Ткаченко Василь Васильович. Розробка комплексної технології та устаткування для високоенергетичного електроімпульсного зміцнення титанових деталей авіаційних двигунів

brief description

Ткаченко Василь Васильович. Розробка комплексної технології та устаткування для високоенергетичного електроімпульсного зміцнення титанових деталей авіаційних двигунів: дисертація канд. техн. наук: 05.07.04 / Національний аерокосмічний ун-т ім. М.Є.Жуковського "Харківський авіаційний ін-т". - Х., 2003

Ткаченко В. В. Розробка технології та устаткування для високоенергетичного електроімпульсного зміцнення титанових деталей авіаційних двигунів. Рукопис.
Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за фахом 05.07.04 технологія виробництва літальних апаратів. - Національний аерокосмічний університет ім. М.Є. Жуковського ХАІ”, Міністерство освіти і науки України, Харків, 2003.
Дисертацію присвячено питанню підвищення експлуатаційних властивостей, насамперед характеристик стомлення титанових сплавів, які застосовуються в авіадвигунобудуванні.
В роботі розглянуті та проаналізовані методи зміцнення титанових сплавів, які застосовуються у серійному виробництві. Розглянуті основні аспекти застосування методу високоенергетичної електроімпульсної обробки (ВЕІО), надані відомості щодо конструкції установки ВЕІО та технології зміцнення матеріалів. Обґрунтована статистична методика прискорених випробувань матеріалів на стомлення. На базі цієї методики проведені дослідження, які дозволили сформувати комплексну методику підвищення характеристик стомлення титанових сплавів та надати технологічні рекомендації щодо застосування технології ВЕІО. Розроблені технологічні процеси зміцнення лопаток компресора авіаційного двигуна, вироблених з титанових сплавів ВТ3-1, ВТ-6 та ОТ-4.
Основні результати роботи знайшли застосування при зміцненні та реновації деталей турбін авіадвигунів у ВАТ Мотор-Січ”, м. Запоріжжя, Україна.

В результаті комплексних теоретичних і експериментальних досліджень розроблені технологічні процеси зміцнення титанових сплавів, спрямовані на підвищення границі витривалості матеріалу.
Розроблено методику інженерного розрахунку технологічних параметрів процесу високоенергетичної електроімпульсної обробки титанових сплавів ВТ3-1, ВТ-6, ОТ-4, що застосовуються в авіадвигунобудуванні для виготовлення лопаток компресора. Викладена методика дозволяє розрахувати основні часові й енергетичні параметри технологічного процесу ВЕІО.
Розроблено чисельну реалізацію математичної моделі процесу теплообміну при ВЕІО, що дозволяє виявити граничні значення енергетичних параметрів, при яких можливі припалення і структурні перетворення в матеріалі деталі. Модель також дозволяє виявити найбільш підданому перегріву області деталей, що піддаються ВЕІО і таким чином виключити можливість браку на операціях зміцнення, а також вдосконалити значення енергетичних параметрів процесу. Модель дозволяє розраховувати температурні поля для деталей будь-якої складності.
Розроблена й апробована методика прискорених іспитів зразків, заснована на ймовірносно-статистичній обробці експериментальних даних. Методика іспитів дозволяє не тільки скоротити тривалість і обсяг досліджень, але і підвищити надійність і вірогідність отриманих результатів.
У процесі експериментальних досліджень отримані значення коефіцієнтів зміцнення титанових сплавів ВТ-6, ВТ3-1, виготовлених із прокату і куванням. Визначено вплив масштабного фактора на границю витривалості титанових зразків.
Отримано експериментальні дані про вплив структури матеріалу, що обумовлена видом попередньої термічної обробки на границю витривалості.
Зроблено оцінку впливу методу одержання заготівки, термічної обробки і механічного зміцнення деталей методом виброзміцнення на характеристики стомливої міцності.
Проведено дослідження процесу високоенергетичної електроімпульсної обробки в діапазоні режимів, що забезпечують підвищення стомливої міцності. Експериментальні дослідження цілком підтвердили теоретичні припущення про величину питомої енергії, необхідної для підвищення границі витривалості титанових сплавів.
Проведено комплексну оцінку комбінованої технології зміцнення деталей з титанових сплавів ВТ3-1, ВТ6 і ОТ-4, що полягає в послідовності заготівельної, термічної, виброзміцнюючої операцій, що після оздоблювальної операції завершуються операцією ВЕІО.
На підставі проведених комплексних досліджень розроблені технологічні рекомендації з проектування оптимальних з погляду стомливої міцності виробів технологічних процесів, а також приведені оптимальні технологічні режими термообробки і ВЕІО титанових сплавів.
У роботі приведені рекомендації з проектування й експлуатації технологічного устаткування, розробленого для ВЕІО лопаток середнього розміру, виготовлених з титанових сплавів. Розроблена установка відрізняється оригінальним пристосуванням для закріплення лопаток у процесі обробки, що виключає коробління деталей, що зміцнюються