CC BY
18
Секция «Двигателии энергетические установки летательньш и космических аппаратов»
УДК 621.824:621.45
ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВАОБРАБОТКИ ЛОПАТОК ШНЕКА-ВАЛА ТНА ЖРД
А. А. Лобза, А. Ю. Васянина, Д. А. Ермоленко, В. С. Лобза
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: tonkikh.anastasiya.1995@mail.ru
Рассматривается дополнительный метод обработкилопаток шнека-вала ТНА после операции фрезерования для получения более качественного поверхностного слоя изделия.
Ключевые слова: шнек-вал, виброабразивная обработка, фрезерование, турбонасосный агрегат (ТНА), турбулизация потока.
IMPROVING THE QUALITY OF THE PROCESSING AUGER-SHAFT BLADES
IN TURBOPUMB
А. A. Lobza, A. U. Vasyanina, D. A. Ermolenko, V. S. Lobza
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: tonkikh.anastasiya.1995@mail.ru
In the paperwasreviewed additional methods of treatment shoulder blade auger-shaft in tur-bopumb after milling for quality improvement surface of the product.
Keywords: auger-shaft, vibrationtreatment, milling, turbopumb, flow turbolysis.
Турбонасосный агрегат (ТНА) ЖРД предназначен для подачи основных компонентов топлива повышенного давления в камеру двигателя для обеспечения необходимой тяги. В состав изделия входят: насосы окислителя и горючего, узел турбины.
Вал ТНА является основным элементом в конструкции пакета ротора, работающего под действием высоких нагрузок, вызванными радиально-осевыми, центробежными, инерционными силами и гироскопическими моментами. Заготовками для данных изделий могут служить поковки кованные, штампованные, прокат определенного диаметра. Материалы, использующиеся при изготовлении валов турбонасосного агрегата, как правило, высококачественные легированные стали марок 13Х11Н292МФ, 12ХМ4ВА, 2Х13 [1]. Валы ТНА могут изготавливаться с фланцем, без фланца, отдельной разновидностью является вал со шнеком.
Наибольшее знакопеременное напряжение испытывает поверхностный слой изделия, поэтому уделяют повышенное внимание чистовой обработке. При данной обработке валу придается форма, близкая к окончательной, с небольшими припусками на отделочные операции, которые помогают достигать заданные чертежом точность размеров детали и шероховатость ее поверхностей. Цельно изготовленный вал совместно со шнеком способен уменьшить действие кавитации на периферийных кромках каналов, сокращает объем перетечек компонентов топлива, облегчает массу конструкции. После проведения фрезерования на лопатках шнека остаются различного рода механические повреждения, поэтому возникает потребность в дополнительной обработке рабочего участка детали для получения более качественной чистоты поверхности. Добиться более улучшенной шероховатости каналов вала возможно путем применения виброабразивных и полировочных операций.
Виброабразивная обработка проводится на виброоборудовании с применением специального приспособления, которое представляет собой контейнер, закрывающий с двух сторон посадочные поверхности вала, кроме той, где находятся лопатки шнека. В полость с обрабатываемым
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2018. Том 1
изделием засыпаются абразивные гранулы, изготавливаемые, как правило, из карбида кремния, жаропрочных нержавеющих сталей, керамического наполнителя. Далее посредством создающихся вибраций в оборудовании происходит бой отходов шарошлифовальных [2].
Применение операций виброгалтовки и виброполировки позволяют получать более качественно обработанный поверхностный слой изделий, упрочняют металл, из которого изготавливаются детали, а также снижают турбулизацию потока жидкого топлива на входе в центробежное колесо.
Недостатками отделочной виброабразивной обработки вала со шнеком являются затупление, появление мелких забоин, вмятин на кромках лопаток шнека. Для устранения данных факторов необходимо проводить дополнительную шлифовальную операцию поверхности изделия, что значительно удлиняет технологический процесс изготовления детали.
Полировочные операции посредством буксирного оборудования позволяют получить зеркальную поверхность шнека-вала, очищенную от заусенцев после механической обработки, доводку до 12-14 квалитета.
При проведении операции используется принцип планетарного движения - детали крепятся к быстросъемным держателям буксирной установки и совершают разнонаправленные круговые движения в неподвижной массе абразивных тел, помещенных в рабочую емкость. Бесконтактное вращение деталей с изменяемой скоростью и глубиной погружения в специально подобранные абразивные тела позволяют, с учетом высокой силы трения добиться равномерной обработки и воспроизводимости результатов.
Преимуществами буксирного оборудования при проведении отделочных операций являются получения высокого класса шероховатости поверхности изделия, упрочнение материала, быстрая и равномерная обработка со всех сторон лопаток шнека-вала, отсутствие механических повреждений, высокая производительность и надежность процесса изготовления.
В настоящее время применение операции виброгалтования на производстве в качестве завершающего этапа изготовления деталей узлов и агрегатов ТНА ЖРД, возможно, заменить на более автоматизированный процесс посредством буксирных технологий. Буксирное оборудование обеспечивает быстрое и качественное выполнение полировочной операции изделия при минимальном техническом обслуживании, сокращает объем механических повреждений на кромках лопаток шнека-вала, повышает надежность, а также позволяет получить равномерную обработку поверхности детали.
Библиографические ссылки
1. Технология производства жидкостных ракетных двигателей / В. А. Моисеев, В. А. Тарасов, В. А. Колмыков и др. М. : Изд-во МГТУ им. Баумана. М., 2008. 379 с.
2. Multifinish [Электронный ресурс]. URL: http://russia/multifinish.net/media/downloads/ galtovanie.pdf (дата обращения: 15.03.2018).
© Лобза А. А., Васянина А. Ю., Ермоленко Д. А., Лобза В. С. 2018
