Типовой технологический процесс ремонта валов авиационных двигателейД

РЕФЕРАТ

по предмету

Технология производства и ремонта авиационных двигателей

на тему

Типовой технологический процесс ремонта валов АД

Валы ГТД работают в сравнительно тяжелых условиях. На них действуют различные по величине и характеру статические и динамические нагрузки. Кроме того, они подвергаются тепловому воздействию от соединенных с ними нагретых деталей.

Как и любой ответственный элемент ГТД, вал должен быть достаточно прочным, жест ким, предельно легким, а также быть простым в изготовлении. Конструкція валов определяется типом двигателя, принятой силовой схемой, числом и расположением опор. Валы изготавливаются из высоколегированных сталей 18ХНВА, 40ХНМА, 12Х2Н4ВА с пределом прочности больше 100 кг/мм.

Для обеспечения потребной жесткости и прочности при малом весе валы выполняются полыми, равнопрочными, с возможно большим наружным диаметром. С этой же целью стремятся уменьшить растояние между опорами и длину концолей, делать валы с меньшим числом концентраторов напряжений и одновременно снижать степень концентрации напряжений, вызываемой ими.

Диаметр вала часто ограничивается допустимым диаметром подшипников, величина которого в свою очередь ограничивается пределом их быстроходности.

В процессе эксплуатации на вал дейстуют такие нагрузки:

1. Крутящий момент, соответствующий мощности, передаваемой валом.

2. Изгибающий момент от собственного веса ротора, центобежных сил неуравновешенных масс ротора, а также от гироскопического момента и цинтробежной силы масс дисков, возникающих при эволюции самолета.

3. Осевые усилия, вызванные разностью давлений по обе стороны дисков ротора и робочих лопаток, осевыми составляющими динамического воздействия газа, а также инеционные силы, возникающие при разгоне или торможении самолета.

Этот комплекс действующих на вал нагрузок вызывает в нем сложные напряжения, что приводит к некоторым дефектам.

Технологический процесс ремонта детали включает в себя: подготовку к ремонту; восстановление, доработки и замену деталей; испытания и контроль.

Подготовка к ремонту включает в себя комлектование деталей в ремонт, подготовку и отладку оборудования и оснастки к выполнению ремонтных работ, заданных дефектацией.

Некоторые детали, изменившие форму или размеры, ремонтируются правкой или опресовкой, например: корпуса турбин, жаровые трубы, коленчатые валы, валы редукторов.

Правка деталей является сложным процессом. Она вызывает сжатие, растяжение, изгиб или сложные пластические деформации и соответствующие остаточные напряжения в металле. Возникающие при разных методах правки деталей той или иной конфигурации остаточные деформации и напряжения в металле по-разному влияют на механические свойства и устойчивость формы деталей.

При переменных рабочих нагрузках прочность детали оказывается выше в тех местах, где имеются остаточные напряжения сжатия, и ниже в тех местах, где имеются остаточные напряжения растяжения.

При правке статическим изгибом вызываются пластические деформации в поверхносных слоях метелла, наиболее удаленных от нетральной оси. После снятия нагрузки в этих слоях возникают остаточные напряжения обратного знака, а в подслоях - противоположные остаточные напряжения.

Правка наклепыванием вызывает на поверхности детали сжимающие напряжения.

С течением времени отсаточные напряжения уменьшаются с частичным возвратом детали к исходной форме. Статическая правка деталей производится в холодном или нагретом состоянии. Правка деталей при недостаточном нагреве ведет к резкому понижению их прочности. В связи с этим следует особенно осторожно относится к правке с местным нагревом, при котором отдельные участки пластически деформируемого металла могут быть значительно ослабленны.

Правке статическим изгибом в холодном состоянии подвергаются валы редукторов. Величину прогиба устанавливают в зависимости от величины искривления оси вала. К валу прикладывают нагрузку и создают некоторый обратный прогиб. Сняв нагрузку, по индикатору проверяют, насколько выправился вал. Повторяя несколько раз нагружение и постепенно увеличивая прогиб, добиваются выправления вала. Под нагрузкой вал выдерживается при каждом нагружении две-три минуты. После правки следуют контроль и термообработка для уменьшения остаточных напряжений. Термообработка производится в маслянной ванне при температуре 180, с выдержкой 2,5-3 часа.

Распостраненным технологическим процессом, применяемым при ремонте деталей, является обработка резанием. Обработкой резанием устраняются дефекты поверхности деталей, удаляются поврежденные участки, достигаются надлежащая форма и чистота обработки поверхности, восстанавливаются посадки.

Выбор вида обработки зависит от характера дефекта, конструкции и материала детали, а также от требуемой чистоты обработки поверхности и производительности. Исправление формы и устранение дефектов поверхности осуществляется точением, фрезерованием, развертыванием, шлифованием, притиркой, полированием, шабрением и опиливанием.

При восстановлении деталей сваркой и пайкой обработка резанием применяется как в каечтве подготовительных, так и завершающих операций. Предварительной обработкой удаляются поврежденные участки деталей, взамен их подгоняются заполнители или накладки и подготавливается место сварки или пайки. В качестве подготовительных операций применяются: сверление, опиливание, зачистка наждачной шкуркой и стальными щетками.

Завершающими операциями детали придаются необходимая форма и надлежащее качество поверхности. Это достигается теми же способами обработки, что и при подготовительных операциях.

Большое внимание следует уделять соблюдению режимов обработки, устанавливаемых соответствующими нормативами. Опасным для детали является примение необоснованых режимов обработки. Так, увеличение глубины резания, скорости вращения детали и подачи при шлифовании может вызвать образование микротрещин в поверхностном слое. В процессе работы трещина увеличивается и приводит к разрушению детали. Помимо этого, нарушение режима охлаждения и режима сшлифования приводит к нежелательному термическому воздействию на поверхностные слои, что снижает прочность или вызывает усиленный износ деталей, работающих при трении.

В процессе эксплуатации нарушение геометрических параметров деталей может происходить в следствие износов, деформаций и пр. При дефектации опредиление величины износа сопрягаемых деталей осуществляется путем обмера этих деталей с помощью мерительных инструментов и мерительных приборов различной точности.

При выявалении степени износа детали обмеряются в определенных местах по плоскости сечения в продольном и поперечном направлениях. Таким образом, определяется овальность, конусность, бочкообразность и корсетность деталей авиационной техники.

Овальность определяется обмером детали по двум взаимно перпендикулярным плоскостям в одном поясе промера. При этом один промер делается в плоскости наименьшего износа, а второй - в плоскости наибольшего. Конусность детали определяется как разность промеров, произведенных в крайних и средних поясах, но в одной плоскости измерения. Бочкообразность и корсетность выявляются по разности промеров, произведенных в крайних и средних поясах детали, но в одной плоскости измерения.

Обмером также определяются величина деформации деталей и агрегатов, размеры повреждений, величина люфтов в системе управления, отклонения регулеровочных данных от установленных техническими услорвиями величин.

Большие трудности при дефектации деталей вызывает необходимость определения малозаметных или скрытых дефектов, наличие и местонахождение которых не может быть установлено внешним осмотром. Различного рода нарушения сплошности материала, в виде узких трещин и щелей. Обнаружение такого рода дефектов производится химическими или физическими методами контроля.

В процессе эксплуатации на втулки вала турбины, шлицах вала и ведущей шлицевой втулки возникает наклеп, наволакивание металла и надиры возникают в местах поверхности, расположенных против лабиринтных уплотнений корпуса, при соприкосновении втулки с лабиринтом возможно наволакивание на поверхность втулки материала лабиринта. Если за счет разогрева поверхностных слоев лабиринтного уплотнения на нем образуется твердая окисная пленка, то в дальнейшем она может вызвать надиры на поверхности стальных валов и втулок.

Незначительные надиры и наволакивание металла на поверхность втулки устраняетяс зачисткой напильником или плоским шлифовальным бруском с последующей полировкой данного места шкуркой зернистостью 200-230 со средней пастой ГОИ. Если надиры зачисткой устранить невозможно, не выходя из допустимых размеров диаметра втулки, то ее размеры восстанавливаются хромированием. Для удаления надиров перед хромированием производится шлифование поверхности втулки. Что бы получить совпадение оси обрабатываемой поверхности с осью вала турбины, втулку шлифуют на валу ротора турбины, установленном в центры станка.

Точность установки вала проверяется по величине биения. Аналогичным образом устраняется овальность и конусность посадочных мест под подшипники. Наклеп на шлицах вала и ведущей шлицевой втулки устраняются шабером или абразивным бруском с последующим полированием шлифовальным полотном с пастой ГОИ.

Использованная литература

1. Техническое руководство по ремонту двигателей

2. Станичники по текущему и среднему ремонту АД.

3. Дод А.И., Ощепков С.А. Ремонт авиационных ГТД. ? Ленинград, ЛКВВИА, 1958. ? 216 с.

4. Логинов. В.Е. Ремонт авиационных реактивных двигателей. Справичное пособие, М.: МАИ, 1994.

5. Орлов К.Я., Пархимович В.Я. Ремонт самолетов и вертолетов: Учебник для авиационных училищ. ? М.: Транспорт, 1986. ? 295 с.

6. Пономарев А.Д., Конончук Н.И., Авчинников Б.Е. и др. Ремонт авиационных двигателей. ? 1955. ? 238 с.

7. Авчинников Б.Е., Горюнов Ю.Б., Карлов Г.И. Ремонт самолетов и авиационных двигателей. ? 1961. ? 408 с.

8. Елисеев Ю.С., Крымов В.В., Малиновский К.А. Технология эксплуатаций, диагностики и ремонта газотурбинных двигателей. ? М.: Высшая школа, ? 2002., 350с.

9. Логинов В.Е., Логинов В.Е., Тихомиров В.И. Ремонт агрегатов реактивных двигателей. ? М.: МАИ, 1994. ? 366 с.

10. Алябьев А.Я., Болдырев Ю.М., Запорожец В.В. Ремонт летательных аппаратов. - М.: Транспорт, 1984. - 382 с.