CC BY
417
Секция
«ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКОЙ ТЕХНИКИ»
УДК 621.7.043
В. В. Азингареев* Научный руководитель - Н. А. Амельченко** *Открытое акционерное общество «Красноярский машиностроительный завод» ** Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ СФЕРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
МЕТОДОМ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ
Рассмотрена технология изготовления титановых шаробаллонов, применяемых в ракетных двигателях.
Развитие теории ракетных двигателей, совершенствование ракетной техники и уровня производства за последние десятилетия привели к значительному улучшению характеристик жидкостных ракетных двигателей.
На космических летательных аппаратах широко используются двигательные установки с жидкостными ракетными двигателями, в которых для подачи компонентов топлива в камеру сгорания применяются две основные системы: вытеснительная и турбонасос-ная. Требуемые давления компонентов топлива на входе в насосы двигателя обеспечиваются системой наддува топливных баков. Для размещения запасов компонентов ракетного топлива в конструкциях летательных аппаратов применяются шаробаллоны [1].
Традиционная технология изготовления шаробал-лонов заключается в сварке плавлением (электроннолучевая, лазерная или аргонодуговая сварка) двух полусфер. Технология включает сварку давлением двух листовых заготовок с мелкозернистой структурой по периметру и их последующую формовку газом (аргоном) в условиях сверхпластичности. Эта технология обеспечивает структурную однородность и изотропность механических свойств по всему объему сферического баллона. Кроме того, она позволяет изготовлять баллоны с повышенными механическими
3
4 4 / д \ 1 1 {т^тгжвл, м \ гЬ\у 1 ^
3 " < // \ / \/ ШШ" 1
Титановые деформируемые сплавы ВТ6, ВТ6С и ВТ14 с высокими прочностными и антикоррозионными свойствами применяют для изготовления полусфер шаробаллонов, которые характеризуются низкой теплопроводностью, теплостойкостью, высокой механической прочностью, коррозиестойкостью, хорошей свариваемостью [2].
Процесс изготовления деталей шаробаллонов заключается в формовании полусфер методом последовательной штамповки (рис. 2), механической обработки, сварки и термообработки.
Рис. 1. Шаробаллон: 1 - полусфера; 2 - подкладка; 3 - переходник; 4 - кронштейн
Рис. 2. Метод последовательной штамповки: 1 - пуансон; 2 - бандажное кольцо; 3 - матрица;
4 - выталкиватель, формирующий; 5 - штуцерную и донную части поковок; 6 - толкатель;
7 - направляющие колонки
Для увеличения прочности конструкции применяют технологическую операцию термообработки, обеспечивающую прочность за счет изменения структуры материала. Это достигается объемной закалкой путем нагрева полусфер в электропечи и с последующим охлаждением в воде [3].
Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки
В процессе сварки полусфер в сварном шве возникают остаточные напряжения, проявление которых при заполнении шаробаллона компонентами топлива может вызвать его разрушение. Поэтому на этапе термообработки необходимо сделать отпуск сварного шва для снятия внутренних напряжений.
Недостатком термической обработки является то, что изделие приходится помещать в печь в контейнере и нагревать полностью. Это приводит к нарушению режимов нагрева и вызывает появление цветов побежалости на поверхности, свидетельствующие об изменении термодинамических свойств металла, что может привести к нарушению режимов работы двигателей коррекции. Подобные дефекты снижают надежность работы топливной системы, а также всего летательного аппарата.
Известно существование установок на основе ТВЧ, которые позволяют нагревать только сварной шов для снятия остаточных напряжений. Поэтому
существует необходимость проведения конструкторских работ по разработке подобных установок для локального нагрева поверхностей деталей, которые можно было бы использовать и для термообработки шаробаллонов.
Библиографические ссылки
1. Основы конструирования ракет-носителей космических / под ред. В. П. Мишина, В. К. Карраска. М. : Машиностроение, 1991.
2. Конструкция и проектирование жидкостных ракетных двигателей / под общ. ред. Г. Г. Гаулина. М. : Наука, 1989.
3. Елисеев Ю. С., Абраимов Н. В., Крымов В. В. Химико-термическая обработка и защитные покрытия в авиадвигателестроении. М. : Высш. шк., 1999.
© Азингареев В. В., 2012
УДК 681.5.011
С. В. Беседин, Н. Л. Ручкина, А. В. Скрипка Научный руководитель - В. Д. Утенков Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
ОЦЕНКА ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРИВОДОВ ПОДАЧ СВЕРЛИЛЬНО-ФРЕЗЕРНОГО СТАНКА
На основе разработанной математической модели создан виртуальный прибор и проведена оценка быстродействия и устойчивости приводов подач.
Для обеспечения высокого качества обработки при выполнении операций фрезерования и сверления на станках с ЧПУ необходимо учитывать динамические характеристики приводов подач. Управление перемещением стола станка по каждой координате производится от персонального компьютера, который через блок управления приводами подач обеспечивает движение с заданной скоростью и позиционирование стола.
Построим математическую модель управления приводом подачи с позиционированием стола по сигналу от датчика обратной связи [1].
Структурная схема привода подачи (рис. 1) состоит из цифровой и непрерывной частей. В цифровой части
происходит расчет необходимого количества управляющих импульсов, импульсов, поступающих с первичного преобразователя датчика обратной связи (ДОС), и формирование сигнала рассогласования. Непрерывная часть образована регулятором, двигателем Р1К6-25/3 постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов, червячным редуктором с передаточным отношением / = 40. Стол станка перемещается через винтовую пару (шаг 2 мм), которая не охватывается обратной связью. В качестве ДОС использован фотоимпульсный датчик ТЯО-81000УВ, дающий 1000 импульсов на оборот [2]. Передаточные функции всех элементов приведены на структурной схеме.
Рис. 1. Структурная схема управления приводом подачи
