CC BY
23Технология и ме%атронщр в машиностроении
3. Елисеев С. В., Хоменко А. П. Динамическое гашение колебаний: концепция обратной связи и структурные методы математического моделирования. Новосибирск : Наука, 2014. 357 с.
4. Концепция обратной связи в динамике механических систем и динамическое гашение колебаний [Электронный ресурс] / С. В. Елисеев, А. Н. Трофимов, Р. С. Большаков, А. А. Савченко // technomag.edu.ru: Наука и образование: электронное научно-техническое издание. 2012. № 5. URL. http:// technomag.edu.ru/doc/378353. html (дата обращения: 10.05.2012).
5. Елисеев С. В., Ковыршин С. В., Большаков Р. С. Особенности построения компактов упругих элементов в механических колебательных системах. Взаимодействия с элементами систем и формы соединения // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2012. Вып. 4(36). С. 61-70.
References
1. Eliseev S. V., Reznik Yu. N., Khomenko A. P., Zasyadko A. A. Dynamic synthesis in the generalized
problems of vibroprotection and a vibration insulation of technical objects. Irkutsk: publ. ISU, 2008. 523 p.
2. Eliseev S. V., Reznik Yu. N., Khomenko A. P. Mechatronics approaches in dynamics of mechanical oscillatory systems. Novosibirsk. Nauka. 2011. 384 p.
3. Eliseev S. V., Khomenko A. P. Dynamical absorbtion of oscillations: concept of feedback tie and structural methods of mathematical modelling. Novosibirsk. Nauka. 2014. 357 p.
4. Eliseev S. V., Trofimov A. N., Bolshakov R. S., Savchenko A. A. Concept of feedback tie in dynamics of mechanical systems and dynamical absorbtion of oscillations // technomag.edu.ru: Science and education: internet science-technical edition. 2012. № 5. URL. http:// technomag.edu.ru/doc/378353. html (data of apllication: 10.06.2015).
5. Eliseev S. V., Kovyrshin S. V., Bolshakov R. S. Features of creature of compacts of elastical elements in mechanical oscillation systems. Interactions with system elements and connection forms // Modern technologies. System analysis. Modeling. 2012. Iss. 4(36). P. 61-70.
© Большаков P. С., Нгуен Д. X., Выонг К. Ч., 2016
УДК 621.7.09
СПОСОБ ЭЛЕКТРОЛИТНО-ПЛАЗМЕННОЙ ОБРАБОТКИ ВНУТРЕННИХ ПРОСТРАНСТВЕННО-СЛОЖНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ РАЗЛИЧНОЙ КРИВИЗНЫ КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ ЖИДКОСТНЫХ РАКЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
А. Ю. Володин, Д. С. Заруба, Н. В. Величко
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: [email protected]
Рассматривается способ обработки внутренних пространственно-сложных поверхностей корпусных деталей центробежных насосов жидкостных ракетных двигателей и устройство для его осуществления.
Ключевые слова: электролитно-плазменная обработка, парогазовая оболочка, корпусные детали центробежных насосов, жидкостный ракетный двигатель.
METHOD OF ELECTROLYTE-PLASMA TREATMENT OF THE INTERNAL SPACE-COMPLEX SURFACES OF DIFFERENT CURVATURE OF BODY PARTS OF LRE CENTRIFUGAL PUMPS
A. Yu. Volodin, D. S. Zaruba, N. V. Velichko
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected]
The research deals with method of treating the internal space-complex surfaces of body parts in centrifugal pumps of liquid rocket engine and device for its realization.
Keywords: electrolyte-plasma treatment, combined cycle gas turbine shell, body parts of centrifugal pumps, liquid rocket engine.
Одной из главных задач развивающейся космонавтики становится создание мощных, экономичных и имеющих малый вес жидкостных ракетных двигателей (ЖРД). Важным требованием, предъявляемым к ЖРД, является повышение энергетических характери-
стик, уменьшение массы, габаритов двигателя при сохранении затрат на разработку и эксплуатацию. Для насосов и турбин жидкостного ракетного двигателя характерны большие окружные скорости, высокие значения удельной работы, агрессивные рабочие тела
<Тешетневс^ие чтения. 2016
и, что особенно важно, повышенные требования к кавитационной устойчивости насосов [1]. Износ трущихся поверхностей, зарождение трещин усталости, смятие, коррозионное и эрозионное разрушения, разрушение в результате кавитации - это процессы, протекающие на поверхности деталей и в некотором прилегающем к поверхности слое. В связи с этим качество поверхности является одним из важнейших факторов, обеспечивающих высокие эксплуатационные свойства деталей турбонасосных агрегатов, и обуслОвливается свойствами металла и методами обработки: механической, электрофизической, электрохимической, термической и т. д.
Улучшения качества шероховатости внутренних литейных поверхностей корпусных деталей, влияющее на энергетические параметры насосов турбона-сосного агрегата ЖРД, можно достичь методом элек-тролитно-плазменной обработки, основанным на плазменных и электрохимических процессах, возникающих в тонкой парогазовой оболочке у поверхности металла под действием высокого напряжения [2].
В данной работе рассмотрено устройство, позволяющее обработать изделие без применения специальной защиты наружных поверхностей в процессе обработки, которое содержит катод, представляющий собой токопроводящую вставку с выполненными отверстиями по сечению, анод, выполненный в виде фиксатора, установленного на выходной части изделия, фильтр, установленный за выходной частью изделия, электролитическую ванну, нагреватель, теплообменник и насос, осуществляющий постоянную циркуляцию электролита. Кроме того, электролитическая ванна и гибкие трубопроводы выполнены из то-конепроводящего или диэлектрического материала (см. рисунок).
Конструктивная схема устройства для электролитно-плазменной обработки внутренних пространственно-сложных поверхностей различной кривизны: 1 - обрабатываемое изделие; 2 - катод; 3 - анод; 4 - фильтр; 5 - электролитическая ванна; 6 - насос; 7 - теплообменник;
8 - регулятор расхода; 9 - нагреватель
На основании результатов, полученных при проведении экспериментальных исследований на образцах-имитаторах, установлено, что метод электролит-но-плазменной обработки с применением вышеука-
занной установки для обработки внутренних пространственно-сложных поверхностей различной кривизны корпусных деталей центробежных насосов ЖРД является наиболее эффективным и удовлетворяет всем требования при производстве деталей для создания кислородно-углеводородных жидкостных ракетных двигателей новых схем, для перспективных ракет-носителей, разгонных блоков и многоразовых транспортных космических систем.
Для совершенствования разработанного метода ведется разработка математической модели процесса электролитно-плазменной обработки как объекта управления в виде структуры из типовых динамических звеньев с переменными параметрами, что позволит рассчитывать траектории управления напряжением источника и температурой электролита и разрабатывать алгоритмы и системы оптимального управления процессом электролитно-плазменной обработки. Метод управления технологическим процессом элек-тролитно-плазменного полирования на основе контроля шероховатости поверхности и толщины съема поверхностного слоя позволит рассчитывать оптимальную траекторию управляющего напряжения на электролизере для минимизации энергопотребления и отклонения геометрических размеров деталей и определять момент окончания процесса при достижении требуемых свойств поверхности.
Рекомендации по практическому применению разработанной математической модели позволят проектировать турбонасосные агрегаты с высокими энергетическими характеристиками для кислородно-углеводородных жидкостных ракетных двигателей новых схем, для перспективных ракет-носителей, разгонных блоков и многоразовых транспортных космических систем.
Библиографические ссылки
1. Конструкция и проектирование жидкостных ракетных двигателей : учебник для студентов вузов / Г. Г. Гахун, В. И. Баулин, В. А. Володин и др. : под общ. ред. проф. Г. Г. Гахуна. М. : Машиностроение, 1989. 424 с.
2. Ясногородский И. 3. Электрохимическая и электромеханическая обработка металлов. М. : Машиностроение, 1971. 157 с.
References
1. Gaxun G. G., Baulin V. I., Volodin V. A. et al. Konstrukciya i proektirovanie zhidkostnyx raketnyx dvigatelej : uchebnik dlya studentov vuzov [Design and engineering of liquid rocket engines]. Moskow : Mashinostroenie, 1989. 424 p.
2. Yasnogorodskiy I. Z. Elektrohimicheskay i elektromehanicheskay obrabotka metallov [Electrochemikal and elektromechanic processing of metals]. Moskow : Mashinostroenie, 1971. 157 p.
© Володин А. Ю., Заруба Д. В., Величко Н. В., 2016
