Конструкторско-технологическое обеспечение минимальных радиальных зазоров в лопаточных машинах на основных стадиях жизненного цикла ГТД

• Автор: Ганзен, Михаил Анатольевич
• Шифр специальности: 05.07.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Рыбинск
• Количество страниц: 158 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ТЕКУЩЕЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ
1.1 Анализ актуальности проблемы
1.2 Анализ проведенных научных исследований и
производственного опыта
1.3 Существующие подходы к решению проблемы
1.3 Л Выбор зазоров на основании инженерного опыта
1.3.2 Выбор зазоров по результатам испытаний
1.3.3 Конструктивное совершенствование проточной части лопаточных машин
1.3.4 Уплотнения радиальных зазоров
1.3.5 Системы управления радиальными зазорами
1.3.6 Преимущества и недостатки существующих методов
1.4 Научный подход к решению проблемы
1.4.1 Методики расчетного определения величин радиальных зазоров
1.4.2 Преимущества и недостатки существующих методик
1.4.3 Требования к разрабатываемой методике
1.5 Выводы по главе
1.6 Цель и задачи исследования
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ РАДИАЛЬНОГО
ЗАЗОРА В ЦИКЛЕ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ
2.1 Обобщённая расчётная схема и уравнения динамики радиального зазора
2.2 Определение компонентов уравнений
2.2.1 Деформация корпуса лопаточной машины
2.2.2 Деформация рабочих лопаток и лопаток статора
2.2.3 Деформация ротора лопаточной машины
2.2.4 Деформации замковых соединений
2.3 Выводы по главе
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТНОГО
ОПРЕДЕЛЕНИЯ МИНИМАЛЬНОЙ ВЕЛИЧИНЫ РАДИАЛЬНОГО ЗАЗОРА
3.1 Общее описание методики
3.2 Алгоритм расчёта
3.3 Исходные данные для расчёта
3.4 Расчёт динамики радиального зазора
3.5 Проверка адекватности модели и методики
3.6 Минимизация радиальных зазоров на крейсерском режиме
3.7 Выводы по главе
ГЛАВА 4. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТОЧНОСТИ ВЫПОЛНЕНИЯ
РАДИАЛЬНЫХ ЗАЗОРОВ ПРИ СБОРКЕ ДВИГАТЕЛЯ
4.1 Типовые технологические процессы сборки лопаточных машин
4.2 Погрешности изготовления и сборки лопаточной машины
4.3 Анализ существующих подходов к обеспечению точности
4.4 Разработка мероприятий по повышению точности
выполнения радиальных зазоров
4.5 Уменьшение эксцентриситета ротора и статора методом компенсации отклонений формы
4.5.1 Анализ конструктивных и технологических особенностей
деталей ротора и статора
4.5.2 Измерение отклонений формы и их анализ
4.5.3 Оптимизация углового положения деталей
4.5.4 Ограничения и возможности метода компенсации
4.6 Уменьшение отклонений размеров методами пригонки
4.6.1 Лазерная обработка вершин лопаток
4.6.2 Электроэрозионная обработка вершин лопаток
4.7 Изменения в структуре технологического процесса сборки
4.8 Выводы по главе
ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ РАДИАЛЬНЫХ
ЗАЗОРОВ В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ ДВИГАТЕЛЯ
5.1 Определение интенсивности фреттинг-износа замковых соединений
5.2 Анализ ползучести материалов конструкции
5.3 Определение суммарной картины динамики радиального
зазора в процессе эксплуатации двигателя
5.4 Общая методика минимизации радиального зазора
5.5 Выводы по главе
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Приложение А - Акты о внедрении результатов исследования

В работах P.A. Киржнера и Б.И. Мамаева [42, 43] для расчета монтажного зазора 6м, мм предлагается формула
5м=Дг-АЯ + 5д, (1.4)
где Дг - радиальная деформация корпуса, мм;
ДR - радиальная деформация ротора, мм;
5д - допустимый радиальный зазор на расчетном режиме.
При этом величина 5д, мм определяется как
5д=ДВр-Дср, (1.5)
где Лвр - допустимая глубина врезания лабиринтных гребней в прирабатывающееся покрытие корпуса, мм;
ДСр - предельное значение окружной неравномерности зазора, мм.
Величина неравномерности ДСр, мм, в свою очередь определяется как
Дср = Äf + Д 2 + Д4 + Aj + Д3, (1-6)
где Л] - вероятное предельное отклонение зазора по окружности, мм;
Д2- искажение зазора вследствие коробления корпуса, мм;
Д3 - искажение зазора вследствие неравномерного нагрева лопаток, мм; Д4- искажение зазора вследствие радиального биения ротора, мм;
Д5 - искажение зазора при эволюциях летательного аппарата, мм.
Величины Д] - Д5 определяются экспериментально.
Окончательно величина зазора 5Рд, мм определяется по формуле
5Р =5д+Дг-ДЯ-5черт-5и, (1.7)
где 5ЧЕрт - допуск на монтажный зазор, мм;
5и - величина износа гребешков лабиринта, мм.
Существенным недостатком этой методики является необходимость проведения довольно сложных экспериментальных работ.