Разработка технологии изготовления перспективных уплотнений газовоздушного тракта ГТД методом импульсной электрохимической обработки

• Автор: Маннапов, Альберт Раисович
• Шифр специальности: 05.07.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 206 с. : ил.

Оглавление

Используемые сокращения и обозначения

Введение
Глава 1. Аналитический обзор конструкций высокоэффективных уплотнений газовоздушного тракта и технологий их изготовления
1.1 Аналитический обзор конструкций высокоэффективных уплотнений газовоздушного тракта ГТД и предъявляемые к ним технические требования
1.2 Сравнительный анализ механических и физико-химических методов обработки щёточных и пальчиковых уплотнений газовоздушного
тракта ГТД

1.2.1 Изготовление щёточных уплотнений

1.2.2 Изготовление пальчиковых уплотнений

1.3 Состояние вопроса по моделированию процесса электрохимической обработки выступов и отверстий
1.4 Цель и задачи работы
Глава 2. Методика исследований
2.1 Технологическое оснащение и технологические схемы импульсной электрохимической обработки (ЭХО) вибрирующим электродом-инструментом (ЭИ), измерительные и регистрирующие приборы
2.1.1 Оборудование для импульсной ЭХО вибрирующим ЭИ
2.1.2 Технологическая схема и технологическая оснастка для импульсной ЭХО электродом-инструментом в виде тонкой неизолированной перфорированной пластины (ЭИ-ТНПП)
2.1.3 Технологическая схема и технологическая оснастка для исследования обрабатываемости материалов методом импульсной ЭХО
2.1.4 Схемы подачи импульсов
2.1.5 Диапазоны параметров режима и условия обработки

2.1.6 Измерительные и регистрирующие приборы
2.2 Материалы заготовок и электродов-инструментов
2.3 Методика оценки погрешности импульсной ЭХО
2.3.1 Погрешности размеров отверстий в ЭИ-ТНПП
2.3.2 Погрешности размеров малоразмерных уплотнительных элементов
2.3.3 Погрешность формы малоразмерных уплотнительных элементов
2.4 Методика исследования качества поверхностного слоя
2.4.1 Прямое измерение параметров шероховатости обработанной поверхности
2.4.2 Косвенная оценка параметров шероховатости обработанной поверхности малоразмерных уплотнительных элементов
2.4.3 Методика определения химического состава поверхностного слоя
2.5 Методика определения производительности и энергоёмкости процесса импульсной ЭХО
2.5.1 Определения удельного практического съёма, энергоёмкости и проводимости межэлектродной среды
2.5.2 Определение максимальной скорости подачи ЭИ-ТНПП при импульсной ЭХО перспективных уплотнений
2.6 Выводы и результаты по главе
Глава 3. Моделирование импульсной электрохимической обработки массивов малоразмерных элементов перспективных уплотнений
3.1 Феноменологическая модель процесса импульсной ЭХО вибрирующим ЭИ-ТНПП
3.2 Постановка задачи, обоснование начальных условий, допущений и ограничений
3.3 Моделирование импульсной ЭХО вибрирующим ЭИ-ТНПП
3.3.1 Учёт омического сопротивления ЭИ-ТНПП

3.3.2 Моделирование гидродинамики потока электролита и физикохимических процессов в межэлектродном промежутке
3.3.3 Комплексная математическая модель и компьютерное моделирование импульсной ЭХО вибрирующим ЭИ-ТНПП
3.3.4 Верификация модели
3.4 Моделирование импульсной ЭХО одиночного малоразмерного уплотнительного элемента
3.4.1 Полевая задача
3.4.2 Моделирование физико-химических процессов в межэлектродном промежутке
3.4.3 Разработка программного обеспечения для расчёта формы малоразмерных уплотнительных элементов при импульсной ЭХО
3.4.4 Верификация модели
3.5 Постановка и решение задачи оптимизации режимов импульсной ЭХО перспективных уплотнений
3.6 Выводы и результаты по главе
Глава 4. Исследование технологических показателей процесса импульсной ЭХО перспективных уплотнений
4.1 Поляризационные исследования
4.2 Исследование точности импульсной ЭХО перспективных уплотнений
4.3 Исследование качества обработанной поверхности
4.2.1 Качество поверхностного слоя после униполярной импульсной

4.2.2 Качество поверхностного слоя после биполярной импульсной

4.4 Исследование производительности и энергоёмкости импульсной ЭХО
4.3.1 Исследование производительности и энергоёмкости импульсной ЭХО сталей 30X13, 12Х18Н9Т и 10Х11Н23ТЗМР

Таким образом, имеющиеся технологические проблемы ограничивают конструкторский замысел, что сдерживает развитие конструкций
уплотнительных устройств. Особые трудности возникают в случае усложнения формы продольного и поперечного профиля щёточных элементов, например, из соображений придания им особых изгибных и уплотняющих свойств, а также при использовании новых видов жаропрочных сталей и сплавов, труднообрабатываемых традиционными механическими методами.
Методы наращивания материала. Существует множество методов нанесения металлов на поверхность. Однако все они имеют одинаковые основные недостатки: ограничения по высоте наращивания материала,
достаточно высокая пористость и низкая когезионная прочность при 1/й> 10 (табл. 1.2.1).
Таблица 1.2.1 - Сравнительные характеристики некоторых методов нанесения металла
Наименование метода Толщина покрытия, мм Пористость, %
Газопламенное напыление О «о о"
Электродуговая металлизация 0
Плазменное напыление 0
Электроэрозионная обработка (ЭЭО). С технологической точки зрения методом ЭЭО на проволочно-вырезных станках можно вырезать щёточные элементы только прямоугольной формы (в поперечном сечении). При использовании копировально-прошивочного оборудования и технологической схемы вырезки ЭИ в виде тонкой перфорированной пластины возникают проблемы с износом ЭИ, и, как следствие, с точностью обработки. Но всё же основной недостаток метода, не позволяющий использовать его при формообразовании щёточных уплотнений - это наличие термически изменённого слоя и микротрещин, полностью исключить которые не удаётся даже на чистовых (“мягких”) режимах.
Электрохимическая обработка (ЭХО). В многочисленных работах обосновано применение импульсной ЭХО вибрирующим ЭИ, в которых было