Технология изготовления дисков ГТД. Конструкция.

Технические требования. Материалы

Диски ГТД являются высоконагруженными (действие центробежных сил, высоких температур), ответственными деталями. Они имеют много вариантов конструктивных решений.

Расстояние от обода до ступицы – полотно, диафрагма.

Сейчас используются конструкции типа «блиск» (диск и лопатки выполняются как одно целое) и «блинк» (обод и лопатки выполняются как одно целое).

Диски компрессора и турбины существенно отличаются по конструкции: диск компрессора более ажурный, имеет низкую жёсткость, всегда имеет внутренние отверстия. А диск турбины может не иметь центрирующего отверстия, является более жёстким.

Конструкторскими базами дисков являются посадочные пояски и опорные торцы. Рабочими поверхностями диска являются замок для крепления лопатки, отверстия под крепёжные призонные и стяжные болты, осевые, радиальные отверстия и т.д. остальные поверхности являются свободными.

Конструкторские и рабочие поверхности обрабатываются по 5-7 квалитету, точность их взаимного расположения – 0,02-0,04, шероховатость – 0,16-1,25. Свободные поверхности обрабатываются с точностью 8-9 квалитета, биение – 0,06-0,08, шероховатость – 0,63-2,5 (диск работает при знакопеременных нагрузках, является частью ротора, а ротор надо балансировать).

Материалы

Первые ступени компрессора – титановые сплавы.

До 380^оС – ВТ9, ВТ19, ВТ20, ВТ31.

До 450^оС – ВТ184, ВТ33.

Последние ступени – хромоникелевые сплавы – ЭИ961, ЭП517.

Диски турбины – только хромоникелевые сплавы – ЭИ437Б, ЭП741, ЭИ962.

Общие принципы построения технологического процесса.

Заготовка. Методы горячего деформирования

После заготовительного этапа производится 100 % ультразвуковой контроль для выявления раковин. В качестве черновой базы используется один из торцев обода и его наружная поверхность. На получистовых чистовых операциях в качестве базовых используются конструкторские поверхности (вторая технологическая схема). Т.к. центрирующие пояски не могут использоваться в качестве опорной установочной базы (недостаточная протяжённость), то чаще всего используется установка с выверкой.

Технологический процесс разделяется на этапы:

- заготовительный,

- черновой

- получистовой,

- чистовой,

- отделочно-упрочнительный.

Основные элементы диска: пазы, отверстия и т.д. Формируются эти элементы после окончательной токарной обработки по второй технологической схеме. При этом обеспечивается минимальное биение этих элементов относительно оси диска. Упрочнение поверхности диска производится в отделочно-упрочнительном этапе обкаткой роликом, шариком или алмазным выглаживанием. Может применяться дробеструйная обработка или виброгалтовка. Для снижения доли ручного труда используется абразивно-жидкостная или турбо-абразивная обработка.

Выполнение основных операций

Заготовка – штамповка на молоте. Припуск на сторону – 6-12 мм. Затем заготовка подвергается ТО для улучшения обрабатываемости. Может проводиться очистка обдувкой или травлением. Наиболее прогрессивным методам осуществления закалки является спекание из гранул в газостатах. Припуск на сторону – 2,5-3 мм. Первая группа контроля.

Чистовая обработка

Окончательно сформированы все конструкторские поверхности. Наиболее прогрессивным методом обработки диска с двух сторон является применение специальных токарных станков для двухсторонней обработки (первая технологическая схема). Диск устанавливается в каретку, имеющую привод, а резцы проводятся одновременно с двух сторон. При этом погрешность установки не влияет на точность расположения конструкционных баз, а усилия резания от двух резцов взаимно компенсируют друг друга.

Односторонняя обработка проводится чаще всего на токарно-корпусных станках. В качестве оснастки используются стандартные приспособления (плиты) с Т-образными пазами для переналадки и крепления прихватов, а также с подводимыми упорами для повышения жёсткости технологической системы. Заготовка устанавливается предварительно по платикам, а затем производится выверка с помощью индикатора. После выполнения установки оформляется паспорт на диск по данному переходу.

Обработка точных отверстий

При обработке точных отверстий необходимо обеспечить следующий комплекс размеров.

- Точность по диаметру отверстия обеспечивается набором переходов: сверление, зенкерование, развёртывание.

- Смещение отверстий от номинального положения, которое базируется по конструкционной поверхности (центрирующему пояску).

- Смещение в окружном направлении обеспечивается точностью кондуктора и установкой фиксатора в первое обрабатываемое отверстие.

- Совмещение крепёжных отверстий в двух стягиваемых деталях достигается за счёт применения одного и того же зеркального кондуктора.

Проанализировать подробно схему обработки по плакату.

Протягивание пазов

Протягивание пазов осуществляется на горизонтально-протяжных станках блочными протяжками.

Перед протягиванием каждого диска протягивается образец, на котором контролируются все размеры. Пазы протягиваются через один (жёсткость с двух сторон одинаковая). Диск устанавливается по окончательно обработанным конструкторским поверхностям, что позволяет выдержать следующие операционные размеры с заданной точностью:

- смещение паза от оси диска ( );

- операционный размер по углу наклона паза ( ) обеспечивается за счёт точности изготовления оснастки и её наладки;

- точность размера по шагу пазов обеспечивается точностью делительного устройства, а также протягиванием пазов через один;

- угол расположения паза относительно отверстия под призонные втулки обеспечивается базированием по эталонному отверстию.

Лекции из рукописного варианта в электронный

перевёл студент группы 254 Харитонов А.В. 2010 год.

Приложение 1

Приложение 2

Приложение 3

Точность зубчатых колес

Зубчатые колеса являются геометрически сложными элементами, и их точность определяется большим количеством параметров. Для практического контроля точности зубчатых колес используются комплексные параметры, зависящие от точности нескольких элементов.

	Ножка зуба = 1,2 m Весь зуб: m+1,2m=2,2m

Точность зубчатых колес определяется степенями точности. По ГОСТу задается 12 степеней точности. Самая точная – 1 (4 – точное приборостроение, 5 – точные авиационные шестерни).

Ст 5-6-5D, где:

· 5 – кинематическая степень точности, которая определяется величиной погрешности по углу поворота при полном повороте зубчатого колеса;

· 6 – степень точности по плавности хода, которая определяется величиной погрешности по углу поворота

· 5 – степень точности по контакту зубьев, которая определяется величиной площади пятна контакта;

· D – норма точности бокового зазора.

Конструкционными базами зубчатого колеса являются посадочные поверхности и опорные торцы. Рабочие поверхности – зубчатый венец. Острые поверхности являются свободными. Биение зубчатого венца 5-10 мм, шероховатость конструкционных и рабочих поверхностей 0,32 – 1,25 R_а, свободных – 1,25 – 2,5 R_а. Материалы зубчатых колес как для дисков.