Разработка техпроцесса создания рабочей лопатки ТВД газотурбинного двигателя АЛ-31Ф

Состав чертежей

1.  График размерных связей (формат А4)
2. Чертеж заготовки (формат А2)
3. Чертеж корпус (формат А1)
4. Рабочий чертеж лопатки  ТВД (формат А1) (3 листа)
5. Анализ методов получения защитных жаростойких покрытий
6. Чертеж сравнительных характеристик различных видов высокотемпературных припоев, диаграмма состояния сплавов системы медь-цинк, диаграмма состояния сплавов системы медь-никель, диаграмма состояний сплавов системы серебро-палладий (формат А1)
7. Таблица расчетных показаталей и график лопасти (формат А1)
8. Чертеж расчетный левая половина экрана (формат А1)
9. Деталь кожух (формат А4)
10. Чертеж первая половина экрана (формат А1)
11. Расчетный чертеж совмещенной схемы (формат А4)
12. Организационно-экономическое обоснование проекта 13-33. Чертежи комплект маршрутных карт на изготовление рабочей лопатки ТВД – полный набор
13. Карта обработки
14. Сборочный чертеж приспособления для напыления (формат А1)
15. 3D-модель первой половины экрана 37-40. 3D-модель лопатки
16. 3D-модель корпуса
17. 3D-модель кожуха
18. корпус 3D-чертеж
19. чертеж 3D второй половины экрана

Описание

Рабочие лопатки турбины являются наиболее нагруженными деталями, в основном определяющими эффективность, надежность и, в конечном счете, ресурс газотурбинных двигателей. Ресурс работы лопаток в двигателях для военной авиации составляет 500...1000 ч. Лопатки работают в условиях высоких температур воздуха (газа) достигающих для турбины 800...1200 0С. Многократное изменение тепловых режимов работы двигателя - быстрый нагрев в момент запуска и быстрое охлаждение при остановке двигателя - вызывает циклическое изменение термических напряжений, характеризуемое как тепловая усталость.
Профильная часть пера и хвостовик лопаток помимо растяжения и изгиба от центробежных сил, изгиба и кручения от газового потока испытывают переменные напряжения от вибрационных нагрузок, амплитуда и частота которых изменяются в широких пределах.
Надежность рабочих лопаток турбины зависит не только от конструктивной прочности, сопротивления циклическим и длительным статическим нагрузкам, но и от технологии их изготовления.
Деталь «Рабочая лопатка ТВД» (1402.140100.887 ЧД) изготовлена из сложнолегированного никелевого сплава ЖС32, важнейшим преимуществом которого является высокая термическая стабильность, термостойкость, высокая сопротивляемость разрушению при термической и малоцикловой усталости. Все эти качества позволяют успешно использовать ЖС32 в качестве материала для ответственной детали двигателя типа АЛ-31Ф истребителя «Су-27».
Увеличение температуры газа в авиационных ГТД и рост агрессивности топлива, используемого в промышленных и корабельных ГТУ, привели к тому, что однослойные многокомпонентные покрытия Me-Cr-Al-Y, получаемые конденсацией в вакууме, все же исчерпывают свой защитный ресурс за весьма ограниченное время (300-6000 ч). Усовершенствования в технологии нанесения металлических покрытий не привели к кардинальному решению вопроса по созданию покрытий, более стойких к высокотемпературной газовой коррозии и эрозии, чем однослойные покрытия типа Me-Cr-Al-Y. В современных ГТД для защиты охлаждаемых лопаток от воздействия теплового потока необходимо, чтобы жаростойкие защитные покрытия обладали не только высокой стойкостью к высокотемпературной газовой коррозии и эрозии в агрессивной среде продуктов сгорания топлива, но и служили термическим барьером по отношению к тепловому излучению газового потока. Для этого необходимо разработать новые многослойные покрытия, которые обеспечат мультипликацию необходимых свойств.

В дипломной работе были поставлены следующие задачи:

1. изучение рабочего чертежа детали, анализ ее конструкции и условия работы в изделии;
2. оценка технологичности изготовления детали;
3. выбор и обоснование метода получения заготовки, оценка КИМ;
4. разработка плана обработки детали, расчет операционных размеров;
5. разработка операционных технологических процессов (на 3÷4 операции), выбор инструмента, расчет режимов обработки, нормы штучного времени;
6. разработка технологии нанесения жаростойкого многослойного покрытия с температурой жаростойкости до 1050 0С.

В дипломной работе выполнена разработка технологического маршрутного процесса создания рабочей лопатки ТВД с конструированием приспособления для плазменного напыления анкерного подслоя многослойного керамического покрытия на деталь

В дипломе намечяен перспективный технологический процесс получения теплозащитных покрытий с анкерным эффектом на рабочих лопатках ТВД. Деталь «Рабочая лопатка ТВД» - это деталь, входящая в состав газотурбинного двигателя АЛ-31Ф и представляющая собой деталь сложного геометрического профиля. Данная деталь работает при высоких температурах и сильных знакопеременных циклических нагрузках, следовательно, при ее проектировании необходимо обеспечить высокую жаропрочность и высокую сопротивляемость разрушению при термической и малоцикловой усталости. Поэтому лопатку изготовляют полой, с циклонно-вихревой системой охлаждения. В переднюю полость лопатки воздух поступает через отверстия в наружной полке, а затем через отверстия в дефлекторе обеспечивает струйное охлаждение внутренних стенок и выходит через отверстия перфораций во входной кромке.