CC BY
55
Секция ««ДВИГАТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И СИСТЕМЫ ТЕРМОРЕГУЛИРОВАНИЯЛА И КА»
УДК 621.454.2
Ю. Ю. Дюкарев Научный руководитель - В. П. Назаров Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИМИТАТОРА ДЛЯ НАСТРОЙКИ ПРОГРАММЫ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ
Рассмотрен метод электроэрозионной обработки, использование этого метода для нанесения искусственной шероховатости в канавках оболочки сопла ракетного двигателя, а также какую роль играют в этом процессе имитаторы.
Электроэрозионная обработка - это контролируемое разрушение электропроводного материала под действием электрических разрядов между двумя электродами.
Под воздействием импульсов создающих высокие температуры в зоне разряда происходит нагрев, расплавление, и испарение метала. Длительность импульса лежит в диапазоне от 0,1 до 10-7 секунды, частота от 5 кГц до 0,5 МГц. При меньше длительности импульса, меньше шероховатость получаемой поверхности. Процесс электроэрозионной обработки происходит в рабочей жидкости, заполняющей пространство между электродами [1].
Один из электродов является обрабатываемой деталью, другой - электрод - инструментом. Разряды производятся периодически, импульсно, так чтобы среда между электродами восстановила свою электрическую прочность.
Электрод - инструмент изготавливается из материалов имеющих высокую эрозийную стойкость: графит, графитовые материалы, вольфрам, медь, латунь, алюминий [2].
Прежде чем производить сложную электроэрозионную обработку детали, сначала, программу проверяют на имитаторах. Это делается для того чтобы не забраковать деталь, которая изготавливалась в течение большого промежутка времени.
Рассмотрим имитатор оболочки сопла. Он представляет собой изделие из бронзы, повторяющее контуры сопла, которые необходимо обработать. На со-
пле фрезеруются канавки, а в них при помощи электроэрозионной обработки наносится искусственная шероховатость, которая представляет собой углубления прямоугольной формы равные несколько сотых миллиметра, которые находятся друг от друга на определённом расстоянии. Искусственную шероховатость необходимо выполнять с высокой точностью. Для этого используют станок ЧПУ, который производит электроэрозионную обработку. Так как обработка канавок происходит в автоматическом режиме, нам целесообразно разработать программу, благодаря которой это будет происходить с предельной точностью. Используя имитатор, отрабатывают программу нанесения искусственной шероховатости в канавках необходимого радиуса и угла закрутки. После того как программа будет отработана на имитаторе, можно переходить к выполнению искусственной шероховатости на детали.
Использование имитаторов является экономически выгодным, так как при неудачной обработке бракуется имитатор, а не практически готовая деталь.
Библиографическая ссылка
1. Технология производства жидкостных ракетных двигателей : учебник / под ред. В. А. Моисеева, В. А. Тарасова. М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2008. (Технологии ракетно-космического машиностроения).
© Дюкарев Ю. Ю., Назаров В. П., 2011
УДК 629.78(075.8)
Н. И. Зуев, К. А. Тасенко Научный руководитель - В. П. Назаров Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОСНАСТКИ ДЛЯ ГИДРО-ПНЕВМОИСПЫТАНИЙ УЗЛОВ И АГРЕГАТОВ РАКЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
Рассмотрены требования к технологической оснастки для испытаний на прочность и герметичность узлов и агрегатов ракетных двигателей (РД). Приведены варианты проектирования современных технологических приспособлений для испытаний.
Испытания на прочность и герметичность - это один из способов повышения надежности, которая является главной характеристикой ракетных двигателей. Надежность - свойство объекта сохранять во
времени в установившихся пределах значения всех параметров.
Прочность и герметичность относятся к важнейшим элементам обеспечения надежности.
Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки
С целью проверки герметичности проводят пнев-моиспытания. Основным методом испытаний узлов и агрегатов РД является метод «аквариума» - погружение в жидкость испытуемого объекта, находящегося под давлением сжатого газа. Если после выдержки объекта в жидкости в течение 3-5 мин не наблюдается выделение пузырьков, объект считается герметичным.
Для проверки изделия на прочность проводят гидравлические испытания. Во внутреннюю полость подается жидкость под давлением, превышающим на 25 % максимальное рабочее давление. При этом узел находится в бронекамере [2]. Для проведения пневмо-гидроиспытаний используют специальную технологическую оснастку.
Основными требованиями, предъявляемыми к оснастке, являются:
- прочность и герметичность корпусных деталей и стыков после сборки и сварки;
- герметичность всех подвижных и неподвижных уплотнений;
- обеспечение требуемых параметров испытаний;
- стойкость применяемых материалов к агрессивным средам;
- точность обработки внутренних поверхностей;
- обеспечение заданной шероховатости поверхностей [1].
В докладе рассмотрены вопросы проектирования и расчета современных технологических приспособлений для пневмогидроиспытаний корпусных сборочных единиц электропневмогидроклапанов (ЭПГК) ракетных двигателей.
Электропневмогидроклапан предназначен для выполнения следующих задач:
- обеспечения подачи топлива в газогенератор и камеру сгорания;
- подачи и сброса управляющего газа в пневмок-лапаны и агрегаты двигателя;
- подачи газообразного кислорода в управляющие двигатели и двигатели осевой перегрузки;
- консервации кислородных баллонов ВДУ в полете и после их зарядки газообразным кислородом на наземной зарядной станции.
В результате анализа существующих конструкций разработана схема и оснастка для испытаний.
В конструкцию оснастки входят переходник и заглушка, которые согласно схеме устанавливаются на изделие. Испытания проводятся давлением Р = 4,5 кгс/см2.
При проектировании оснастки были проведены расчеты допускаемых напряжений смятия резьбы, среза резьбы, а также расчет напряжения разрыва заглушки. Расчет выполнялся с использованием следующих математических зависимостей [3]:
шз
^см ¡12 ц!
' - напряжение смятия резьбы; _ напряжение среза резьбы;
жЮ -0; 1 _ расчет на ра !рыв.
где 0> - расчетная нагрузка; - шаг резьбы; Н - длина резьбы; ё - внутренний диаметр резьбы; й1 - наружный диаметр резьбы.
В качестве уплотняющего элемента для заглушки выбрана прокладка ВТП-1В, обеспечивающая необходимое уплотнение и герметичность. Для переходника выбрано стандартное кольцо. На наружную резьбу предусмотрено кадмиевое покрытие обеспечивающее уменьшение трения контактирующих деталей, изготовленных из стали 12Х18Н10Т.
Для безопасного монтажа кольца на переходник применяется переходная втулка. Во избежание повреждения уплотнения, монтаж переходника проводится с использованием монтажного кольца.
Пневмогидроиспытания являются важной частью технологического процесса, поэтому применяемая оснастка для испытаний должна быть высокого качества и обеспечивать высокие показатели прочности, надежности, герметичности. Только при соблюдении этих требований, испытания пройдут успешно, и партия изделий будет принята заказчиком.
Библиографические ссылки
1. Моисеев В. А., Тарасов В. А., Колмыков В. А. Технология производства жидкостных ракетных двигателей : учебник. М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2008.
2. Испытания жидкостных ракетных двигателей / под ред. акцией д-ра техн. наук проф. В. Я. Левина, М. : Машиностроение, 1981.
3. Муравейко Г. К. Инструкция по проектированию технологической оснастки для пневматических и гидравлических испытаний. 1968.
© Зуев Н. И., Тасенко К. А., Назаров В. П., 2011
Схема технологической оснастки для испытаний корпуса ЭПГК
