CC BY
6Решетневские чтения
УДК. 621.924.079
В. А. Левко, Д. М. Турилов, И. А. Ларкина
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск
ХАРАКТЕР ТЕЧЕНИЯ РАБОЧЕЙ СРЕДЫ ПРИ АБРАЗИВНО-ЭКСТРУЗИОННОЙ
ОБРАБОТКЕ ЛОПАТОК*
Приведено описание потока рабочей среды при абразивно-экструзионной обработке лопаток. Конструктивные элементы деталей по исследованным условиям обработки разделены на пять групп.
Конструктивными основными элементами деталей летательных аппаратов являются различные лопатки. В цельных деталях лопатки формируются литьем по выплавляемым моделям и требуют дополнительной финишной обработки. Проведены исследования характера течения рабочей среды при абразивно-экструзионной обработке (АЭО) лопаток в каналах различной конфигурации.
Так, в канале, в котором лопатка разбивает прямой прямоугольный канал на две части с переменной формой сечения (рис. 1) установлено, что режимы деформирования среды различные. В имеющей меньшее по площади входное отверстие расширяющейся части канала наблюдается зона 1 - деформация удлинения среды. В имеющей большее сечение входного отверстия сужающейся части канала в центральной части наблюдается зона удлинения, которая к стенкам канала сменяется зоной сжатия. Застойные зоны 2 наблюдаются на поверхностях, перпендикулярных основному направлению деформирования среды.
После перестройки профиля в зонах деформации растяжения-сжатия происходит деформация 4 сдвигового течения среды с последующим эффектом упругого восстановления 5. Основная обработка осуществляется в сечениях, имеющих меньшую площадь.
Поскольку вершина лопатки практически не оказывает сопротивление потоку среды, более отчетливо данный эффект наблюдается при течении среды в прямом прямоугольном канале с наклонной лопаткой с прямым основанием вершиной вперед.
Поскольку входные отверстия имеют разные площади сечения, в сужающейся части канала деформа-
ция 1 расширения имеет большую скорость по сравнению с деформацией расширения в расширяющейся части канала.
В имеющей большее сечение входного отверстия сужающейся части канала в центральной части наблюдается зона удлинения, которая к стенкам канала сменяется зоной сжатия. В имеющей меньшее по площади входное отверстие расширяющейся части канала зона деформации удлинения среды выходит за размеры исследуемой части канала.
После перестройки профиля в зонах деформации растяжения-сжатия происходит деформация 4 сдвигового течения среды с последующим эффектом упругого восстановления 5. Основная обработка осуществляется в сечениях, имеющих меньшую площадь. Конструктивные элементы обусловливают неравномерность АЭО и требуют применения направляющих аппаратов.
Другая картина течения среды наблюдается при АЭО наклонных каналов, имеющих наклонные лопатки (рис. 2). Поскольку исследуемый канал имеет угол наклона относительно центральной оси рабочего цилиндра, меняется и направление течения среды.
Перестройка профиля потока среды происходит на входе в обрабатываемый канал. Образуются две зоны застоя 2 и две зоны растяжения 1. После достижения критического значения в зонах 1 растяжение сменяется течением сдвига и в двух частях канала также реализуется процесс сдвигового течения в зонах 4 с последующим упругим восстановлением среды в зоне 5.
Рис. 1
* Работа выполнена в рамках Федеральной целевой программы «Научные, научно-педагогические кадры инновационной России ».
Перспективные материалы и технологии в аэрокосмической отрасли
Рис. 2
Срыва потока с острой входной кромки не наблюдается. Обрабатывается вся поверхность канала за исключением прямого основания лопатки на входе в канал. Размер застойной зоны 2 в течение всего процесса обработки не меняется.
В результате проведенных исследований конструктивные элементы деталей по условиям обработки разделены на пять групп. К первой группе отнесены детали, не требующие применения специальных устройств или режимов деформирования рабочей среды. Во вторую группу включены элементы, обработать которые можно только при использова -
нии направляющих аппаратов. В третьей группе объединены детали, для АЭО которых необходимы как направляющие аппараты, так и специальные способы продавливания среды. К четвертой группе отнесены детали с переменной формой поперечного сечения. Для успешной обработки таких деталей необходимо применять выравнивающие устройства. В пятую группу отнесены детали с малыми поперечными размерами, для АЭО которых требуются рабочие среды с пониженной эффективной вязкостью и малой дисперсностью абразивного наполнителя.
V. A. Levko, D. M. Tyrilov, I. A. Larkina Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk
CURRENT NATURE OF THE WORKING ENVIRONMENT AT ABRASIVE-EXTRUSION BLADES' PROCESSING
The description of the working environment at abrasive-extrusion blades' processing is shown. According to the explored conditions of the processing the constructive elements of the details were divided into five groups.
© Левко В. А., Турилов Д. М., Ларкина И. А., 2010
УДК 621.923.01
В. А. Левко, Е. О. Нуждова, Д. О. Харин
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск
ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ РАБОЧЕЙ СРЕДЫ ПРИ УСТАНОВИВШЕМСЯ ТЕЧЕНИИ ПО ДЛИНЕ КАНАЛА И ЕГО ВЛИЯНИЯ НА УСЛОВИЯ АБРАЗИВНО-ЭКСТРУЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ*
Исследуется характер распределения давления потока рабочей среды по длине канала. Установлено, что при установившемся течении влияние длины канала на условие абразивно-экструзионной обработки минимально.
Для теоретического описания процесса течения рабочей среды при абразивно-экструзионной обработке (АЭО) применяются два подхода. Согласно модели бингамовского пластика [1] сдвиговое течение РС при АЭО осуществляется за счет перепада давлений среды на входе и выходе обрабатываемого канала. Исходя из этой модели, в каналах большой длины
перепад давлений приводит к появлению неравномерности обработки по длине. Модель течения среды, построенная на преобразованной модели Каргина-Слонимского-Рауза (КСР) [2], показывает, что при установившемся течении сдвига перепад давлений при абразивно-экструзионной обработке будет минимальным.
* Работа выполнена в рамках Федеральной целевой программы «Научные, научно-педагогические кадры инновационной России ».
