Національний аерокосмічий університет

ім. М.Є. Жуковського “Харківський авіаційний інститут”

ЖДАНОВ ОЛЕКСАНДР АНДРІЙОВИЧ

УДК 621. 95. 47

ТЕРМОІМПУЛЬСНІ ТЕХНОЛОГІЇ ОЧИСТКИ ПОВЕРХОНЬ ДЕТАЛЕЙ АГРЕГАТІВ АВІАЦІЙНИХ ДВИГУНІВ

Спеціальність: 05.07.04 – технологія виробництва

літальних апаратів

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Харків 2003

Дисертацєю є рукопис.

Робота виконана на державному підприємстві Харківський машинобудівний завод „ФЕД” і в Національному аерокосмічному університеті ім. М.Є.Жуковського „Харківський авіаційний інститут”

Науковий керівник: | доктор технічних наук, професор

Кривцов Володимир Станіславович, завідувач

кафедри технології виробництва літальних апаратів Національного аерокосмічного університету „ХАІ”

Офіційні опоненти: |

доктор технічних наук, професор

Мовшович Олександр Якович, головний інженер Харківського науково-дослідного інституту технології машинобудування, м.Харків;

кандидат технічних наук Жеманюк Павло Дмитрович, головний інженер ВАТ “Мотор Січ”, м. Запоріжжя

Провідна установа: | ВАТ "Український науково-дослідний інститут авіаційної технології" Міністерства промислової політики України, м. Київ

Захист відбудеться 25 грудня 2003 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.062.04 в Національному аерокосмічному університеті ім. М.Є. Жуковського “ХАІ” за адресою: 61070, м. Харків, вул. Чкалова, 17.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного аерокосмічного університету ім. М.Є. Жуковського „ХАІ” за адресою: 61070, м. Харків, вул. Чкалова, 17.

Автореферат розіслано 22 листопада 2003 р.

Вчений секретар спеціалізованої

вченої ради к.т.н., професор Г.Л.Корнілов

Загальна характеристика роботи

Актуальність роботи. Робота присвячена дослідженню, розробці та впровадженню технології й устаткування для термоімпульсної очистки поверхонь деталей гідропаливних агрегатів літальних апаратів від технологічних забруднень при механічній обробці.

Близька до абсолютної, надійність роботи агрегатів літальних апаратів закладається в процесі обґрунтування схемних, конструктивних і технологічних рішень; забезпечується у виробництві комплексом технологічних процесів при обробці, складанні, технічному контролі та випробуваннях; реалізується і підтримується в експлуатації.

Основні показники надійності гідравлічних і паливних агрегатів – довговічність, що характеризується ресурсом, безвідмовність і збережність. Такі показники, як ресурс і безвідмовність, забезпечуються у виробництві, а проявляються в умовах експлуатації. Паливні та гідравлічні агрегати літальних апаратів мають велику кількість різних за конструкцією та призначенням золотникових і плунжерних пар. По суті надійність агрегатів визначають високоточні елементи конструкції – золотникові та плунжерні пари. Необхідною умовою безвідмовної роботи є висока стабільність сил тертя в даних парах, для чого слід забезпечити якісну очистку та запобігання технологічним забрудненням поверхонь і кромок деталей. Попадаючи в зазори між робочими поверхнями прецизійних пар, тверді частинки викликають підвищення сил тертя, задирки і заклинювання тертьових пар, інтенсивний знос або зарощування зазорів. Причому, чим точніше механізм, тим він чутливіше до цих частинок. Основною причиною відмов є перевищення норм з масової концентрації, а не щодо розмірів частинок. При цьому концентрація частинок, які не утримуються бортовими фільтрами, поступово збільшується від початкового на порядок і більше.

Гранулометричний аналіз твердих частинок, виявлених у порожнинах і на поверхнях деталей агрегатів літальних апаратів, показав, що домінуючими є металеві і що розкид розмірів металевих частинок – від сотих часток до 200 мікронів. Найбільш масові частинки (більше 95%) мають величину менше 10 мікронів, із них більше 98 % частинок - розміри менше 5 мікронів.

Збільшення концентрації твердих частинок у два рази приводить до того, що напрацювання агрегатів зменшується в чотири рази. Ресурсні випробування золотникових агрегатів, які мають напрацювання 6000 годин при стабільній чистоті робочих рідин (8-й клас) лабораторних стендів, показали, що з погіршенням чистоти робочих рідин в експлуатації в 12 раз напрацювання на відмову знижується в 144 рази, тобто складає 40...50 годин.

Проблема технологічної очистки високоточних машин і механізмів, які мають пари тертя, є актуальною для всього машинобудування. Тому інтерес до обробно-очисних технологій у високорозвинених у промисловому відношенні країнах не зменшується протягом останніх 30 років. За останні 10 років кількість обробно-очисних методів збільшилася з 80 до 110 і на порядок більше - моделей устаткування для їх реалізації. При цьому вони не вирішують проблем агрегато -будування. Це свідчить як про актуальність, так і про складність вирішення розглядуваної проблеми.

У нашому виробництві доцільно використовувати універсальні методи і устаткування, які, об’єднуючи свої можливості, можуть забезпечити очистку 100% деталей в умовах багатономенклатурного виробництва при мінімальній кількості методів і типажу устаткування. Найбільш перспективним є термоімпульсний метод, в якому використовуються як інструмент детонуючі газові суміші.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертація виконувалася у рамках держбюджетної наукової теми кафедри технології виробництва літальних апаратів Національного аерокосмічного університету „ХАІ”

№ Г 104 – 5/00 на 2000-2002 рр. "Методологія системного аналізу і сінтезу утворення сучасних інтегрованих технологій точного формотворення поверхонь складної геометрії за допомогою удару твердого тіла та потоків енергії висової щільності" (держреєстрація № 0100U003448) та по договору з Міністерством машинобудування, ВПК та конверсії №7020/07 від 26.10.1992 р. на 1992-1996 рр.

Мета і задачі дослідження. Метою дисертаційної роботи є розробка технологічного процесу термоімпульсної очистки поверхонь прецизійних деталей агрегатів літальних апаратів та їх двигунів.

Для досягнення цієї мети було поставлено та вирішено такі задачі:

1) розробити математичну модель процесу термічного впливу на поверхню деталей і мікрочастинки, провести теоретичне дослідження процесу нагрівання елементів деталей;

2) розробити методику та провести дослідження мікрочастинок на поверхнях зразків деталей;

3) здійснити експериментальні дослідження процесу термоімпульсної очистки зразків і деталей гідроагрегатів;

4) розробити типовий технологічний процес термоімпульсної очистки поверхонь стальних деталей;

5) розробити рекомендації щодо проектування устаткування, в яких реалізуються нові технології;

6) виконати техніко-економічний аналіз нових технологій і визначити область застосування одержаних результатів.

Об'єкт дослідження. Промислова чистота деталей прецизійних агрегатів літальних апаратів та двигунів.

Предмет дослідження. Термоімпульсні технології очистки поверхонь деталей агрегатів авіаційних двигунів і літальних апаратів. Поверхні зразків і деталей після механічної обробки й термоімпульсної очистки.

Методи дослідження. Як методи дослідження технологічних процесів використовували такі:

Аналітичні з використанням рішень диференціального рівняння теплопровідності для двовимірного простору методом інтегральних перетворень Фур’є та Лапласа. Отримані аналітичні рішення взяті за основу для створення фізико-математичної моделі нагрівання поверхонь деталей при використанні газових сумішей. Така модель використовувалася для чисельних експериментів.

Експериментальні дослідження проводилися в лабораторних і заводських умовах на спеціально створених стендах і промислових установках, оснащених вимірювальним комплексом для реєстрації процесів, що швидко проходять. Метою цих експериментів була перевірка результатів теоретичних досліджень, вивчення технологічних особливостей термоімпульсної очистки й технічних характеристик обладнання. Досліджено моделі-зразки і реальні деталі паливних агрегатів. Для оцінки якості очистки поверхонь використовувались профілеграфування, металографічні й мікродюраметричні дослідження.

Вирішення задач та обробку експериментальних результатів виконано на сучасній обчислювальній техніці.

Наукова новизна одержаних результатів. Встановлено закономірності процесу термоімпульсної очистки поверхонь деталей агрегатів літальних апаратів, що дозволяє прогнозувати результати обробки.

Розроблено моделі термоімпульсної технології очистки поверхонь прецизійних деталей авіаційних агрегатів, в яких ураховуються теплофізичні властивості матеріалів, розміри частинок, характеристика джерела тепла.

Розроблено науково обґрунтовані рекомендації щодо проектування устаткування для термоімпульсної очистки деталей від металевих частинок.

Розроблено робочий цикл процесу згоряння в камері установки моделі Т-15, який реалізує термоімпульсну очистку поверхонь.

Практичне значення одержаних результатів. Вперше розроблено автомати- зований процес термоімпульсної очистки внутрішніх і зовнішніх складнопро-фільних поверхонь прецизійних деталей агрегатів літальних апаратів, що дозволяє забезпечити очистку поверхонь, близьку до абсолютної. Визначено взаємозв’язок величини металевих частинок на поверхнях деталей з їх шорсткістю. Розроблено технічну характеристику устаткування та рекомендації щодо його проектування. Використання нової технології дало можливість збільшити ресурс агрегатів у два рази. Використання у виробництві літальних апаратів технології й устаткування для термоімпульсної очистки поверхонь складнопрофільних деталей з металів і сплавів після механічних видів обробки підтверджує високу ефективність.

Результати досліджень, одержані при виконанні дисертаційної роботи, використані при розробці технологічних процесів термоімпульсної очистки прецизійних деталей агрегатів авіаційних двигунів на Калузькому моторному заводі „КАДВИ”, ДП „Харківський машинобудівний завод ФЕД”.

Технологія й устаткування, що виготовляють на „КАДВИ” разом з ДП „ХМЗ ФЕД”, були в плані впровадження для авіаційної промисловості на основі наказу міністра № 300.

Особистий внесок здобувача. За темою дисертації опубліковано 11 наукових праць[1-11], у тому числи: 6 - у наукових журналах, 5 - у збірниках матеріалів і тез наукових конференцій. Основні результати були одержані автором самостийно. У той же час роботи [2-6, 11] опубліковані в співавторстві. У публі- каціях, які написані в співавторстві, особистий внесок здобувача складає: [2,3] - постановка задачі, аналіз числових результатів; [4,5] - ідея розробки технології очистки прецизійных деталей від мікрочастинок, основна частина наукових і технологічних розробок, одержання і аналіз числових та експериментальних результатів; [6, 11] – проведення теоретичних й експериментальних досліджень, аналіз результатів.

Апробація результатів дисертації. Матеріали, що увійшли в дисертацію, доповідалися та обговорювалися на: 6-й та 7-й міжнародних науково-технічних конференціях "Фізичні та комп'ютерні технології в народному господарстві" (м. Харків, 2002, 2003 рр.); міжнародній науково-технічній конференції "Проектування та виробництво літаків і вертольотів" (м. Харків-Рибаче, 2003р.); семінарах кафедр технології виробництва літальних апаратів і технології виробництва авіаційних двигунів Національного аерокосмічного університету ім. М.Є. Жуковського "ХАІ".

Публікації. Основний зміст дисертації викладено в 6 статтях і 5 доповідях.

Структура й обсяг роботи. Дисертація складається із вступу, п’яти розділів, основних висновків, додатків і списку використаних джерел із 140 назв. Роботу викладено на 120 сторінках машинописного тексту і містить 89 рисунків, 11 таблиць, 5 додатків.

Основний зміст роботи

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи, сфор- мульовано мету і задачі дослідження, показано новизну, практичну значущість і методи дослідження.

У першому розділі виконано аналіз особливостей виробництва агрега- тів літальних апаратів, стану проблеми очистки деталей в агрегатобудуванні, джерел забруднення поверхонь деталей у виробництві й систем в експлуатації. Наведено дані про величину знімання матеріалу твердою частинкою залежно від її розмірів і твердості матеріалу деталі. Надійність авіаційної техніки багато в чому залежить від якості виготовлення високоточних агрегатів і систем. Одним із найважливіших заходів щодо забезпечення високої якості авіаагрегатів є очистка поверхонь деталей (особливо внутрішніх пересічних каналів і порожнин) від технологічних забруднень. Слід відзначити, що якщо наявність мікрочастинок можна контролювати візуально в процесі виготовлення деталей, то мікрочастинки контролюють із використанням мікроскопів на поверхні відповідних фільтрів, спеціальних методів у потоці або проби робочої рідини. Ця обставина не дозволяє встановити джерела утворення мікрочастинок стандартними засобами вимірювання та контролю.

Огляд літератури, присвяченої технологіям обробки і очистки поверхонь, та їх аналіз стосовно до умов виробництва агрегатів показали, що із більш ніж 110 методів використовується всього декілька, в тому числі розроблений нами термоімпульсний.

Аналіз досягнень в області термохімічної й термоімпульсної обробки і технологічних можливостей існуючих методів дозволив сформулювати мету і задачі цієї роботи.

У другому розділі наведено експериментальні дослідження поверхневих шарів зразків деталей, що імітують стан поверхонь деталей агрегатів з величиною шорсткості від 40 до 0,02 мкм до і після термоімпульсної обробки. Метою цих досліджень було: виявлення мікрочастинок на поверхнях зразків, зіставлення їх розмірів з величиною шорсткості, одержання вихідних даних для розробки об’єктивного контролю видалення мікрочастинок шляхом порівняння величини шорсткості після механічних видів обробки і термоімпульсної очистки. Для досягнення цієї мети було розроблено програму та методику досліджень. Планування експерименту здійснювалося за методом крутого підіймання градієнта для визначення оптимальних умов проведення експериментів. Результати вимірювань фіксувалися в паспорті кожного зразка. Використання теорії математичного планування експерименту дозволило визначити кількість зразків для виконання програми робіт.

Зразки були виготовлені з вуглецевої сталі 45, що зміцнюється на поверхні, щоб визначити вплив технологічного нагрівання на структуру матеріалу. На рис. 1, а,б показано типові поверхні до і після термоімпульсної очистки. На рис. 2,а,б демонструються відповідні типові профілограми шорсткості.

Рис.1. Типові поверхні: після чистового шліфування (а) і після

термоімпульсної очистки (б) |

а | б

Рис. 2. Профілограми зразка деталі до і після термоімпульсної обробки:

а – =1,86...1,94 мкм; б – =1,12...1,28 мкм

Встановлено, що величина забруднюючих металевих частинок є спільномірною з величиною шорсткості й контроль очистки поверхні від металевих мікрочастинок можна здійснювати, спостерігаючи за зміною шорсткості. У діапазоні вибраних параметрів термоімпульсної обробки в структурі матеріалу зразків змін не відбулося. Ефективність очистки залежить від часу скидання продуктів згоряння, який, в свою чергу, зумовлений розмірами ліквідів, теплофізичними властивостями матеріалів.

У третьому розділі представлено математичну модель процесу термо- імпульсної очистки поверхні від мікрозадирок і мікрочастинок, яка дає можливість моделювати нагрівання поверхні при зміні розмірів елементів деталі, теплофізичних властивостей матеріалів, часу обробки та характеристики джерела тепла. Поставлену мету було досягнуто шляхом вирішення диференціального рівняння теплопровідності для двовимірного простору. Для розв'язання рівняння застосовувалися інтегральні перетворення Лапласа і Фур'є. Спочатку були знайдені розв'язки для зображень функцій, а потім за допомогою таблиць визначені оригінали функцій.

Розглянемо етап імпульсного нагрівання моделі

+ (1)

за крайових умов

(2) , (3) , (4)

где , - дельта-функція Дірака, P(x)= (з умови симетричності теплового потоку через границю у=0 випливає гранична умова (3), а функцію Р(х) можна задати у вигляді P , тобто розглядати не півплощину, а чверть площини).

На другому етапі нагрівання масиву деталі (квазіпостійним джерелом тепла) задачу формулюємо таким чином.

Диференціальне рівняння теплопровідності

(5)

з крайовими умовами: T(x,y,0)=T, (6), , (7),. (8)

Введемо нову функцію V(x,y,), таким чином: T(x,y,0) - T =V(x,y,). (9)

Початкове рівняння має вигляд V(x,y,0) = 0 . (10)

Було одержано аналітичну залежність

|

(11)

Ця аналітична залежність дозволяє моделювати процес нагрівання поверхні деталі в імпульсному режимі, при використанні джерела тепла постійної потужності й у комбінованому режимі з урахуванням енергоємності горючих сумішей.

Вирішення задачі оптимізації режимів термоімпульсної очистки зводиться до визначення умов, за яких мікрочастинки плавляться і видаляються, а матеріал поверхневого шару зберігає початковий стан. Тим більш важливим є зберігання початкових властивостей матеріалу при очистці високоточних деталей на фінішних операціях. Відомо, що час нагрівання і плавлення частинок залежить від теплофізичних властивостей матеріалу та їх геометричних розмірів і що мікрочастинки плавляться за мікросекунди, але також і швидко охолоджуються, осаджуючись на поверхнях деталей у вигляді кульок, які називаються в спеціальній літературі „бісером”. Тому при термоімпульсній очистці необхідно створити умови, що виключають створення бісеру, і не допустити структурних змін у матеріалі деталі. Це досягається в період дії імпульсного джерела тепла (ударних хвиль), при якій температура продуктів згоряння і матеріалу частинок вище температури плавлення.

Оптимальна величина теплового потоку (потужність джерела тепла) визначається теплофізичними властивостями матеріалу деталі й товщиною частинки, що видаляється, тобто прямо пропорційна часу перерозподілу температури по товщині частинки, яка видаляється, до рівномірної (час прогрівання). Реалізація умови суміщення часу прогрівання з тривалістю періоду дії ударних хвиль дозволяє здійснювати обробку деталей при мінімальній потужності джерела тепла, отже, з мінімальним нагріванням поверхонь деталі. На рис. 3 і 4 показано розрахунковий режим нагрівання при оптимальній потужності джерела тепла.

Рис. 3. Товщина частинки – 20 мкм. Сталь. Оптимальна потужність дже- рела | Рис. 4. Товщина шару – 10 мкм. Сталь. Оптимальна потужність дже-

рела

Крім того, регулювання за часом забезпечує самоорганізацію процесу очистки, оскільки після затухання ударних хвиль густина теплового потоку зменшується на декілька порядків і обробка автоматично припиняється. Оплавлення ліквідів при цьому відбувається до заданої товщини.

У четвертому розділі досліджено технологічні режими очистки поверхонь складнопрофільних, високоточних деталей авіаційних агрегатів чисельними експериментами і дослідним шляхом. При відомій товщині ліквідів, що видаляються, їх плавлення забезпечується багаторазовими тепловими імпульсами відносно малої потужності, але з більшою заданою частотою. Вплив темпу нагрівання поверхні золотника і частинки показано на рис. 5-8.

Рис. 5. Нагрівання з малою

частотою

Рис. 7. Нагрівання з високою

частотою

Рис. 6. Нагрівання з малою

частотою

Рис. 8. Нагрівання з високою

частотою

Масивні елементи деталі поглинають тепло перерозподілом по всій масі, ліквіди при вибраному темпі нагрівання накопичують тепло значно швидше, ніж втрачають. Металографічні дослідження повністю підтверджують результати розрахунків. При оптимальних режимах структурних змін не відбувається. На рис. 9 показано типову осцилограму процесу термоімпульсної очистки поверхонь деталей агрегатів літальних апаратів. На рис.10 зображено профіль кромки і структура матеріалу золотника до і після термоімпульсної очистки.

Рис. 9. Типова осцилограма процесу очистки: 1 – зміна тиску

в камері; 2 – зміна температури зразка

а | б

Рис. 10. х500. Кромка золотника: а – до термоімпульсної очистки;

б – після термоімпульсної очистки

Округлення кромок відбувається рівномірно з постійним радіусом і залежить від режимів очистки.

Металографічні дослідження матеріалу деталей до і після термоімпульсної очистки поверхонь золотників від мікроліквідів, а також контроль розмірів не виявили відхилень від початкового стану і причин, які перешкоджають використанню нової технології у виробництві деталей гідропаливних агрегатів літальних апаратів.

У п’ятому розділі наведено результати розробки і впровадження технології й устаткування для термоімпульсної очистки поверхонь деталей агрегатів літальних апаратів, зроблено оцінку їх ефективності, показано перспективу використання технології очистки поверхонь деталей. Розроблено типовий технологічний процес очистки поверхонь. Дано рекомендації щодо вибору режимів термоімпульсної очистки. Викладено основи нової технології очистки деталей.

В основу узгодження технічних характеристик устаткування з режимами термоімпульсної очистки покладено закономірності теплообміну при детонаційному згорянні газових сумішей в камері постійного об’єму.

Вибір режимів очистки поверхонь від металевих ліквідів здійснюють в такій послідовності:

- визначають характеристику деталі по кресленню і технологічному процесу;

- розраховують зміну усталеної температури залежно від товщини частинки;

- розраховують зміну часу прогрівання залежно від товщини частинки;

- перевіряють нагрівання поверхонь деталі;

- визначають вихідні дані для налагодження устаткування;

- погоджують характеристики устаткування з характеристикою деталі шляхом підбору конструкції тари – пристрою і хімічного складу горючої суміші;

- визначають завантаження робочої камери, параметри горючої суміші та час скидання продуктів згоряння.

Як установлено, регульованими технологічними параметрами є час підведення тепла до деталей і потужність джерела тепла. Необхідна умова якісної очистки поверхонь деталей гідропаливних агрегатів – точне узгодження характеристик джерела тепла (устаткування) з технологічними режимами, обумовленими характеристикою деталі. Виконати умови обробки, що забезпечують потрібну якість очистки деталей агрегатів, можна лише за умов регулювання часу, що дозволяє зробити установка моделі Т-15. Комплекс теоретичних і експериментальних досліджень термоімпульсної очистки поверхонь зразків і деталей авіаційних агрегатів дозволив створити базу для розробки технологічних процесів для агрегатного виробництва. На рис. 11 показано алгоритм вибору режимів.

Рис.11. Алгоритм вибору режимів

У роботі показано виробничу дільницю на ДП „ХМЗ ФЕД”. Техніко-економічний аналіз нової технології показав, що економічний ефект створюється шляхом збільшення ресурсу і надійності виробів. Крім того, різко знижуються витрати на підготовку виробництва нових виробів. Впровадження результатів роботи на ДП „ХМЗ ФЕД” показав річну економічну ефективність 1250 000 гривень при очистки деталей п’яти агрегатів ГП 23-4 і десяти НР.

ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ ПО РОБОТІ

Основним результатом дисертаційної роботи є вирішення важливої науково-технічної проблеми, яка має велике народногосподарське значення і пов'язана зі

створенням науково обгрунтованої гнучкої, автоматизованої технології, а також обладнання для очистки прецизійних деталей авіаційних агрегатів, які забезпечують значне збільшення ресурсу й надійності виробів, і підвищення конкурентоспромо-

жності.

Таким чином, у дисертації одержані такі нові наукові результати:

1. У роботі проаналізовано стан проблеми очистки деталей гідро-паливних агрегатів літальних апаратів і наведено порівняльну характеристику методів очистки поверхонь і кромок деталей.

2. Розроблено методику дослідження поверхневого шару деталей, що дає можливість виявляти мікрочастинки після механічної обробки.

3. Виконано комплекс експериментальних досліджень поверхневого шару зразків деталей з використанням теорії планування експерименту. Одержані результати вперше дозволили класифікувати мікроліквіди і визначити засоби контролю очистки поверхонь за зміною величини мікро- нерівностей.

4. Розроблено фізико-математичну модель нагрівання поверхонь деталі з урахуванням характеристики детонуючих газових сумішей, теплофізичних властивостей оброблюваного матеріалу та характеристики джерела тепла, що дало можливість визначити діапазон параметрів обробки для якісної обробки стальних деталей.

5. Проведено експериментальну перевірку теоретичної моделі процесу очистки, одержано задовільну збіжність результатів. Виконана ідентифікація моделі процесу дозволяє використовувати її в умовах виробництва для розробки технологічних процесів в агрегатному виробництві.

6. Виконано теоретичні й експериментальні дослідження термо- імпульсного процесу очистки деталей агрегатів із типових представників матеріалів (сталь45, сталь 12Х18Н10Т, Ал9 і та ін.), на базі яких розроблено нову гнучку технологію термоімпульсної очистки поверхонь прецизійних деталей.

7. Розроблено типовий технологічний процес термоімпульсної очистки деталей агрегатів.

8. Розроблено рекомендації щодо проектування устаткування і оснастки.

9. Виконано техніко-економічний аналіз нових технологій і устаткування та визначено перспективні області їх використання.

10. Результати реалізовані на ДП „Харківський машинобудівний завод ФЕД” та АТ „КАДВИ”, Росія.

Основний зміст дисертації опубліковано в таких роботах:

1. Жданов А.А. Обеспечение качества гидротопливных агрегатов летательных аппаратов за счет новых технологий //Технологические системы .– 2002. – № 5. – С. 9-13.

2. Жданов А.А., Дыбский П.А., Лосев А.В. Параметры МКЭ модели для импульсной очистки поверхностей металлических деталей // Вестник Национального технического университета „ХПИ”. –2002. –№ 19. – С. 146-152.

3. Жданов А.А., Лосев А.В. Математическая модель процесса нагрева поверхностей деталей при термоимпульсной обработке //Вісник Харківського державного технічного університету сільського господарства. – 2003. – Вип. 18. – С. 22-27.

4. Лосев А.В., Жданов А.А., Сломинская Е.Н. Сравнительный анализ существующих методов и выбор очистки поверхностей деталей авиационных агрегатов // Авіаційно-космічна техніка і технологія. – Х., ХАІ.– 2003.– Вип.1. – С. 108-116.

5. Жданов А.А., Кривцов В.С. Термоимпульсная технология очистки поверхностей деталей агрегатов авиационных двигателей // Авіаційно-космічна техніка і технологія. – Х., ХАІ. – 2003. – Вип. 2. – С. 77-87.

6. Жданов А.А., Лосев А.В. Технологии термоимпульсной отделки поверхностей прецизионных деталей в авиационной промышленности и численные исследования // Открытые информационные и компьютерные технологии. –Х., НАКУ “ХАИ”. – 2003. – Вып. 19. – 47-57.

7. Жданов А.А. Перспективы применения высокоскоростного резания материалов // Физические и компьютерные технологии в народном хозяйстве: 6-я Международная научно-техн. конф. – Х., 10 октября, 2002. – С. 69-70.

8. Жданов А.А. Научная школа машиностроительного завода "ФЭД" // Физические и компьютерные технологии в народном хозяйстве: 7-я Международная научно-техн. конф. – Х., 27-28 мая, 2003. – С. 14-16.

9. Жданов А.А. Сравнительный анализ существующих методов для отделки поверхностей деталей гидротопливных агрегатов // Физические и компьютерные технологии в народном хозяйстве: 7-я Международная научно-техн. конф. – Х., 27-28 мая, 2003. – С. 69-74.

10. Жданов А.А. Обеспечение промышленной чистоты гидротопливных агрегатов в производстве // Проектирование и производство само-летов и вертолетов: Международная научно-техн. конф. – Харьков-Рыбачье, 2003.- С.36.

11. Жданов А.А., Лосев А.В. Исследование процесса термоимпульсной очистки поверхностей прецизионных деталей // Проектирование и производство само-летов и вертолетов: Международная научно-техн. конф. – Харьков-Рыбачье, 2003.- С.32.

Анотація

Жданов О.А. термоімпульсні технології очистки поверхонь деталей агрегатів авіаційних двигунів. – Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня канди- дата технічних наук за спеціальностю: 05.07.04 - технологія виробництва літальних апаратів. – Національний аерокосмічний університет ім. М.Є. Жуковського „ХАІ” Міністерство освіти та науки України, Харків, 2003.

Дисертація присвячена вирішенню проблеми забезпечення надійності й високого ресурсу авіаційних агрегатів. Визначено і проаналізовано джерела технологічних забруднень. Розроблено теоретичну модель процесу нагрівання поверхонь деталей при плавленні ліквідів та науково обґрунтовану методику вибору режимів для очистки складно профільних прецизійних деталей в умовах багато номенклатурного, дрібносерійного виробництва. Розроблено рекомендації щодо проектування устаткування та пристроїв та типовий технологічний процес. Створено виробничу дільницю для термоімпульсної очистки деталей і визначено перспективи використання нової технології.

Ключові слова: термоімпульсний метод, ліквіди, частинки, очистка, температурне поле, горюча суміш, детонація, імпульсне джерело тепла, продукти згоряння, час прогрівання.

Аннотация

Жданов А.А. Термоимпульсные технологии очистки поверхностей деталей агрегатов авиационных двигателей. – Рукопись. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности: 05.07.04 - технология производства летательных аппаратов.- Национальный аэрокосмический университет им. Н.Е. Жуковского "ХАИ", Харьков, 2003.

Актуальность проблемы обеспечения надежности и высокого ресурса авиаци-онных агрегатов обусловлена специфическими условиями эксплуатации летатель-ных аппаратов, заключаю-щимися в сверхзвуковых скоростях, высоких перепадах давлений и температур и т. п., при минимальной массе изделий. Поэтому высокое качество гидротопливных агрегатов летательных аппаратов закладыва-ется в про-цессе обоснования схемных, конструктивных и технологических реше-ний, обеспе-чивается в производстве комплексом технологических процессов при обработке, сборке, техническом контроле и испытаниях, реализуется и поддержи-вается в экс-плуатации.

Топливные и гидравлические агрегаты ле-тательных ап-паратов имеют боль-шое количество различных по конструкции и на-значению зо-лотниковых и плун-жерных пар. По существу надежность агрегатов определяют наиболее точные эле-менты конструкции – золотниковые и плунжер-ные пары. Попа-дая в зазоры между рабочими поверхностями прецизионных пар, твердые частицы могут вызвать уве-личение сил трения, задиры и закли-нивание трущихся пар, ин-тенсивный износ или заращивание зазоров. Причем, чем точнее механизм, тем он чувствительнее к этим частицам.

В работе приведен комплексный анализ состояния проблемы очистки деталей от технологических загрязнений с учетом особенностей авиационного агрегато-строения и определены пути ее решения. Определены и изучены источники техно-логических загрязнений. Выполнен обзор существующих технологий очистки кро-мок и поверхностей деталей и выбор наиболее перспективного метода удаления ли-квидов. Разработана теоретическая модель процесса нагрева поверхностей деталей при плавлении удаляемых ликвидов, позволившая установить закономерности тер-моимпульсной обработки при изменении размеров ликвидов и теплофизических свойств материалов. Разработана научно обоснованная методика выбора режимов, позволившая в условиях многономенклатурного, мелкосерийного производства гибко автоматизировать процесс очистки сложнопрофильных прецизионных дета-лей. Комплекс экспериментальных исследований подтвердил достоверность мате-матической модели, отсутствие изменений в структуре материалов на поверхностях обрабатываемых деталей при оплавленных и удаленных ликвидах. Разработаны ре-комендации для проектирования оборудования и приспособлений. Разработан ти-повой технологический процесс. Создан производственный участок для термоим-пульсной очистки деталей и определены перспективы применения новой техноло-гии.

Экономический эффект образуется за счет резкого повышения ресурса агрега-тов и их надежности.

Ключевые слова: термоимпульсный метод, ликвиды, частицы, очистка, температурное поле, горючая смесь, детонация, импульсный источник тепла, продукты сгорания, время прогрева.

The Summary

Zhdanov А.А. "Thermo-impulse technologies of cleaning of surfaces of aggregates parts of aircraft engines". – Manuscript. Thesis on competition for academic degree of candidate of engineering science on major 05.07.04 – Production process for manufacture of aircraft. - National Aerospace University by N.Y. Zukovski "KhAI" Ministry of Education and Science of Ukraine, Kharkiv, 2003.

Dissertation is dedicated to ensuring of aircraft aggregates reliability and high safe life. Comprehensive analysis of a problem of clearing of parts from technological contaminations is carried out. Sources of technological contaminations are defined and investigated. Theoretical model of part surface heating process during melting of liquids is elaborated. Scientifically justified principles of determination of parameters, which allows to atomize process of cleaning of precision parts with complex profile in condition of multinomenclature, small-scale manufacture are suggested. Recommendations for equipment and devices projection are developed. The industrial site for the thermoimpulse treatment of parts is built and perspectives of application of new technology are defined.

Key words: thermo-impulse method, liquids, particles, cleaning, temperature field, gas mixture, detonation, impulse heating source, combustion products, warming-up time.