детали предъявляются высокие требования по взаимному расположению поверхностей. Это связано с тем, что деталь соединяется с несколькими сборочными единицами. К таким жёстким допускам относятся радиальное биение (0,015), отклонение от перпендикулярности (0,05). Данная точность обеспечивается инструментом, повышением жесткости системы СПИД, а также обработкой точных по взаимному расположению поверхностей в одной операции с установкой по точным базирующим поверхностям.

2.1.5 Оценка технологичности

Качественная оценка технологичности.

Технологичность по геометрической форме.

Ротор представляет собой тело вращения переменного диаметра, в нем имеется одно осевое отверстие и семь наклонных отверстий. В средней части осевого отверстия выполнены шлицы.

Заготовка выполнена на КГШП (кривошипный горячештамповочный пресс) с максимальным приближением размеров и формы к готовой детали, но отверстия невозможно получить штамповкой. Необходимо применять операции сверления, а значит станки 2 группы. Возникает необходимость применять специальное станочное оборудование для обработки 7-ми отверстий.

Наличие внутренней шлицевой поверхности обусловливает применение специального режущего инструмента и оборудования. Для нарезания шлицов необходимы станки 7 группы.

Все остальные поверхности могут быть получены токарной или фрезерной обработкой.

Из всего перечисленного можно сделать вывод, что деталь по конструкции и геометрической форме технологична.

Технологичность по простановке размеров.

Для большинства поверхностей данной детали существует возможность совмещения конструкторской базы с установочной и исходной. А это значит, что в большинстве случаев принцип совмещения баз выполняется. Отсюда можно сделать вывод, что по простановке размеров данная деталь является технологичной.

Технологичность по применению инструмента.

Для изготовления данной детали требуется широкая номенклатура инструмента: резцы, сверла, шлифовальные круги и внутришлифовальные головки, которые обеспечивают заданную точность и износостойкость детали. двигатель конструкция технологичность

Технологичность по применению измерительных средств.

Для контроля размеров и параметров поверхностей данной детали, используются стандартные средства измерения, имеющие довольно простую конструкцию и высокую точность измерения. Заданная точность поверхностей позволяет использовать такие средства контроля, как штангенциркуль, микрометр, угломер и др. Исходя из этого, конструкция детали технологична относительно средств контроля.

Количественная оценка технологичности

Количественный анализ технологичности будем проводить по [13, с.55]

Определим уровень технологичности детали по точности обработки.

Деталь имеет поверхности со следующей точностью:

7 квалитет - 1 поверхность, 8 квалитет -3, 9 квалитет - 2, 10 квалитет - 3, 11 квалитет - 1, 12 квалитет - 12, 14 квалитет - 2.

Определим средний квалитет точности обработки изделия:

Уровень технологичности детали по точности обработки:

Поскольку , деталь по этому показателю деталь обладает средней технологичностью.

Определим уровень технологичности детали по шероховатости.

В детали имеются поверхности со следующими уровнями шероховатости:

Rz 0.32 - 1 поверхность, Rz 0.64 - 1, Rz 1.28 - 3, Rz 5 - 4, Rz 10 - 7,Rz 20 -18.

Определим средний уровень шероховатости поверхностей изделия:

Уровень технологичности детали по шероховатости поверхностей:

Так как , то по этому показателю деталь тоже технологична.

- коэффициент использования материала:

М = 0,95 кг - масса готовой детали,

Мз = 1,71 кг - масса заготовки.

Анализ технологичности рассматриваемой детали показал, что в целом по отдельным показателям (по точности, шероховатости и т.д.) деталь обладает средней технологичностью.

2.2 Выбор и обоснование метода, оборудования и параметров формообразования заготовки

Выбор метода получения заготовки в условиях серийного производства определяется назначением и конфигурацией детали.

Заготовку, наиболее приближённую по форме к готовой детали можно получить литьём. Однако эксплуатационные требования по прочности и долговечности работы детали исключают этот метод получения заготовки.

Применение прутка наиболее целесообразно при мелкосерийном и единичном производстве.

Требования совпадения направления волокон и контуров детали предопределяет получение заготовки пластическим деформированием. Такие заготовки (поковки) могут быть получены ковкой или штамповкой.

Ковка, как малопроизводительный процесс и обеспечивающий большие припуски, применяют, в основном, в условиях опытного и единичного производства.

Штамповка применима в условиях серийного производства. Наиболее точные поковки можно получить штамповкой в закрытых штампах.

С целью повышения пластичности материала, а также снижения энергозатрат на получение поковки, позволяющее применить менее мощное (а значит и дешёвое) оборудование отдаётся предпочтение горячему деформированию на КГШП.

2.2.1 Определение точности размеров заготовки

Расчет точности размеров производят по [14, с. 7]

Определение массы поковки:

Расчетная масса поковки определяется, исходя из ее номинальных размеров. Масса поковки расчетная - установленная величина, используемая при назначении припусков и допусков.

Масса детали: М_д = 0,95 кг;

Масса заготовки:

кг;

где К_р - коэффициент определения расчетной массы поковки.

Для снижения сложности поковки массу принимаем равной 1,8 кг.

Для разработки чертежа поковки и операции штамповки используются следующие исходные данные:

- материал детали: 12ХН3А - легированная сталь ГОСТ 4543-71;

- точность изготовления поковки: поскольку производство серийное, то возникает необходимость удешевления стоимости изготовления, уменьшения времени на выполнение операции и увеличения стойкости инструмента, поэтому принимаем 5 класс точности заготовки;

- группа стали - М1, поскольку поковка изготавливается из легированной стали с содержанием углерода до 0,45 % и до 2% легирующих элементов;

- степень сложности поковки определяется следующим образом:

 ,

где М_ф - масса простой фигуры , в которую вписывается поковка.

Масса фигуры определяется:

,

где - плотность данного материала;

V_ф - объем фигуры.

,

где D - наибольший диаметр детали;

l - длина детали.

мм³ = 0,0000678240 м³;

кг;

.

По коэффициенту С определяем степень сложности поковки:

степень сложности поковки - С , так как С находится в пределах 0, …0,.

Далее определяются другие характеристики поковки:

- радиусы закруглений внутренние- 4 мм; наружные - 2 мм;

- штамповочные уклоны- 5?;

- допуск на радиусы закругления - 1мм;

2.3 Выбор и обоснование этапов технологического процесса изготовления, комплектов баз, схем базирования и методов формообразования поверхностей

Разработку предварительного плана технологического процесса будем проводить, пользуясь рекомендациями [14, с.110].

Для этой стадии проектирования рациональна определенная последовательность решений.

1. Составление укрупненного плана обработки заготовки, устанавливающего рациональную последовательность формообразующих операций. При этом в качестве отправной точки могут быть использованы заводской или типовой технологический процессы, либо рекомендации литературных источников о разделении технологического процесса на этапы с указанием их содержания и последовательность, либо укрупненная типовая схема рациональной последовательности этапов обработки заготовки, обобщающая многолетний опыт машиностроения.

2. Выявление конструкторских баз расположения поверхностей и отсчета координатных размеров и связей с ними исходных поверхностей заготовки и необрабатываемых поверхностей детали. Проверка возможности использования при базировании на первых операциях необрабатываемых поверхностей детали для материализации скрытых основных баз, а также исходных поверхностей заготовки в качестве технологических баз для обработки явных основных баз. Принятие предварительных решений (после выполнения первых операций) о возможности совмещения технологических баз с конструкторскими или о целесообразности применения специальных технологических баз.

3. Установление технологических комплексов поверхностей, представляющих собой совокупность поверхностей, которые следует обработать с единой установочной базы.

Точность взаимного положения поверхностей одного комплекса не зависит от погрешностей установки и определяется (при отсутствии смены позиции) лишь погрешностью обработки.

Поэтому в технологический комплекс обычно включают поверхности, связанные с жесткими допусками на взаимное расположение.

Одной из наиболее сложных и принципиальных задач проектирования технологических процессов механической обработки является назначение технологических и измерительных баз.

От правильного выбора технологических баз в значительной мере зависят фактическая точность выполнения размеров, заданных конструктором; правильность взаимного расположения обрабатываемых поверхностей; степень сложности приспособлений, режущих и измерительных инструментов; общая производительность обработки заготовок.

Исходными данными при выборе баз являются: рабочий чертеж детали, технические условия на ее изготовление, вид заготовки и состояние ее поверхностей, желаемая степень автоматизации.

Перед выбором баз для конкретной операции необходимо четко сформулировать задачи, которые должны быть решены в результате выполнения данной операции.

Эти задачи вытекают из чертежа и технических условий на изготовление данной детали.

Выбор баз производится исходя из размерных связей между поверхностями.

Это находит отражение в принципах совмещения баз и постоянства баз, соблюдение которых обеспечивает формирование наиболее коротких размерных цепей.

Технологические базы должны иметь точность не ниже чем у обрабатываемых поверхностей. Для большинства операций это требование соблюдается, и такие базы называют чистыми.

Исключение составляют первые операции каждого этапа, базы для которых подготовлены на предшествующем этапе и уступают по точности и качеству обрабатываемым поверхностям.

Это объясняется некоторой специфичностью задач решаемых на первой операции.

Их можно определить следующим образом:

- установить связи, определяющие расстояния и повороты поверхностей, получающихся при обработке, относительно поверхностей остающихся необработанными;

- равномерно распределить имеющиеся припуски между обрабатываемыми поверхностями.

Выбору баз на первой операции предшествует определение поверхностей, которые будут использоваться в качестве баз на последующих операциях.

Черновые базы могут быть использованы на каждом этапе только один раз и для координации только одной из обрабатываемых поверхностей. Почти всегда возможна реализация нескольких вариантов базирования. Но обычно при выборе баз руководствуются следующими рекомендациями:

Базы должны обладать достаточной протяженностью.

Заготовка должна занимать в приспособлении надлежащее ей положение под действием собственного веса, а не в результате приложения зажимных усилий.

Базовые поверхности должны быть чистыми для обеспечения однозначности базирования.

Не допускается использовать поверхности со следами разъема штампов, литейных форм, остатками литниковой системы

Помимо формообразующих операций при составлении плана технологического процесса необходимо оговорить наличие термических, гальванических, слесарных, контрольных и других вспомогательных операций.

Также необходимо установить технологические комплексы поверхностей, которые следует обрабатывать с одной установочной базы (обычно это поверхности, связанные жёсткими допусками на взаимное положение).

План технологического процесса в виде операционных эскизов составляют по рабочему чертежу детали.

Такой план является результатом решения всех основных технологических задач. Им устанавливается границы между операциями и последовательность операций в техпроцессе, установочные и исходные базы, схемы закрепления заготовки.

Намечаются виды операций, которые должна пройти каждая поверхность, а, следовательно, и основные этапы техпроцесса. Так же определяются поверхности, которые лучше или необходимо обрабатывать совместно с другими поверхностями.

Для данной детали было признано наиболее целесообразным разбиение технологического процесса на пять этапов, а именно:

1. Заготовительный этап. На нем из первичного материала формируется заготовка, подлежащая обработке для получения готовой детали.

Этот этап включает в себя собственно заготовительную операцию - штамповку на КГШП. На заготовительном этапе достигается шероховатость поверхности Rz 160 мкм.

2. Черновой этап. На этом этапе производится первичное формообразование поверхностей опоры дифференциала. Определяется общая конфигурация поверхностей.

Этот этап в механической обработке характеризуется большой величиной снимаемых припусков, большими числами подач, большими силами резания при относительно невысоких скоростях резания. При обработке данной детали наиболее характерная операция - токарная.

При проектировании чернового этапа соблюдалось принцип совмещения баз - на черновом этапе (как и во всем технологическом процессе, исключение составляют лишь несколько операций обработки не точных поверхностей) используются два комплекта установочных баз соответствующие «левому» и «правому» вариантам установки ротора.

В первом случае это упорная поверхность 1 по которой производится закрепление в трех кулачковом патроне. Во втором случае это упорная поверхность 17.

Достигаемая точность поверхностей соответствует 12-14 квалитету при шероховатости поверхностей Rz 40 мкм.

3. На получистовом этапе уточняется форма поверхностей. Контур детали начинает приобретать формы, близкие к готовым. Ряд поверхностей на этом этапе обрабатываются окончательно и дальнейшей обработке не подлежат. На получистовом этапе происходит формирование таких поверхностей, как: 2,3,4,5,6 и т.д.

При проектировании получистового этапа соблюдалось правило единой установочной базы для основных поверхностей и используются тот же комплект баз.

На получистовом этапе достигаемая точность соответствует 10-12 квалитетам, а шероховатость поверхности достигает Rz 20 мкм.

4. На чистовом этапе деталь приобретает форму максимально соответствующую готовому изделию. Большинство поверхностей приобретают параметры поверхности, заданные непосредственно рабочим чертежом детали.

Наиболее характерны для этого этапа чистовые токарные и шлифовальные операции.

Режимы резания на этом этапе характеризуются достаточно большими скоростями, при небольших величинах подач. Также сравнительно маленькую толщину имеют снимаемые припуски.

На чистовом этапе используется тот же комплект установочных баз, что и на предыдущих этапах - упорные поверхности 1 и 17, а также центровочные поверхности соответственно 1 и 17.

На чистовом этапе достигается точность по 8-10 квалитетам и шероховатость Rа 2,5 - 1,25 мкм.

5. Отделочный этап является окончательным в технологическом процессе обработки детали. На этом этапе достигаются заданные параметры отдельных высокоточных поверхностей, которые чаще всего являются посадочными. На этом этапе используются операции полировальная и суперфинишная.

После отделочного этапа следуют промывка детали (т.е. очистка от остатков стружки и пыли, а также обезжиривание поверхностей детали). Возможно использование слесарных операций, чаще всего выполняемых вручную, непосредственно рабочим, с низким уровнем механизации (отчистка от заусенцев, притупление острых кромок).

После ряда доводочных операций обычно следует окончательный контроль детали. Для контроля под поверхностных дефектов - магнитодефектоскопия.

2.4 Расчет и обоснование потребного количества операций (переходов) обработки поверхностей-представителей “ротора”

Число переходов, необходимых для обработки каждой из поверхностей детали, их состав по применяемым методам обработки определяется соотношением характеристик точности размеров, формы и шероховатости одноименных поверхностей исходной заготовки и готовой детали.

Уменьшение отклонений операционных размеров от их номинальных значений после выполнения технологического перехода выражается коэффициентом уточнением:

К_m = Т_заг / Т_дет

где Т - допуск на размер, мм.

Существенное уменьшение исходной погрешности размера заготовки происходит за 2 первых перехода. В дальнейшем погрешность уменьшается, так как упругие отжатия системы СПИД перестают быть определяющим фактором.

Зависимость для определения количества переходов обработки из условия обеспечения заданной точности размера:

n_m = lg К_m / 0.46

где 0,46 - эмпирическая величина, зависящая от всех условий обработки.

При этом следует учитывать, что каждый переход обработки резанием повышает точность размера на 2…3 квалитета (черновые - до 4-х квалитетов). Уменьшение шероховатости после выполнения технологического перехода выражается коэффициентом:

К = R_{z заг} / R_zдет

где R_z - шероховатость заготовки и детали.

Определим количество переходов обработки из условия обеспечения заданной шероховатости поверхности:

n_ш = lg К / 0,40

При определении числа переходов, необходимого для обеспечения заданной шероховатости поверхности, необходимо учитывать, что в ходе механической обработки шероховатость поверхности уменьшается сначала резко (после черновых переходов в 4…5 раз), а затем медленно (при выполнении завершающих отделочных переходов - в 1,5…2 раза).



Рисунок 2.4.1 - Схема нумерации поверхностей «Ротора»

Таблица 2.4.1 - Расчёт и оптимизация потребного количества операций формообразования поверхностей-представителей опоры

№	Хар-ки пов.: Размер, поле, квалитет, допуск, шероховатость	Количество операций	Характеристики поверхностей по операциям	Основные операции
	Деталь	Заготовка	nт	nш	nбаз	nпр	1	2	3	4	5	№	Наименование
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
2	O18 f9 Rz 1,6 T=0,075	IT 16T=1,5 Rz 160	2,82	5	5	5	f14 Rz 40 T=0,520		030	Токарно-револьверная
								f12 Rz 20 T=0,210 <...

Подобные документы

• Подготовка производства шестерней для двигателя

  Основные сведения о проектируемом двигателе и краткое описание конструкции. Термогазодинамический расчет двигателя. Анализ рабочего чертежа и определение показателей технологичности вала. Выбор и обоснование оборудования формообразования заготовки.
  
  дипломная работа [812,4 K], добавлен 14.06.2012
  

• Расчет турбины турбореактивного двухконтурного двигателя на базе АЛ–31Ф

  Термогазодинамический расчет двигателя, выбор и обоснование параметров. Согласование параметров компрессора и турбины. Газодинамический расчет турбины и профилирование лопаток РК первой ступени турбины на ЭВМ. Расчет замка лопатки турбины на прочность.
  
  дипломная работа [1,7 M], добавлен 12.03.2012
  

• Газотурбинный двигатель

  Описание конструкции двигателя. Термогазодинамический расчет турбореактивного двухконтурного двигателя. Расчет на прочность и устойчивость диска компрессора, корпусов камеры сгорания и замка лопатки первой ступени компрессора высокого давления.
  
  курсовая работа [352,4 K], добавлен 08.03.2011
  

• Турбина турбореактивного двухконтурного двигателя

  Термогазадинамический расчет двигателя, профилирование лопаток рабочих колес первой ступени турбины. Газодинамический расчет турбины ТРДД и разработка ее конструкции. Разработка плана обработки конической шестерни. Анализ экономичности двигателя.
  
  дипломная работа [1,5 M], добавлен 22.01.2012
  

• Термогазодинамический расчет турбореактивного двигателя с форсажной камерой сгорания

  Температура газа перед турбиной и степень повышения давления в компрессоре. Температура газа на выходе из форсажной камеры. Степень расширения газа в реактивном сопле, потери в элементах проточной части. Термогазодинамический расчет параметров двигателя.
  
  курсовая работа [567,6 K], добавлен 07.02.2012
  

• Расчет турбореактивного двигателя р-95Ш

  Расчет на длительную статическую прочность элементов авиационного турбореактивного двигателя р-95Ш. Расчет рабочей лопатки и диска первой ступени компрессора низкого давления на прочность. Обоснование конструкции на основании патентного исследования.
  
  курсовая работа [2,2 M], добавлен 07.08.2013
  

• Формирование облика двигателя

  Выбор параметров двигателя. Температура газа перед турбиной. Коэффициенты полезного действия компрессора и турбины. Потери в элементах проточной части двигателя. Скорость истечения газа из выходного устройства. Термогазодинамический расчет двигателя.
  
  курсовая работа [1,3 M], добавлен 10.02.2012
  

• Винтовентиляторный двигатель

  Выбор и обоснование параметров двигателя, его термогазодинамический расчет. Термогазодинамический расчёт двигателя на ЭВМ. Согласование параметров компрессора и турбины. Профилирование ступени компрессора, газодинамический расчет турбины на ЭВМ.
  
  курсовая работа [4,2 M], добавлен 22.09.2010
  

• Формирование облика двигателя на базе газогенератора Д-436

  Выбор и обоснование параметров газотурбинного двигателя. Термогазодинамический расчет и обоснование параметров. Выбор степени двухконтурности, температуры газа перед турбиной. Согласование параметров компрессора и турбины. Формирование облика двигателя.
  
  курсовая работа [2,5 M], добавлен 13.02.2012
  

• План технологического процесса изготовления детали авиационного двигателя

  Получение заготовки детали "колесо косозубое": обоснование вида, методы и оборудование для изготовления. Определение качественных и количественных показателей технологичности детали. Расчет и оптимизация необходимого количества операций формообразования.
  
  контрольная работа [100,0 K], добавлен 12.06.2012
  

• Тепловой расчет двигателя

  Расчет параметров состояния рабочего тела, соответствующих характерным точкам цикла. Расчет индикаторных и эффективных показателей двигателя, диаметра цилиндра, хода поршня, построение индикаторной диаграммы. Тепловой расчёт для карбюраторного двигателя.
  
  курсовая работа [97,0 K], добавлен 07.02.2011
  

• Проектирование ракетного двигателя на твердом топливе

  Выбор твердого ракетного топлива и формы заряда ракетного двигателя, расчет их основных характеристик. Определение параметров воспламенителя и соплового блока. Вычисление изменения газового потока по длине сопла. Расчет элементов конструкции двигателя.
  
  курсовая работа [329,8 K], добавлен 24.03.2013
  

• Расчет асинхронного двигателя

  Выбор основных размеров двигателя. Расчет обмоток статора и ротора, размеров зубцовой зоны, магнитной цепи, потерь, КПД, параметров двигателя и построения рабочих характеристик. Определение расходов активных материалов и показателей их использования.
  
  курсовая работа [602,5 K], добавлен 21.05.2012
  

• Расчет автотракторного двигателя Д-248

  Тепловой расчет двигателя. Расчет рабочего цикла для определения индикаторных, эффективных показателей работы двигателя и температурных условий работы. Зависимость теплового расчета от совершенства оценки ряда коэффициентов. Проектирование двигателя.
  
  курсовая работа [168,5 K], добавлен 01.12.2008
  

• Тепловой расчет автомобильного двигателя

  Техническая характеристика двигателя. Тепловой расчет рабочего цикла двигателя. Определение внешней скоростной характеристики двигателя. Динамический расчет кривошипно-шатунного механизма и системы жидкостного охлаждения. Расчет деталей на прочность.
  
  курсовая работа [365,6 K], добавлен 12.10.2011
  

• Предпроектный расчет и оптимизация параметров производственно-технологического комплекса для сборки полуоси

  Выбор типа производства. Анализ технологичности конструкции детали. Расчет затрат на сборку годового объема выпуска изделий в зависимости от коэффициента автоматизации. Определение ширины конвейера, трудоемкости сборки и производительности оборудования.
  
  курсовая работа [547,2 K], добавлен 27.02.2015
  

• Расчет газотурбинного двигателя при постоянном давлении

  Расчет основных показателей во всех основных точках цикла газотурбинного двигателя. Определение количества теплоты участков, изменение параметров для процессов и их работу. Расчет термического коэффициент полезного действия цикла через его характеристики.
  
  курсовая работа [110,4 K], добавлен 19.05.2009
  

• Турбовальный двигатель для транспортного вертолета с мощностью 8800 кВт

  Термогазодинамический расчет двигателя. Согласование работы компрессора и турбины. Газодинамический расчет осевой турбины на ЭВМ. Профилирование рабочих лопаток турбины высокого давления. Описание конструкции двигателя, расчет на прочность диска турбины.
  
  дипломная работа [3,5 M], добавлен 22.01.2012
  

• Термогазодинамический расчет газогенератора приводного ГТД

  Проект газогенератора приводного газотурбинного двигателя для передвижной энергоустановки. Термогазодинамический расчёт основных параметров цикла двигателя, компрессора и турбин. Обработка поверхностей детали, подготовка технологической документации.
  
  дипломная работа [2,9 M], добавлен 18.03.2012
  

• Тепловой расчет двигателя Д-440 с разработкой гидрозапорной системы

  Расчет рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания: динамический анализ сил, действующих на кривошипно-шатунный механизм, параметры процессов, расход топлива; проект гидрозапорной системы двигателя; выбор геометрических и экономических показателей.
  
  дипломная работа [3,7 M], добавлен 12.10.2011
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам