Процесс производства рабочей лопатки турбины ТНА ЖРД РД-180

Технологический процесс изготовления лопатки турбины ТНА. Глубинное шлифование деталей из жаропрочных сплавов. Способы изготовления алмазных роликов для правки. Основы процесса гидродробеструйного упрочнения. Описание модулей пакета программ CATIA.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Оглавление

• Аннотация
• Введение
• Краткое описание ТНА РД-180
• Глава1. Технологическая часть
• 1.1 Условия работы лопатки турбины ТНА
• 1.2 Выбор материала и заготовки
• 1.2.1 Химический состав материала
• 1.2.2 Физические свойства материала ( при Т = 20 °С )
• 1.2.3 Механические свойства материала ( при Т = 20 °С )
• 1.2.4 Термическая обработка
• 1.3 Технологический процесс изготовления лопатки
• 1.4 Анализ технологичности изделия
• 1.4.1 Коэффициент использования материала
• 1.4.2 Коэффициент точности обработки
• 1.4.3 Коэффициент применения типовых технологических процессов
• 1.5 Глубинное шлифование деталей из жаропрочных сплавов
• 1.6 Алмазные ролики для правки
• 1.6.1 Виды изготовления алмазных роликов
• 1.6.2 Допуски
• 1.6.3 Конструкция
• 1.6.4 Зернистость
• 1.6.5 Сорт алмаза -- D 711 А
• 1.6.6 Содержание алмазов
• 1.6.7 Первичное изготовление и расчет нового алмазного ролика для правки
• 1.6.8 Эксплуатация
• 1.6.9 Расположение осей
• 1.6.10 Режимы обработки
• 1.7 Выбор баз и обоснование последовательности обработки детали
• 1.8 Расчет припуска на механическую обработку в операции №12
• 1.9 Режимы резания
• 1.10 Нормирование
• Глава 2. Конструкторская часть
• 2.1 Описание приспособления
• 2.2 Расчет приспособления на силу зажима
• Глава 3. Исследовательская часть
• 3.1 Основы процесса гидродробеструйного упрочнения
• 3.2 Технология процесса гидродробеструйного упрочнения
• 3.2.1 Устройство и работа установки для гидродробеструйного упрочнения
• 3.2.2 Технологические требования к процессу
• 3.2.3 Порядок обработки
• 3.2.4 Контроль упрочнения
• 3.3 Определение остаточных напряжений
• 3.4 Усталостные испытания лопаток
• 3.4.1 Цель испытаний
• 3.4.2 Объект испытаний - лопатки турбины ТНА
• 3.4.3 Исследование собственных частот
• 3.4.4 Оборудование для усталостных испытаний лопаток
• 3.4.5 Исследование распределения относительных напряжений
• 3.4.6 Метод испытаний на усталость
• 3.4.7 Метод обработки результатов испытаний
• 3.5 Результаты испытаний
• Глава 4. Часть по автоматизации
• 4.1 Описание программного пакета CATIA
• 4.1.1 Применение и возможности CATIA
• 4.1.2 Описание модулей пакета программ CATIA
• 4.2 Основные функции построение модели и чертежа деталей в САПР CATIA
• 4.2.1 Интерфейс пользователя
• 4.2.2 Создание двухмерной геометрии, образмеривание и нанесение надписей
• 4.2.3 Создание трехмерной модели детали и построение на ее основе двухмерной геометрии
• 4.3 Построение модели лопатки турбины ТНА
• Глава 5. Промышленная экология и безопасность производства
• 5.1 Анализ технологического процесса изготовления лопатки газовой турбины. Определение основных воздействий на окружающую среду и здоровье человека. Разработка мер защиты
• 5.1.1 Анализ технологического процесса изготовления лопатки газовой турбины
• 5.1.2 Анализ вредных воздействий на окружающую среду и разработка мер защиты при выполнении операции глубинного шлифования
• 5.1.3 Анализ вредных воздействий на здоровье человека и разработка мер защиты при выполнении операции глубинного шлифования
• 5.2 Анализ и расчет освещённости рабочего места
• 5.2.1 Анализ освещённости рабочего места
• 5.2.2 Расчет на освещенность рабочего места
• 5.3 Вентиляция производственного помещения
• 5.4 Меры противопожарной защиты
• 5.5 Выводы по результатам анализа вредных и опасных факторов
• Глава 6. Расчет экономической эффективности внедрения нового технологического процесса
• 6.1 Расчет затрат на проектирование технологического процесса изготовления лопатки турбины ТНА
• 6.1.1 Расчет затрат на проектирование технологического процесса изготовления лопатки турбины ТНА в проектируемом варианте
• 6.1.2 Расчет затрат на проектирование технологического процесса изготовления лопатки турбины ТНА в базовом варианте
• 6.2 Расчет годового экономического эффекта от внедрения нового технологического процесса
• 6.2.1 Расчет затрат на материал
• 6.2.2 Расходы на зарплату
• 6.2.3 Затраты на производственную площадь
• 6.2.4 Расчет затрат на эксплуатацию оборудования
• 6.2.5 Расчет энергетических затрат
• 6.2.6 Расчет себестоимости техпроцессов и экономического эффекта от внедрения
• 6.3 Расчет времени окупаемости внедрения нового технологического процесса
• 6.3.1 Расчет капиталовложений в оборудование
• 6.3.2 Расчет затрат на освоение новой технологии
• 6.3.3 Расчет времени окупаемости внедрения нового ТП
• Выводы по работе
• Литература и другие источники
• лопатка турбина шлифование правка


Аннотация

В данном дипломном проекте в технологической части (первый раздел) рассмотрен техпроцесс производства рабочей неохлаждаемой лопатки газовой турбины. Также в первом разделе описаны условия работы детали в узле, способ получения заготовки, приведены характеристики материала лопатки ЦНК-7П, проведен анализ технологичности, описан выбор баз для механической обработки, рассчитан припуск на обработку промежуточной технологической базы, проведено нормирование операций глубинного шлифования. В технологической части подробно описан способ механической обработки - глубинное шлифование и правящий алмазный инструмент. В конструкторской части рассмотрено приспособление для крепления детали при обработке хвостовика лопатки, и проведен расчет силы винтового зажима для данного приспособления. В исследовательской части рассмотрен процесс гидродробеструйного упрочнения замка лопатки: описаны сущность процесса, устройство гидродробеструйной установки, методика определения остаточных напряжений в поверхностном слое и усталостные испытания детали. В части по автоматизации рассмотрен программный пакет CATIA, его применение с промышленности, программные продукты данного пакета. Также рассмотрен процесс построения двухмерной и трехмерной геометрии, процесс создания модели лопатки в системе автоматизации проектирования CATIA. . В части по охране труда разработаны меры для повышения безопасности производства и охраны окружающей среды. В экономической части рассчитана эффективность внедрения данного техпроцесса производства лопатки по отношению к предыдущему.



Введение

Одной из самых сложных машиностроительных конструкций является газовая турбина.

Развитие газовых турбин определяется, в первую очередь, развитием авиационных газотурбинных двигателей для военных целей. При этом главным является повышение удельной тяги и снижение удельного веса. Проблемы экономики и ресурса для таких двигателей являются вторичными.

Одной из самых нагруженных деталью, ограничивающей межремонтный ресурс, являются неохлаждаемые лопатки турбины, изготавливаемые из деформируемого никелевого сплава ЭИ893. Лопатки из этого сплава из-за ограничений по длительной прочности имеют ресурс 48000 часов. В настоящее время при производстве лопаток турбин существует достаточно высокая конкуренция, поэтому вопросы снижения стоимости и повышения ресурса лопаток являются очень актуальными.

В данном дипломном проекте рассмотрена сравнительно новая для отечественной промышленности технология производства неохлаждаемых лопаток турбин большой длины (более 200 мм). В качестве заготовки лопатки применяется отливка из материала ЦНК-7П без припуска на механическую обработку пера, подвергнутая горячему изостатическому прессованию. Для снижения трудоемкости изготовления лопаток используется глубинное шлифование замка, а для повышения сопротивления усталости замок лопатки после шлифования подвергается гидродробеструйному упрочнению.

В данном дипломном проекте рассмотрена технология производства рабочей лопатки турбины. Поскольку данный техпроцесс универсален для лопаток самых разных размеров, он может применятся как для изготовления лопаток турбинынизкого давления ГТД (либо ГТУ), так и турбины ТНА ЖРД. В этой работе рассмотрена лопатка для ТНА ЖРД РД-180. Однако в силу универсальности материала лопаток и техпроцесса мы уделяем повышенное внимание также и ресурсу изделия. Подробно рассмотрен процесс глубинного шлифования для деталей из жаропрочных сплавов, какой является турбинная лопатка, и описаны технология производства и свойства используемых в глубинном шлифовании алмазных роликов для правки шлифовальных кругов. В проекте рассчитано на точность и силу зажима приспособление "щучья пасть", широко применяемое при операциях глубинного шлифования в процессе производства лопатки. В исследовательской части рассмотрен процесс повышения усталостной прочности путем обдувки дробью в жидкой среде замка лопатки (гидродробеструйное упрочнение), описаны методики определения остаточных напряжений и проведения усталостных испытаний лопатки. Также в работе описана система автоматизации проектирования CATIA и создание в данной системе модели детали и конструкторской документации. В части по охране труда разработаны меры для повышения безопасности производства и охраны окружающей среды. Рассчитана также эффективность внедрения данного техпроцесса производства лопатк...