Совершенствование технологии изготовления металлокерамических узлов авиационной техники Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Секция «Проектирование машин и робототехника»

УДК 621.791

С. И. Пономарев, С. П. Ереско, Т. Т. Ереско Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕТАЛЛОКЕРАМИЧЕСКИХ УЗЛОВ АВИАЦИОННОЙ ТЕХНИКИ

Предоставлены результаты исследований по разработке новых технологий в рамках выполнения Федеральной космической программы России на 2006-2015 годы.

В основные задачи Федеральной космической программы России на 2006-2015 годы входит обеспечение создания изделий ракетно-космической техники с характеристиками мирового уровня, в том числе проведение исследований по определению технического облика перспективных космических комплексов и систем различного назначения, разработке новых технологий решения целевых задач [1].

В Сибирском государственном аэрокосмическом университете проводятся работы по исследованию возможности соединения жаропрочных материалов с высокотемпературной керамикой методом диффузионной сварки, разработке технологического процесса и оснастки, обеспечивающих получение узлов с заданными свойствами. Разрабатываемые технологии проектируется использовать при изготовлении ответственных узлов, работающих в окислительных средах при высоких температурах, например газовых турбин турбонасосных агрегатов ракетных двигателей. Технические характеристики ракетных двигателей в значительной мере зависят от экономичности турбона-сосных агрегатов.

Во время проведения исследовательских работ:

• выработан комплекс конструктивно-технологических мероприятий по обеспечению повышения ресурса работы элементов конструкции газовой турбины - изготовление одной из деталей (ротор) из материала, обеспечивающего максимальную скорость отвода тепла (нитрид кремния), а элемент конструкции, несущий механические нагрузки (вал), - из прочного материала (жаропрочный сплав);

• спроектирована и опробована установка для отработки режимов диффузионной сварки нитрид кремния + жаропрочный сплав [2];

• в ходе реализации выбранного технологического процесса диффузионной сварки в оперативном плане для решения задачи поднастройки техпроцесса в ручном или автоматическом режиме построена модель техпроцесса диффузионной сварки, которая опирается на алгоритм, использующий методы вычисления в среде непротиворечивых факторов [3];

• разработана технология получения неразъёмного соединения нитрид кремния + жаропрочный сплав 07Х16Н6Ш обеспечивающий получение прочных соединений [4];

• проведены исследования полученного металло-керамического соединения;

• разработана блок-схема обучающего алгоритма адаптивного управления автоматизированным оборудованием, составленным на основании условий генерации управляющей программы непосредственно в

процессе обработки по результатам текущих данных в момент осуществления технологического процесса диффузионной сварки [5];

• изготовлена специальная оснастка для изготовления газовой турбины (см. рисунок).

Приспособление для получения газовой турбины: 1 - основание; 2 - ротор; 3 - стержень; 4 - направляющая;

5 - прижим; 6 - вал; 7 - прокладка.

В настоящее время проводятся работы по совершенствованию технологии изготовления металлоке-рамических узлов применительно к газовым турбинам различных конструкций и влияния технологических режимов диффузионной сварки на рабочие характеристики получаемых соединений.

Библиографические ссылки

1. Федеральная космическая программа России на 2006-2015 годы с изменениями, утвержденными постановлением Правительства Российской Федерации от 31 марта 2011 г. № 235. Утв. постановлением Правительства Российской Федерации от 22 октября 2005 г. № 635. КонсультантПлюс.

2. Пономарев С. И., Ереско С. П. Построение модели технологического процесса диффузионной сварки // Решетневские чтения : материалы XV Между-нар. науч. конф. ; СибГАУ. Красноярск, 2011.

3. Патент № 93722 Российская Федерация МПК В23К20/26 Установка для получения металлокерами-ческих изделий / С. И. Пономарев, С. П. Ереско, Т. Т. Ереско.; заявитель и патентообладатель Сибирский государственный аэрокосмический университет. Зарегистрирован 10.05.2010.

4. Патент № 2433026 Российская Федерация МПК: В23В20/00 Способ соединения жаропрочного сплава на кобальтовой основе с керамикой на основе

Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки

нитрида кремния / С. И. Пономарев, С. В. Прокопьев С. П. Ереско, Т. Т. Ереско ; заявитель и патентообладатель Сибирский государственный аэрокосмический университет. Зарегистрирован 10.11.2011.

5. Пономарев С. И., Ереско С. П. Управление автоматизированным оборудованием диффузионной

сварки // Решетневские чтения : материалы XVI Междунар. науч. конф. ; СибГАУ. Красноярск, 2012.

© Пономарев С. И., Ереско С. П., Ереско Т. Т., 2013

УДК 621.01

А. Н. Смирнов, П. Н. Смирнов Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ КИНЕМАТИКИ РЫЧАЖНЫХ МЕХАНИЗМОВ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ МЕТОДОМ ОДНОРОДНОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ КООРДИНАТ

Для механизма параллельной структуры типа «триглайд» выполнен кинематический анализ и определены координаты подвижной платформы, на которой может быть установлен инструмент или измерительное устройство. Приведены алгоритмы и порядок вычислений.

В машиностроении активно развиваются исследования по проектированию и созданию новых типов технологического оборудования - роботов-станков параллельной структуры [1]. Они создаются на основе механизмов с замкнутой кинематической цепью и имеют от трех до шести степеней подвижности. Для обеспечения эффективного управления инструментом робота-станка необходимо построить математическую модель зависимости возможных положений и перемещений инструмента и подвижной платформы, на которой установлен инструмент, от обобщенных координат.

Рассмотрим порядок построения и результаты определения положения подвижной платформы для механизма с тремя степенями свободы, приведенного на рисунке.

темойXOY. В данном случае zB = 0, yB = 0. Определим закон изменения xB, координаты точки В.

Опустим перпендикуляр АС из точки А и обозначим угол а - угол между шатуном и направляющей (рис. 1). Тогда

xB = lOA cos Ф + A sin а . (1)

Найдем зависимость между углами ф и а. AC = lOA sin ф = lAB sin а, и

(

а =arcsin

In

\

— sin ф

V1ab у

(2)

Подставив (2) в (1) с учетом, что sin2 x + cos2 x = 1,

получим точное решение

I,

xb = loa cos Ф + 1авА1 - ~t sin ф.

V '

oa

2

ab

(3)

График изменения координаты xB при lOA = 0,1 м и lAB = 0,4 м приведен на рис. 2.

Рис. 1. Кинематическая схема механизма «триглайд»

Механизм состоит из трех ползунов А0, В0 и С0, перемещающихся по направляющим. Ползуны содержат цилиндрические шарниры, оси которых перпендикулярны осям направляющим.

Выберем правую систему координат ХУ2. При рассмотрении плоского механизма ограничимся сис-

угол звена 1, градусы

Рис. 2. График изменения координаты выходного звена в зависимости от угла поворота ведущего звена

Библиографическая ссылка

1. Рыбак Л. А. Эффективные методы решения задач кинематики и динамики робота-станка параллельной структуры. М. : Физматлит, 2011. 148 с.

© Смирнов А. Н., Смирнов П. Н., 2013

0,6

0,3

5 0,2

0,1

0