Научно-технические основы повышения качества производства литых деталей двигателей летательных аппаратов Текст научной статьи по специальности «Прочие сельскохозяйственные науки»

РУСАЛ всегда открыты для заказчиков и готовы продемонстрировать им стабильность своих технологических процессов.

В соответствии с одним из принципов РУСАЛ постоянство, непрерывность улучшений - залог успешного развития предприятия. В условиях жесткой конкуренции и быстро меняющейся конъюнктуры рынка для сохранения и роста конкурентоспособности компании производственный процесс должен постоянно совершенствоваться. Не нужно стремиться только к крупным улучшениям, гораздо важнее их непрерывность.

На основе стандарта ISO 14001 в компании была создана политика в области экологии, целью которой является постоянное улучшение экологических показателей. Для достижения этой цели на РУСАЛ разрабатываются и реализуются соответствующие мероприятия по минимизации вредного влияния на окружающую среду.

РУСАЛ является участником мероприятий по минимизации климатических изменений, которые предусматривают снижение объема выбросов парниковых газов. Компания добровольно поставила перед собой цель по снижению выбросов парниковых газов на 50 % к 2015 году. В 2010 году эта цель выполнена на 86 % [3].

Динамика сокращений прямых выбросов парниковых газов на предприятиях

Год CO2 (т) Перфторуг-лерод, (тонн CO2 эквивалента) Итого, (тонн CO2 эквивалента) % снижения тонн CO2 эквивалента

1990 5 883 019 11 880 331 17 763 350 0

2010 7 269 483 2 919 164 10 188 647 43

Заводы РУСАЛ оборудованы системами очистки газов, которые позволяют максимально отфильтровать вредные соединения. Новое поколение электролизеров, которые РУСАЛ планирует запустить в производство уже в 2015 году, будет вырабатывать только один побочный продукт - чистый кислород.

Наличие сертификата соответствия ОЖЛ8 18001 подтверждает, что система управления здоровьем и безопасностью на производстве компании прошла

сертификацию и полностью ему соответствует. Система охраны здоровья и обеспечения безопасности труда направлена на предотвращение аварий, снижение производственного травматизма, повышение лояльности сотрудников.

В качестве долгосрочной цели в области охраны труда компания рассматривает снижение количества смертельных несчастных случаев на производстве до нуля. Также РУСАЛ стремится сократить травматизм на 30 % ежегодно и полностью ликвидировать случаи профессиональных заболеваний. Динамика снижения травматизма представлена на рис. 1.

М. 0,27 0,2

0.1

2009 2010

Частота травм с утратой трудоспособности

Интеграция систем менеджмента в производственные механизмы любого предприятия призвана способствовать повышению качества продукции и эффективности работы предприятия в целом, способствовать развитию новых технологий и систем.

Библиографические ссылки

1. Соболева Е. И. Интегрированные системы менеджмента // Методы менеджмента качества. 2011. № 11. С. 42-43

2. Официальный сайт РУСАЛа. URL: http://www.rusal.ru/Default.aspx.

3. Отчет об устойчивом развитии // РУСАЛ. КПМГЛимитед. 2011. С. 27-33; 54-55.

© Анашкина С. И., Волкова Г. Д., 2012

УДК 669.871

С. И. Анашкина, М. Е. Шилова Научный руководитель - Л. А. Оборин Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ПРОИЗВОДСТВА ЛИТЫХ ДЕТАЛЕЙ ДВИГАТЕЛЕЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

Показаны методы повышения качества деталей изделий литьем по выплавляемым моделям.

Постоянное развитие и совершенствование конструкции летательных аппаратов с целью улучшения их тактико-технических характеристик требует значительного повышения энергетических параметров дви-

гательных установок. В свою очередь, это вызывает необходимость использования новых материалов, обладающих повышенной прочностью, пластичностью, жаростойкостью и жаропрочностью.

Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки

Увеличение прочностных и пластических характеристик используемых материалов приводит не только к усложнению конфигурации корпусных деталей двигателей, но и к резкому увеличению трудоемкости механической обработки их из поковок и штамповок, в некоторых случаях просто к невозможности механической обработкой получить необходимые профили газового и гидравлического тракта двигательной установки. При этом коэффициент использования металла (КИМ) очень часто не превышает 0,26, а в отдельных случаях, при изготовлении крупногабаритных деталей 0,05...0,10 [1].

В условиях серийного производства значительно возрастает востребованность заготовок, получаемых литьем по выплавляемым моделям (ЛВМ), поскольку данный прецизионный способ литья обеспечивает КИМ до 0,6...0,8. Переход к технологиям литья позволяет:

• получать оптимальные пространственные профили всех элементов литых заготовок, определяющих гидрогазодинамику;

• существенно сократить количество сборочных единиц;

• совместить многие функции в одном узле или агрегате, что должно приводить к максимальному уменьшению количества сварных швов, повышению надежности и стабильности технологического обеспечения требований конструкторской документации [2].

Производство заготовок методом ЛВМ, в рамках интегральной системы технологических основ, позволяет в полной мере реализовать все требования конструкторской документации, главными из которых являются герметичность и прочность деталей (см. схему).

Разработанные для ЛВМ высокопрочные нержавеющие стали (типа ВНЛ) и жаропрочные сплавы по уровню механических свойств близки к деформируемым материалам. Однако обладая высокими прочностными и пластическими свойствами, данные материалы имеют большой интервал кристаллизации, т. е. большое поле двухфазной зоны, что повышает склонность к усадочным рыхлотам и пористости в отливках сложной конфигурации.

Комплект требований к отливкам силовых установок

Конструктивная прочность

Герметичность

Поиск новых технических решений по созданию и совершенствованию методов проектирования технологических процессов отливок литьем по выплавляемым моделям

I

Подготовка жидкого металла высокопрочных нержавеющих сталей (ВНЛ) и кристаллизации

I

Проектирование литниково-питающей системы и направленности затвердевания отливок сложной конфигурации

Совершенствование

технологической подготовки и плавки высокопрочных хр о мо - н икел ев ых сталей

Высоко температурная обработка

хромо-никелевых расплавов

Совершенствование системы компьютерного моделирования литейных процессов

X

Формирование отливки

I

Направленное затвердевание отливок

I

В условиях кристаллизации под давлением

Герметизация и высокотемпературная газ о статическая обработка отливок

Комплекс технологических методов изготовления отливок с особыми требованиями

Интегральная система технологических основ производства специальных отливок методом ЛВМ для ДУ летательных аппаратов

Кристаллизация отливок при ЛВМ характеризуется малыми скоростями протекания процесса, наличием высоких начальных перегревов расплава, значительными размерами двухфазной зоны, охватывающей зачастую большую часть объема отливки, что сопровождается разбросом механических свойств, неоднородностью структуры в сечениях отливок. Это приводит к наличию в отливках дефектов усадочного характера - рыхлот и пористости, что не обеспечивает гарантированные показатели герметичности и конструктивной прочности [3].

В связи с вышеуказанными проблемами центральной научно-технологической задачей, определяющей, как герметичность, так и прочность литых заготовок, является исключение дефектов усадочного характера, рыхлоты и пористости с одновременным решением проблемы равновесности исходного расплава металла и остаточной пористости.

Решение этой задачи в настоящий момент возможно только на основе комплексного подхода к созданию интегральной системы производства литых

заготовок методом ЛВМ, путем разработки физико-математических и физических моделей процессов кристаллизации и затвердевания отливок, компьютерного прогнозирования свойств литейных сталей, сплавов и огнеупорных материалов.

Библиографические ссылки

1. Технология производства жидкостных ракетных двигателей : учебник / В. А. Моисеев, В. А. Тарасов, В. А. Колмыков, А. С. Филимонов. М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2008. 381 с.

2. Литье по выплавляемым моделям : учеб. пособие /Л. А. Оборин, Н. М. Чернов, К. А. Медведев, А. А. Иванов. Красноярск: СФУ, 2009. 133 с.

3. Оборин Л. А., Сутягин А. В. Обеспечение качества сложных литых заготовок изделий ракетно-космической техники // Решетневские чтения : сб науч. тр. междунар. науч.-техн. конф. ; СибГАУ. Красноярск, 2011. С. 348-349.

© Анашкина С. И., Шилова М. Е., 2012

УДК 621

Я. Ю. Белова Научный руководитель - А. А. Снежко Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

К ВОПРОСУ О ПОВЫШЕНИИ КАЧЕСТВА СТЕКЛОПЛАСТИКА

Широкое применение стеклопластика обусловлено его уникальным сочетанием свойств при относительно небольшом удельном весе. В работе обсуждаются возможные направления повышения качества данного материала.

Одним из инновационных материалов является стеклопластик - эффективный заменитель стали, включая легированные, а в некоторых случаях алюминий (например, в авиации), титан (в целлюлозно-бумажной промышленности) и т. д. Он имеет целую линию модификаций, каждая из которых может быть использована в определенном производстве.

Стеклопластик обладает многими очень ценными свойствами, дающими ему право называться одним из материалов будущего. Малый удельный вес стеклопластиков (0,4^1,8 г/см3) в среднем в пять-шесть раз меньше, чем у черных и цветных металлов, и в два раза меньше, чем у дуралюмина. Это делает стеклопластик особенно удобным для применения в машиностроении, авиа-, судостроении и др. Экономия в весе переходит в экономию энергии; кроме того, за счет уменьшения веса транспортных конструкций (самолетов, автомобилей, судов и т. п.) можно повысить их полезную нагрузку и за счет экономии топлива увеличить радиус действия.

При своем небольшом удельном весе стеклопластик обладает высокими физико-механическими характеристиками. Используя некоторые смолы и определенные виды армирующих материалов, можно получить стеклопластик, по своим прочностным свойствам превосходящий некоторые сплавы цветных металлов и стали.

Повышения качества стеклопластика (увеличение прочности, получение более гладкой поверхности) можно достичь путем усовершенствования технологического подхода или его замены на более оптимальный. На предприятии ОАО «Гамбит» используется метод прямого прессования. Данный метод довольно трудоемкий и в итоге изделие имеет недостаточно высокое качество поверхности, препятствующее их лакированию. Замена этого метода на метод пултрузии может сократить время производства, повысить прочность, получить в итоге гладкую поверхность изделия. Недостаток метода - дорогостоящее оборудование.

Изделия, полученные пултрузией, по свойствам превосходят детали, сделанные более традиционными методами формования. Тенденция к некоторому увеличению стоимости может быть обусловлена рядом преимуществ, характерных для этого процесса, -строгим контролем натяжения и ориентации волокна, уменьшением количества пор и стабильным объемом содержания волокна в композите. Даже такое трудно гарантируемое свойство, как межслоевой сдвиг, и то явно улучшается [1].

Широкое применение стеклопластик получил и в строительной отрасли в качестве утеплителя. Обнаруживая высокие показатели теплоизоляционных свойств, стеклопластик является довольно токсичным