Разработка методологии комплектования деталей в роторных пакетах газотурбинных двигателей

• Автор: Ерошков, Василий Юрьевич
• Шифр специальности: 05.07.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Рыбинск
• Количество страниц: 201 с. : ил.

Глава 1 Состояние вопроса
1.1 Анализ актуальности проблемы
1.2 Обзор литературных данных, научных публикаций и действующих методических материалов 1.3 Цель и задачи исследования
Глава 2 Определение фактического состояния роторов ГТД при 33 изготовлении, сборке и доводке
2.1 Реальное состояние ротора. Понятие о неуравновешенности 35 ротора
2.2 Дисбалансы в роторном пакете. Формирование динамических 40 характеристик ротора на первых этапах его изготовления
2.3 Вероятностный расчет дисбалансов
2.4 Эксплуатационные дисбалансы как показатель качества изго- 51 товления ротора. Изменение упругой линии ротора при работе
2.5 Выводы по главе 2
Глава 3 Анализ технологии изготовления ротора газогенерато- 57 ра турбовинтового двигателя
3.1 Последовательность технологического процесса сборки и до- 60 водки ротора газогенератора
3.2 Оценка сборочных методов изготовления сложного ротора с 66 заданными характеристиками
3.3 Выводы по главе 3
Глава 4 Математическая модель комплектования деталей в ро- 79 торном пакете ГТД
4.1 Постановка задачи
4.2 Исходные данные. Геометрия реального профиля поверхности
4.3 Разработка математической модели комплектования деталей 89 в роторном пакете ГТД
4.4 Выводы по главе 4
Глава 5 Разработка программного обеспечения для автоматизированного комплектования деталей и оптимизации их взаимного положения в роторе ГТД
5.1 Данные для расчета, метод их получения и результаты расчета
5.2 Обобщенная блок-схема программы комплектование деталей 112 и оптимизации их углового положения в роторном пакете
5.3 Описание алгоритма комплектование деталей и оптимизации 118 их углового положения в роторном пакете
5.4 Описание программы расчета ротора ’’ROTOR”
5.5 Выводы по главе 5
Глава 6 Практическое использование результатов работы
6.1 Расчет сопрягаемой пары деталей ротора
6.2 Расчет ротора газогенератора ТВД 13
6.3 Расчет технико-экономического эффекта использования авто- 145 матизированного метода сборки роторного пакета
6.4 Выводы по главе 6
Общие выводы по работе
Список литературных источников
Приложения:
Приложение 1 Приложение 2 Приложение 3 Приложение 4 Приложение 5 Приложение 6 Приложение
Перечень основных параметров, используемых в программе «ROTOR»
Распечатка текста программы «ROTOR», составленной на языке Паскаль
Распечатка файла отчета «otchet_l.txt», полученного при расчете сопрягаемой пары деталей ротора
Исходные данные для расчета ротора компрессора (машина № 1 и машина № 2)
Распечатка файла отчета «otchet_2.txt», полученного при расчете ротора компрессора (машина №1)
Распечатка файла отчета «otchet_2.txt», полученного при расчете ротора компрессора (машина №2)
Акт о внедрении в опытное производство метода автоматизированного расчета и оптимизации роторного пакета ГТД при сборке

В современных условиях развития науки и техники, а также внедрения научных методов познания практически во все сферы производства, вопрос разработки научно-обоснованных методов расчета и оптимизации сборки сложных конструкций, таких, к примеру, как авиационные двигатели (АД), имеет особое значение. Это в первую очередь связано с тем, что при значительном объеме деталей, входящих в изделие, очень сложна геометрия их поверхностей, рабочих движений, и при этом высоки требования к точности выходных параметров. В этих условиях часто даже предельно высокая при современном уровне развития производства точность изготовления деталей не всегда позволяет изготовить изделие с заданными параметрами качества, поскольку существенное значение здесь приобретают процессы и явления, сопутствующие основному процессу производства. При сборке изделия данные факторы, пожалуй, наиболее существенны.
В тоже время теория и практика доказывает, что использование научнообоснованных моделей и методов расчета позволяет с определенной вероятностью прогнозировать выходные параметры изделия, определить необходимые требования к сборке деталей и узлов, а так же непосредственно в процессе сборки оперативно принимать необходимые решения с целью создания наиболее оптимального варианта изделия. При этом существенно снижается трудоемкость и повышается надежность изготовления за счет автоматизации ручной работы, увеличивается качество изделия за счет перехода на более высокий уровень производства.
Данная работа и направлена на создание одной из таких моделей - математической модели роторного пакета. Необходимость в ее разработке определяется как теоретическими предпосылками (доказательство - разработка рядом ученых методов расчета и оптимизации роторных конструкций при сборке), так и практической необходимостью (чему свидетельствуют статистичеДалее воспользуемся установленным положением /14/ о том что, если проекции вектора дисбаланса, определяющие двухмерную случайную величину - вектор дисбаланса, распределены на плоскости по закону Гаусса, то величина модуля вектора дисбаланса распределена по закону Релея. Здесь следует отметить, что закон распределения Гаусса для проекций дисбалансов и закон Релея для его длины - только один из возможных частных случаев приближения известных из опыта зависимостей вероятности от дисбаланса /13-15/.
Функция распределения случайной величины по закону Релея (рис.2.8) имеет вид:

где Р(К<Яо) - вероятность того, что величина Р окажется в интервале (0, Рп). Представим величину Р(, в единицах среднеквадратичных отклонений, в виде

где к - коэффициент пропорциональности.
Функция распределения случайной величины по закону Релея в таком случае будет имеет вид:

Поле распределения случайной величины по закону Релея с вероятностью 0,999 будет равно 2,5а, т.е. к = 2,5. Используя данные заключения для
вектора дисбаланса, с учетом (2.22), согласно закону Релея, с вероятностью
0,999 значение дисбаланса ротора не будет превышать следующей величины: