Исследование отделочной обработки трактовых поверхностей лопаток турбовинтовых двигателей свободным абразивом с применением эффекта кавитации

Аннотация

В настоящее время одной из актуальных задач машиностроения является повышение производительности и стабилизация параметров качества при реализации процессов отделочной обработки поверхности деталей летательных аппаратов из материалов с особыми физико-механическими свойствами, в том числе имеющих сложную пространственную геометрию. К таким деталям относятся рабочие лопатки турбовинтовых двигателей, при отделочной обработке которых возникают дефекты теплозащитного покрытия, влияющие на эксплуатационные свойства летательного аппарата. Рабочие лопатки турбовинтовых двигателей имеют сложный профиль поверхности, что затрудняет их абразивную обработку инструментом на жесткой или гибкой связке, поэтому рассматривается процесс отделочной обработки свободным абразивом. Выполнено исследование процесса отделочной обработки свободным абразивом с применением эффекта вихревой кавитации трактовых поверхностей рабочих лопаток турбовинтовых двигателей после нанесения теплозащитного покрытия. Применение гидродинамических процессов, возникающих в условиях кавитации, способно обеспечить интенсификацию абразивной обработки и отсутствие теплонапряженности, а также минимизировать уровень ударных нагрузок. Полученные результаты отделочной обработки свободным абразивом указывают на возможность их применения для совершенствования технологических процессов производства серийных деталей летательных аппаратов

Работа выполнена при финансовой поддержке Фонда содействия инновациям и Правительства Пермского края

Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:

Асаев А.С., Дроздов П.А., Ситников И.В. и др. Исследование отделочной обработки трактовых поверхностей лопаток турбовинтовых двигателей свободным абразивом с применением эффекта кавитации. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2024, № 4 (151), c. 68--81. EDN: XZTXNX

Литература

[1] Ситников И.В., Максимов Д.А., Батраков В.Н. и др. Разработка жаростойкого термобарьерного покрытия для деталей газотурбинных двигателей и газотурбинных установок. Вестник ПНИПУ. Аэрокосмическая техника, 2022, № 68, с. 5--10. DOI: https://doi.org/10.15593/2224-9982/2022.68.01

[2] Асаев А.С. Разработка метода финишной обработки деталей машин свободным абразивом с применением эффекта присоединенной кавитации. Автореф. дис. ... канд. техн. наук. Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2016.

[3] Иванайский А.В., Асаев А.С., Мурог И.А. Финишная обработка линз и изделий из керамики свободным абразивом с применением эффекта кавитации. МИКМУС. М., ИМАШ РАН, 2020, с. 225--228. EDN: ZGKIAM

[4] Кнепп Р., Дейли Дж., Хеммит Ф. Кавитация. М., Мир, 1974.

[5] Федоткин И.М., Гулый И.С. Кавитация. Ч.1. Теория, расчеты и конструкции кавитационных аппаратов. Киев, Полиграфкнига, 1997.

[6] Радзюк А.Ю., Истягина Е.Б., Кулагина Л.В. и др. Современное состояние использования кавитационных технологий. Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов, 2022, т. 333, № 9, с. 209--218. DOI: https://doi.org/10.18799/24131830/2022/9/3623

[7] Клауч Д.Н., Овсеенко А.Н., Овумян Г.Г. и др. Технологические методы повышения качества изготовления и ресурса работы турбинных лопаток. Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова, 2008, № 4, с. 49--53. EDN: JVCWUP

[8] Иванайский А.В., Асаева Т.А., Асаев А.С. Технологический процесс финишной обработки деталей машин свободным абразивом с применением эффекта присоединенной кавитации. Технология машиностроения, 2016, № 5, с. 39--41. EDN: WZXPCH

[9] Asaev A.S., Frolova S.V., Glazunov M.S., et al. Finishing products from synthetic sapphire with the application of the vortex cavitation effect. AIP Conf. Proc., 2023, vol. 2700, no. 1, art. 020001. DOI: https://doi.org/10.1063/5.0137345

[10] Асаева Т.А., Иванайский А.В., Асаев А.С. К вопросу о динамических процессах в кавитационных машинах. Комплексные проблемы развития науки, образованияи экономики региона, 2016, № 1, с. 32--39. EDN: YQQQBB

[11] Тушинский Л.И. Механические свойства наноструктурных материалов. Технология металлов, 2009, № 2, с. 26--32.

[12] Суслов А.Г., Федонин О.Н., Медведев Д.М. Проектирование функционально ориентированных технологических процессов. Вестник машиностроения, 2019, № 9, с. 66--71. EDN: TDBHLR

[13] Averin N.V., Posalina A.E., Atamanov S.A., et al. Investigation of the effectiveness of the method of finishing the inner cylindrical surfaces of machine parts with a free abrasive using the effect of vibration cavitation. J. Phys.: Conf. Ser., 2021, vol. 1889, art. 042062. DOI: https://doi.org/10.1088/1742-6596/1889/4/042062

[14] Асаев А.С., Иванайский А.В., Мурог И.А. Устройство для отделочной обработки. Патент РФ 210921. Заявл. 10.12.2021, опубл. 13.05.2022.

[15] Иванайский А.В., Асаев А.С., Асаева Т.А. Теоретические основы моделирования вихревой и присоединенной кавитации в технологическом оборудовании. Технология машиностроения, 2020, № 7, с. 46--51. EDN: EGSXOY

[16] Асаев А.С., Иванайский А.В., Асаева Т.А. Особенности технологического процесса финишной обработки и отчистки деталей машин сложной формы с применением эффекта присоединенной кавитации. Современные тенденции в фундаментальных и прикладных исследованиях. Сб. матер. Междунар. науч.-практ. конф. Рязань, Центр фундаментальных и прикладных исследований, 2015, с. 27--32. EDN: TTVWZN

[17] Krueger T.M. Micro finishing machine improves part geometry. Amer. Mach., 1993, no. 9, pp. 70--71.

[18] Аверина Ю.М., Моисеева Н.А., Нырков Н.П. и др. Свойства и эффекты кавитации. Успехи в химии и химической технологии, 2018, т. 32, № 14, с. 37--39. EDN: UCDBA

[19] Асаев А.С., Иванайский А.В., Аверин Н.В и др. Исследование процесса отделочной абразивной обработки внутренних поверхностей с применением эффекта вибрационной кавитации. Вестник РГАТА им. П.А. Соловьева, 2021, № 4, с. 57--62. EDN: BWSHWP

[20] Иванайский А.В., Асаев А.С., Асаева Т.А. Технология финишной обработки внутренних поверхностей деталей машин свободным абразивом с применением низкочастотной вибрационной кавитации. Технология машиностроения, 2022, № 8, с. 11--13. EDN: DAJGTF

[21] Ганиев Р.Ф., Лакиза В.Д., Цапенко А.С. О явлениях вибрационного перемешивания и образования периодических структур в условиях, близких к невесомости. Механика твердого тела, 1977, № 2, с. 56--59.