Исследование и совершенствование технологии изготовления рабочих поверхностей зубчатых колес ГТД с использованием электроэрозионной обработки

Преимущества применения электроэрозионной проволочной вырезки для изготовления цилиндрических зубчатых колес наружного зацепления. Характеристика основных причин возникновения отказов зубчатых передач силовых веток редукторов газотурбинных двигателей.

Рубрика Производство и технологии
Вид автореферат
Язык русский
Дата добавления 10.08.2018
Размер файла 544,5 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Актуальность темы. Развитие ГТД характеризуется ростом удельных параметров двигателя, уменьшением его массы и увеличением нагрузок на узлы и детали. Решение этих задач не возможно без повышения качества и надежности с обеспечением минимальных габаритно-массовых характеристик сложных и ответственных деталей двигателя: зубчатых колес редукторов и коробок приводов, в частности блоков зубчатых колес. Однако на зубчатых колесах этого типа обнаруживаются различные дефекты изготовления и сборки. Эти дефекты являются следствием множества причин. Следовательно, повышается необходимость исследования и совершенствования процессов производства блоков зубчатых колес с внедрением новых методов обработки. Это связано с увеличением их применения и переоснащением производства.

Уменьшение габаритов редукторов и коробок приводов ГТД требует применять компактные и ажурные колеса без снижения требований к их прочностным характеристикам. Этот факт привел к широкому применению на силовых и агрегатных ветках редукторов блоков зубчатых колес, где закрытый венец - цилиндрическое зубчатое колесо внешнего зацепления. Для уменьшения габаритов при проектировании блоки колес делают сборочными. Каждый зубчатый венец изготавливают отдельно, затем их собирают либо при помощи штифтов с винтами или сварки, либо сборка осуществляется через шлицы. Все это приводит либо к созданию концентраторов напряжений, либо к уменьшению точности работы зубчатых передач. Устранение отмеченных недостатков технологических процессов изготовления зубчатых колес достигается изготовлением цельных блоков зубчатых колес. Но при обработке резанием закрытого венца для обеспечения выхода инструмента значительно увеличиваются размеры блока.

В связи с этим возникает необходимость исследования существующих технологий изготовления рабочих поверхностей зубьев цилиндрического закрытого венца блока зубчатых колес с целью их совершенствования. Для этого автором предлагается применять электроэрозионную обработку (ЭЭО) для формирования профиля рабочих поверхностей зубьев и химико-термическую обработку (ХТО) (нитроцементация и ионное азотирование) для повышения контактной прочности рабочих поверхностей зубьев.

Цель работы. Исследование и совершенствование технологии изготовления цельных блоков зубчатых колес электроэрозионной обработкой с применением химико-термической обработки для повышения контактной прочности.

Для реализации поставленной цели необходимо решение следующих основных задач:

1) изучение и анализ существующих технологических процессов изготовления зубчатых колес с наружными зубчатыми венцами, в том числе и блоков колес, с применением лезвийной, химико-термической и электроэрозионной обработок;

2) обоснование способа обработки с применением ЭЭО при изготовлении закрытого цилиндрического венца блока зубчатых колес внешнего зацепления, определение режимов ЭЭО и разработка технологии изготовления зубчатых колес;

3) разработка рекомендаций по ХТО зубьев, изготовленных электроэрозионной обработкой, из различных материалов;

4) исследование качества поверхностного слоя зубьев после изготовления зубчатых колес по серийной технологии и технологии с применением ЭЭО (шероховатость, микротвердость и микроструктура);

5) исследование контактной прочности рабочих поверхностей зубьев, изготовленных ЭЭО с применением ХТО, и ее сопоставление с экспериментальными данными по зубчатым передачам, изготовленным по серийной технологии.

Научная новизна работы:

1. Установлены зависимости контактных напряжений зубьев зубчатых колес ГТД, обработанных различными методами, от параметров поверхностного слоя: высоты микроненровности, микротвердости и глубины диффузионного слоя, возникающего при химико-термической обработке.

2. Выявлена закономерность изменения качества поверхностного слоя зубьев зубчатых колес (шероховатость и глубина дефектного слоя) от режимных условий ЭЭО (ток, частота, энергия и длительность импульса).

Практическая значимость работы:

1. Результатом исследования является обоснование новой технологии изготовления цельных блоков зубчатых колес с применением ЭЭО для формообразования рабочих поверхностей зубьев закрытого венца блока зубчатых колес цилиндрического наружного зацепления с оценкой влияния ХТО на их контактную прочность.

2. Установленные зависимости изменения контактной прочности рабочих поверхностей зубьев при различных методов обработки и видах ХТО могут использоваться для оценки надежности зубчатых передач ГТД при проектировании.

3. Спроектированная для исследования контактной прочности зубчатых колес установка замкнутого контура позволяет исключить влияние деформации кручения на неравномерность распределения нагрузки по линии контакта зубьев.

Положения, составляющие основу работы и выносимые на защиту

1. Обоснование возможности применения ЭЭО для изготовления авиационных цельных блоков колес с повышением их контактной прочности.

3. Установленную зависимость контактной прочности зубьев от параметров поверхностного слоя (шероховатости, микротвердости и глубины диффузионного слоя) зубчатых передач ГТД.

Апробация работы. Основные положения настоящей работы доложены и обсуждены на всероссийской НТК «Новые материалы и технологии, НМТ-2006», Москва, 2006; на международной школе-конференции молодых ученых, аспирантов, и студентов РГАТА имени П. А. Соловьева, Рыбинск, 2006; на международной молодежной научной конференции «XXXIII Гагаренские чтения», Москва, 2007; на научно-практической конференции «Актуальные проблемы авиадвигателестроения», Рыбинск, 2007.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 научных работ в различных журналах и сборниках научных трудов.

1. Анализ научной литературы

По вопросам:

– требований к цилиндрическим зубчатым передачам внешнего зацепления и технологии их изготовления, применяемых материалов и технологических методов повышения контактной прочности;

– основных дефектов зубьев цилиндрических колес;

– методов оценки контактной прочности рабочих поверхностей зубьев;

– методов изготовления блоков зубчатых колес ГТД.

Рассмотрено применение электроэрозионной проволочной вырезки для изготовления цилиндрических зубчатых колес наружного зацепления на предприятиях судостроения, приборостроения, магистральных нефтепроводов, насосных нефтеперекачивающих станциях, в производстве ответственных зубчатых колес в коробках скоростей для автомобилей и других отраслей машиностроения. Применение ЭЭО позволяет обеспечить высокую производительность с обеспечением качества и точности поверхности, норм по контактной и изгибной прочности. Особое внимание уделено анализу современных технологических процессов изготовления блоков колес, рассмотрены их преимущества и недостатки.

На основе проведенного анализа сформулированы цель и задачи исследования.

2. Анализ статистики по отказам зубчатых передач силовых веток редукторов ГТД

В работе исследовалось влияние технологии изготовления и условий эксплуатации на пятно контакта.

Согласно данным дефектации сборочных цехов основные причины преждевременного разрушения рабочих поверхностей зубьев - это несоблюдение правил технологии изготовления (обработки и сборки) и требований чертежа. Это может быть некачественное изготовление ввиду грубого шлифования на окончательном этапе обработки или несоблюдение правил термообработки, то есть глубина и твердость упрочненного слоя и твердость сердцевины детали не отвечают нормам. В результате происходит смещение пятна контакта по высоте и длине зуба, появляется неравномерная приработка и как следствие питтинг. По этим причинам несущую способность теряют около 60-75 % зубчатых передач.

При эксплуатации основная причина выхода из строя блоков колес - это разрушение открытого венца по местам крепления, их ресурс работы уменьшается в 3-5 раз (несущую способность теряют около 15 %). Данный недостаток иногда не приводит к разрушению открытого венца, но вызывает износ по его рабочим поверхностям в результате смещения пятна контакта на одну сторону зуба. В результате перегрузок во время эксплуатации несущую способность теряют 25-40 % зубчатых колес из-за недостаточного обеспечения контактной прочности поверхностного слоя зубьев. Из этого следует, что весь технологический процесс изготовления оказывает существенное влияние на качество и надежность зубчатых колес.

Для обеспечения правильного расположения пятна контакта на зубьях зубчатых колёс для двух взаимозависимых одновременно работающих зубчатых венцов с высокой степенью точности необходимо применять цельно-изготовленные блоки зубчатых колес, уменьшая тем самым влияние качества сборки на пятно контакта за счет уменьшения звеньев в сборочной цепочке редукторов и исключения концентраторов напряжения из блока зубчатых колес. Применение ЭЭО позволяет на порядок уменьшить погрешности базирования заготовки и точность обработки детали в результате того, что электроэрозонные станки точнее зубофрезерных и зубошлифовальных, и тем самым обеспечить требуемую полноту пятна контакта.

3. Схема обработки закрытого венца с огибанием открытого венца блока для изготовления цельных блоков зубчатых колес

зубчатый газотурбинный электроэрозионный

Применение ЭЭО позволяет обеспечить шероховатость Rа 0,2 - 0,4 мкм за 3-4 прохода при точности обработки с отклонениями профиля продольного сечения 1-2 мкм на 100 мм и круглости 1-1,5 мкм, что гарантированно обеспечивает требования чертежа - отклонения профиля продольного сечения и круглости не менее 3 мкм. Приведены режимы и условия ЭЭО образцов и деталей.

Проведенное исследование взаимосвязи шероховатости рабочих поверхностей высоколегированных сталей на примере материала 20Х3МВФ-Ш от параметров ЭЭО (силы тока I, энергии Q, частоты f и длительности импульса фИ) с обеспечением требуемого качества поверхностного слоя и изучение микроструктуры образцов материала 20Х3МВФ-Ш (рис.1) позволило сделать вывод о том, что ЭЭО обеспечивает требования к контактной прочности изделий авиадвигателестроения, так как дефектный слой на поверхности после окончательной ЭЭО отсутствует и следовательно глубина зоны термического влияния не превышает допустимых 0,08 мм по ОСТ 1 0450-82.

Рис. 1. Взаимосвязь толщины оплавленного слоя t и шероховатости Ra стали 20Х3МВФ-Ш (ЭИ415-Ш) с нитроцементацией: а) Ra = 3,2 мкм, t = 0,2 мм, Q = 7 Дж, f = 14 кГц, I = 32 А, фИ = 64 мкс; б) Ra = 1,6 мкм, t = 0,05 мм, Q = 0,6 Дж, f = 125 кГц, I = 14 А, фИ = 16 мкс; в) Ra = 0,3 мкм, Q = 0,0027 Дж, f = 200 кГц, I = 10 А, фИ = 8 мкс.

Проведенный сравнительный спектральный анализ химического состава материалов деталей, обработанных по серийной (табл. 1) и предлагаемой (табл. 2) технологиям, наглядно показал, что в результате ЭЭО частицы материала электрода-инструмента не насыщают поверхностный слой детали, то есть нарушений химического состава материала детали не происходит, показатели химических элементов находятся в пределах нормы.

Таблица 1. Нормы содержания химических элементов для материала 20Х3МВФ-Ш (ЭИ1415-Ш) по ГОСТ 20072-74, %

Fe (железо)

С (углерод)

Si (кремний)

Mn (магний)

Cr (хром)

Mo (молибден)

V (ванадий)

W (вольфрам)

93,415-94,995

0,15-0,23

0,17-0,37

0,25-0,50

2,80-3,30

0,35-0,55

0,60-0,85

0,30-0,50

Таблица 2. Спектральный анализ химического состава образцов из 20Х3МВФ-Ш

Метод обработки и ХТО

Химические элементы, %

Fe (железо)

С (углерод)

Si (кремний)

Mn (магний)

Cr (хром)

Mo (молибден)

V (ванадий)

W (вольфрам)

ЭЭО и ионное азотирование

94,99

0,19

0,17

0,28

2,83

0,46

0,67

0,41

Лезвийная обработка, шлифование и ионное азотирование

94,79

0,19

0,17

0,29

2,96

0,47

0,72

0,41

ЭЭО и нитроцементация

94,97

0,19

0,17

0,28

2,85

0,46

0,68

0,40

Лезвийная обработка, шлифование и нитроцементация

94,92

0,19

0,17

0,27

2,88

0,46

0,70

0,41

Полученные экспериментальные данные (табл. 2) отвечают требованиям по ГОСТ 20072-74 для материала 20Х3МВФ-Ш (ЭИ1415-Ш) (табл. 1), которые соответствуют данным по серийной технологии изготовления. Содержание вредных и посторонних примесей не обнаружено.

Сопоставление шероховатостей рабочих поверхностей после изготовления образцов по серийной и предлагаемой технологиям (рис. 2) показало их разность в направлении перемещения металлорежущего инструмента и в перпендикулярном позволяет диффузионному слою при проведении ХТО распределятся равномерней по поверхности, обработанной ЭЭО, и обеспечивает протяженную площадку приповерхностной области, повышая тем ресурс передачи.

Выполненное сравнение возможностей методов ХТО зубьев, изготовленных по предлагаемым технологиям с применением ЭЭО, позволило сделать вывод о целесообразности применения нитроцементации для повышения нагрузочных способностей рабочих поверхностей зубьев; ионное азотирование рекомендуется применять в условиях высоких окружных скоростей, но при ограниченных контактных нагрузках из-за небольшой протяженности диффузионного слоя.

Рис. 2. Профилограммы шлифованной поверхности (1, 2) и поверхности после ЭЭО (3, 4)

4. Методика и результаты эксплуатационных исследований

Исследования проводились на роликах и зубчатых колесах из следующих марок материалов, применяемых в авиации для изготовления зубчатых колес: 20Х3МВФ-Ш (ЭИ415-Ш), 18Х2Н4МА, 12Х2Н4А.

Испытания рабочих поверхностей роликов, имитирующих рабочие поверхности зубьев зубчатых колес на контактную выносливость, проводили на роликовой машине при частоте вращения 500 об/мин на основании рекомендаций Р50-54-30-87 (Расчеты и испытания на прочность. Методы испытаний на контактную усталость). За базовое число циклов нагружений NHlim, которое соответствует пределу контактной выносливости поверхностей зубьев Hlim и зависит от средней твердости поверхности, принято (5107) циклов. Контактную выносливость оценивали путем визуального осмотра рабочих поверхностей через каждые 106 циклов нагружения до появления на поверхности видимых дефектов. Затем на спроектированной установке замкнутого типа было проведено исследование показателей нагрузочной способности зубчатых колес.

На рис. 3 представлены значения контактных напряжений, полученные для образцов из материала 20Х3МВФ-Ш (ЭИ415-Ш). Согласно полученным данным, значения контактных напряжений на роликах с нитроцементацией (при глубине диффузионного слоя 0,6…0,85 мм), изготовленных лезвийной обработкой с последующим шлифованием составили 1845 МПа, а при ионном азотировании с глубиной слоя 0,28…0,37 мм - 1570 МПа. Для роликов, изготовленных ЭЭО с нитроцементацией при глубине диффузионного слоя 0,79…1,0 мм, значения контактных напряжений составили 1975 МПа, а при ионном азотировании с глубиной слоя 0,3…0,4 мм - 1690 МПа.

Указанные значения превышают верхний уровень предела контактной прочности роликов, определенный ГОСТ 21354-85:

ь 1506,5 МПа - для образцов, изготовленных ЭЭО с нитроцементацией;

ь 1426 МПа - для образцов, изготовленных лезвийной обработкой с последующим шлифованием и нитроцементацией.

ь 1050 МПа - для образов с ионным азотированием при любом виде обработки рабочих поверхностей.

Рис. 3

Рис. 4

Аналогично были проведены исследования контактной прочности образцов из сталей 18Х2Н4МА и 12Х2Н4А.

Проведенное исследование взаимосвязи контактных напряжений от числа циклов наргружения установило влияние ЭЭО на показатели нагрузочной способности зубчатых колес и показало, что контактная прочность увеличивается для нитроцементированных поверхностных слоев деталей на 5…10 %, для азотируемых слоев на 5…8 %.

На рис. 4 и 5 представлено изменение шероховатости в процессе эксплуатации при различных видах обработки рабочих поверхностей для образцов из материала 20Х3МВФ-Ш (ЭИ415-Ш). Критерием оценки микрогеометрии поверхности по ГОСТ 2789 - 73 было среднеарифметическое отклонение профиля Rа. Исследование взаимосвязи шероховатости от числа циклов нагружения показало, что ЭЭО уменьшает на 25 % шероховатость рабочих поверхностей, но для этого требуется больше времени при эксплуатации.

Исследование взаимосвязи микротвердости от числа циклов наргружения отмечает положительное влияние ЭЭО на твердость нитроцементируемых и азотириемых поверхностей и показало, что для нитроцементируемых слоев относительный прирост твердости составляет 3 % при глубине диффузионного слоя более 0,79 мм, для азотируемых слоев - 1,34 % при глубине упрочненного слоя более 0,29 мм.

Исследования микроструктуры поверхностного слоя и сердцевины нитроцементированных зубьев зубчатых колес, изготовленных ЭЭО, показали, что уменьшается количество остаточного аустенита в 1,33 раза, улучшается структура упрочненного слоя (иглы мартенсита мельче, происходит дробление карбидной сетки). Например, на рис. 6 (а, б) представлена микроструктура исследуемой поверхности, обработанной лезвийным инструментом и шлифованием с применением нитроцементации, из материала 20Х3МВФ-Ш (ЭИ415-Ш). Микротвердость поверхностного слоя - 647 HV, твердость сердцевины - 42 HRC, глубина нитроцементного слоя - 0,7 мм, число циклов нагружения - 1,3108 циклов.

Рис. 5

Рис. 6

Поверхностный слой зубьев с ионным азотированием, обработанных ЭЭО, имеет большую протяженность диффузионной зоны, состоящей из б-твердого раствора и равномерно распределенных высокодисперсных нитридных частиц -фазы. Микроструктура азотированного слоя имеет зоны плавного перехода к микроструктуре сердцевины без четких границ, что свидетельствует о высоком качестве упрочненного слоя. На рис. 6 (в, г) показана микроструктура ролика, изготовленного ЭЭО с нитроцементацией, из материала 20Х3МВФ-Ш (ЭИ415-Ш). Микротвердость поверхностного слоя - 645 HV, твердость сердцевины - 43,2 HRC, глубина диффузионного слоя - 1,0 мм, число циклов нагружения - 1,64108 циклов.

На основе математической обработки экспериментальных данных зависимостей контактной прочности Н, шероховатости Ra, микротвердости HV и глубины упрочненного слоя h методом наименьших квадратов в двойной логарифмической системе координат получены зависимости контактных напряжений от названных параметров поверхностного слоя. В результате аппроксимации уравнений в общее выражение были получены зависимости для определения контактных напряжений от комплекса показателей поверхностного слоя. Зависимость контактной прочности от параметров поверхностного слоя образцов, изготовленных ЭЭО и нитроцементацией, из материала 20ХЗМВФ-Ш (ЭИ145-Ш) следующая:

(1)

Зависимость контактной прочности от параметров поверхностного слоя для образцов, изготовленных ЭЭО с ионным азотированием, из материала 20ХЗМВФ-Ш (ЭИ145-Ш).

(2)

Зависимость контактной прочности от параметров поверхностного слоя для образцов, изготовленных лезвийной обработкой, шлифованием с применением нитроцементации, из материала 20ХЗМВФ-Ш (ЭИ145-Ш).

(3)

Зависимость контактной прочности от параметров поверхностного слоя для образцов, полученных лезвийной обработкой, шлифованием с ионным азотированием, из высоколегированной стали 20ХЗМВФ-Ш.

(4)

В табл. 3 представлено соответствие экспериментальных (рис. 3) и расчетных значений контактной прочности по формулам (1), (2), (3) и (4) для деталей из материала 20ХЗМВФ-Ш (ЭИ415-Ш).

Анализ результатов сопоставления расчетных и экспериментальных значений контактной прочности для различных сочетаний методов обработки и материала образцов показал, что наблюдается вполне удовлетворительное их совпадение. Расхождение не превышает 16 %.

Таблица 3. Соответствие экспериментальных и расчетных значений контактной прочности для деталей из 20ХЗМВФ-Ш (ЭИ415-Ш)

Метод обработки

Параметры поверхностного слоя

Значение контактной прочности Н, МПа

Расхождение между расчетными и экспериментальными значениями, %

Ra, мкм

HV, МПа

h, мм

расчетное

экспериментальное

ЭЭО и нитроцементация

0,312

650

0,95

2107

1980

+ 6,4 %

0,293

645

1,0

2043

1970

+ 3,69 %

ЭЭО и ионное азотирование

0,282

959

0,4

1690

1695

- 0,44 %

0,296

952

0,3

1709

1685

+ 1,45 %

Лезвийная обработка, шлифование и нитроцементация

0,41

650

0,85

2000

1850

+ 8 %

0,395

647

0,7

1950

1840

+ 5,98 %

Лезвийная обработка, шлифование и ионное азотирование

0,407

952

0,37

1767

1575

+ 12,2 %

0,396

949

0,28

1729

1565

+ 10,5 %

Аналогичным образом были получены зависимости контактной прочности от комплекса параметров качества поверхностного слоя для материалов 18Х2Н4МА и 12Х2Н4А для различных сочетаний обработки рабочих поверхностей и химико-термической обработки.

На основе анализа экспериментальных данных по образцам, изготовленным ЭЭО с применением нитроцементации для любого материала выведена зависимость контактной прочности от параметров поверхностного слоя:

(5)

Аналогичным образом были получены зависимости контактной прочности от комплекса параметров качества поверхностного слоя для различных сочетаний обработки рабочих поверхностей и химико-термической обработки вне зависимости от материала.

Расхождение между расчетными значениями контактной прочности для сочетания различных марок материалов и методов обработки рабочих поверхностей по частным формулам и общим не превышает 16 %.

Приведенные зависимости позволяют сделать вывод о том, что на контактную прочность в значительной мере из трех рассмотренных параметров качества поверхностного слоя влияет шероховатость, затем твердость поверхности, в меньшей степени влияет глубина диффузионного слоя.

Пятая глава посвящена разработке рекомендаций по применению ЭЭО для изготовления рабочих поверхностей зубьев закрытого венца цельного блока колес, что позволяет уменьшить влияние человеческого фактора на надежность изготовления цельного блока зубчатых колес в результате применения CAD/CAM/CAE-технологий на базе управляющей программы на основе трехмерной модели детали и сократит время изготовления на 13,6 %.

На основании выполненного технико-экономического расчета разработанный техпроцесс изготовления рабочих поверхностей зубьев закрытого венца цельного блока зубчатых колес экономически оправдан в условиях серийного производства, так как годовая эффективность составляет более 500000 руб. несмотря на большие затраты на оборудование.

Заключение

1. Изготовление цельных блоков зубчатых колес ГТД с применением ЭЭО позволяет уменьшить величину погрешности изготовления (погрешность базирования и обработки детали) и повысить качество сборки за счет уменьшения звеньев сборочной цепи.

2. Проведенное исследование закономерностей изменения параметров качества поверхностного слоя рабочих поверхностей легированных сталей от параметров электроэрозионной обработки показало, что электроэрозионная обработка обеспечивает требования по контактной прочности авиационных изделий, так как дефектный слой на поверхности после окончательной электроэрозионной обработки отсутствует, то есть глубина зоны термического влияния не превышает допустимых (0,08 мм).

3. Исследование показателей нагрузочной способности зубчатых колес на спроектированной установке замкнутого типа позволило сделать вывод о том, что в результате применения разработанного технологического процесса контактная прочность увеличивается для нитроцементированных поверхностных слоев деталей на 5…10 %, для азотируемых слоев - на 5…8 % с уменьшением шероховатости рабочих поверхностей на 25 % при увеличении времени эксплуатации (в 2,85 раза).

4. ЭЭО позволяет увеличить твердость нитроцементируемых и азотируемых поверхностей. Для нитроцементируемых поверхностных слоев относительный прирост твердости составляет 3 % при глубине упрочненного слоя более 0,79 мм, для азотируемых слоев - 1,34 % при глубине диффузионного слоя более 0,29 мм.

5. На основе экспериментальных исследований выявлено влияние ЭЭО на микроструктуру поверхностного слоя и сердцевину зубьев: для нитроцементируемых слоев деталей уменьшается количество остаточного аустенита в 1,33 раза, улучшается структура упрочненного слоя (иглы мартенсита мельче, происходит дробление карбидной сетки); поверхностный азотируемый слой деталей имеет большую протяженность диффузионной зоны из б-твердого раствора и равномерно распределенных высокодисперсных нитридных частиц -фазы с плавным переходом к микроструктуре сердцевины без четких границ. Это свидетельствует о высоком качестве упрочненного слоя.

6. На основании анализа результатов усталостных испытаний рекомендуется применение методов ХТО в сочетании с ЭЭО в зависимости от условий эксплуатации зубчатых передач: нитроцементация - для изготовления тяжелонагруженных и высокоскоростных зубчатых передач силовых и агрегатных веток кинематических цепей; ионное азотирование целесообразно применять для малонагруженных и тихоходных зубчатых передач.

7. Полученные зависимости контактной прочности от параметров поверхностного слоя: шероховатости, микротвердости и глубины диффузионного слоя, позволяют рассчитать величину контактной нагрузки для различных сочетаний материалов и методов обработки.

8. Приведенное технико-экономическое обоснование разработанного технологического процесса показывает экономическую эффективность в условиях серийного производства при годовой эффективности более 500000 руб. при бульших затратах на оборудование (затраты увеличиваются в 1,24 раза).

Литература

1. Шеховцева, Е.В. Особенности повреждения зубчатых колес ГТД [Текст] / Е.В. Шеховцева // Материалы международной школы-конференции молодых ученых, аспирантов, и студентов РГАТА имени П.А. Соловьева, Авиационная и ракетнокосмическая техника с использованием новых технических решений. - Рыбинск: РГАТА, 2006. - ч.2., С. 52-55.

2. Шеховцева, Е.В. Анализ контактного взаимодействия рабочих поверхностей зубчатых колес в процессе эксплуатации [Текст] / Е.В. Шеховцева // Материалы Всероссийской НТК Новые материалы и технологии, НМТ-2006. - Москва: МАТИ, 2006. - т.2., С. 86.

3. Шеховцева, Е.В. Повышение эксплуатационных свойств зубчатых колес с применением электроэрозионной обработки [Текст] / Е.В. Шеховцева // XXXIII Гагаринские чтения 2007. - Москва: МАТИ, 2007. - т.2, С. 108-109.

4. Шеховцева, Е.В. Исследование качества поверхностного слоя после электроэрозионной обработки закрытого венца зубчатых колес газотурбинного двигателя [Текст] / Е.В. Шеховцева // Сб. науч. трудов VI международной научно-технической конференции, Материалы, технологии и оборудование в производстве, эксплуатации, ремонте и модернизации машин. - Новополоцк, УО"ПГУ", 2007. - т.2, С. 192-195.

5. Шеховцева, Е.В. Исследование контактной усталости цилиндрических зубчатых колес [Текст] / Е.В. Шеховцева // Сборник научных трудов, Вестник РГАТА имени П.А. Соловьева. - Рыбинск, 2007. - № 1 (11), С. 325-328.

6. Шеховцева, Е.В. Сопоставление качества поверхностного слоя зубьев зубчатых колес после электроэрозионной обработки и обработки резанием [Текст] / Е.В. Шеховцева // Сборник научных трудов, Вестник РГАТА имени П.А. Соловьева. - Рыбинск, 2007. - № 1 (11), С. 328-333.

7. Шеховцева, Е.В. Использование электроэрозионной обработки как технологического инструмента для обеспечения эксплуатационных свойств цилиндрических зубчатых колес ГТД [Текст] / Е.В. Шеховцева, Т.В. Шеховцева // Сборка в машиностроении, приборостроении, 2007. - №11. - С. 14-16.

8. Шеховцева, Е.В. Контактная прочность венцов зубчатых колес обработанных электроэрозионным вырезанием резанием [Текст] / Е.В. Шеховцева // Материалы международной молодежной научной конференции, ХV Туполевские чтения 2007. - Казань: Казан. гос. техн. ун-та, 2007. - т.1, С. 108-110.

9. Шеховцева, Е.В. Исследование влияния на пятно контакта зубчатых колес ГТД технологии изготовления и условий эксплуатации [Текст] / Е.В. Шеховцева // Сборник научных трудов, Вестник РГАТА имени П.А. Соловьева. - Рыбинск, 2008. - № 1 (13), С. 123-126.

10. Шеховцева, Е.В. Методика определения контактной усталости цилиндрических зубчатых колес ГТД [Текст] / Е.В. Шеховцева // Сборник научных трудов, Вестник РГАТА имени П.А. Соловьева. - Рыбинск, 2008. - № 1 (13), С. 127-131.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Материал для изготовления зубчатых колес, их конструктивные и технологические особенности. Сущность химико-термической обработки зубчатых колес. Погрешности изготовления зубчатых колес. Технологический маршрут обработки цементируемого зубчатого колеса.

    реферат [16,6 K], добавлен 17.01.2012

  • Классификация зубчатых передач по эксплуатационному назначению. Система допусков для цилиндрических зубчатых передач. Методы и средства контроля зубчатых колес и передач. Приборы для контроля цилиндрических зубчатых колес, прикладные методы их применения.

    реферат [31,5 K], добавлен 26.11.2009

  • Расширение технологических возможностей методов обработки зубчатых колес. Методы обработки лезвийным инструментом. Преимущества зубчатых передач - точность параметров, качество рабочих поверхностей зубьев и механических свойств материала зубчатых колес.

    курсовая работа [1,0 M], добавлен 23.02.2009

  • Виды зубчатых передач. Параметры цилиндрических зубчатых передач внешнего зацепления. Виды разрушения зубьев. Критерии расчета зубчатых передач. Выбор материалов зубчатых колес и способов термообработки. Допускаемые напряжения при пиковых нагрузках.

    курс лекций [2,2 M], добавлен 15.04.2011

  • Виды повреждений зубчатых колес и причины их возникновения. Типы поверхностных макроразрушений материала зубьев. Зависимость между твердостью рабочих поверхностей зубьев и характером их повреждений. Расчет нагрузочной способности зубчатых колес.

    реферат [24,1 K], добавлен 17.01.2012

  • Типовые технологические маршруты изготовления зубчатых колес и влияние технологических факторов на динамику, виброактивность, ресурс и надежность работы передач. Оценка качества поверхностного слоя зубьев и основные операции процесса их изготовления.

    реферат [21,7 K], добавлен 01.05.2009

  • Требования предъявляемые зубьям шестерен. Термическая обработка заготовок. Контроль качества цементованных деталей. Деформация зубчатых колес при термической обработке. Методы и средства контроля зубчатых колес. Поточная толкательная печь для цементации.

    курсовая работа [1,5 M], добавлен 10.01.2016

  • Описание цикла изготовления зубчатых колес и роль процессов, связанных с формообразованием зубьев. Изучение различных методов нарезания зубьев цилиндрических зубчатых колёс: фрезерование, долбление, закругление, шевингование, шлифование, строгание.

    контрольная работа [804,3 K], добавлен 03.12.2010

  • Краткие сведения из геометрии и кинематики эвольвентных зубчатых зацеплений. Характеристика основных видов разрушения зубьев и методы производства зубчатых колес. Основные составляющие зубчатых редукторов: валы, оси и подшипники качения и скольжения.

    курсовая работа [1,5 M], добавлен 02.10.2012

  • Расчет и проектирование двухступенчатого цилиндрического редуктора. Определение основных элементов зубчатых передач по ступеням: расчет на контактную и изгибную прочность зубчатых колес, позволяющий определить модули колес. Выбор подшипников качения.

    курсовая работа [467,2 K], добавлен 10.05.2011

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.