В Перми придумали, как сократить время и затраты на производство авиадвигателей
В производстве авиадвигателей самая большая сложность — в изготовлении деталей газовых турбин. Особенно это касается дисков и лопаток, отвечающих за вращение турбины. Они соединены между собой с помощью елочных пазов — углублений в форме елочек. Сейчас они обрабатываются методом протягивания специальными блоками из быстрорежущих сталей, которые прорезают диски и формируют по окружности елочный профиль. Но в современных реалиях возникают трудности с зарубежными поставками заготовок для процесса протягивания. Это влечет за собой простои производства и серьезные финансовые затраты. Ученые Пермского Политеха предложили более эффективный способ прорезки елочных пазов в дисках газовых турбин. Он позволит почти в два раза сократить время и затраты на изготовление протяжек из дорогостоящих быстрорежущих сталей.
Статья опубликована в сборнике «Современные тенденции развития инструментальных систем и металлообрабатывающих комплексов», 2024. Исследование выполнено в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
Газовая турбина обеспечивает основную тягу авиадвигателя и отвечает за движение и полет самолета. Поток воздуха, попадая в двигатель, сжимается с помощью компрессора, нагревается в камере сгорания, вращает лопатки турбины и на огромной скорости выбрасывается из сопла, толкая самолет вперед.
Лопатки – ключевой элемент двигателя, они представляют собой металлические пластины, которые по окружности прикрепляются к дискам турбины. Для надежного закрепления в детали они вставляются в пазы сложного профиля – углубления в виде елочек. И в России, и за рубежом обработка таких пазов выполняется на станках с помощью заготовок многосекционных протяжек соответствующей формы. Они создаются из быстрорежущих сталей, которые эффективно прорезают диски и быстро формируют елочный профиль.
Однако с увеличением в стране объема производства новых отечественных газотурбинных двигателей возникают проблемы с изготовлением сложных высокоточных протяжек. Какой бы прочной не была стальная заготовка, после нескольких процессов протягивания она стачивается, из-за чего приходит в негодность и нуждается в переточке. Это требует большого количества времени и самих заготовок. Но их больше не поставляют из-за рубежа, а поиск новых поставщиков и испытания более прочных сталей для протягивания приводят к серьезным финансовым тратам и простою всего производства.
Ученые Пермского Политеха разработали новую технологию прорезки елочных пазов в дисках газовой турбины, которая обеспечит высокий темп производительности отечественных авиадвигателей и значительно снизит затраты на изготовление необходимых комплектов многосекционных протяжек.
«Мы предлагаем применять совмещенный метод обработки: предварительную вырезку пазов проводить различными производительными методами вырезки, а окончательную обработку – уже методом чистового профильного протягивания. Такой способ позволит почти в два раза сократить время и затраты на изготовление, настройку и переточку большого числа предварительных прорезных протяжек из дорогостоящих сталей», – объясняет доктор технических наук, декан механико-технологического факультета ПНИПУ Михаил Песин.
В качестве методов начальной прорезки пазов политехники сравнивали глубинное шлифование, фрезерование, электроэрозионную и гидроабразивную обработку. Для каждого рассчитали трудоемкость и затраты производства при обработке елочных пазов в диске турбины. Ученые отмечают, что 80 процентов работы ложится на удаление металла из пазов – вырезку елочки, а на чистовую протяжку остается только 20 процентов. Но именно окончательное протягивание обеспечивает качество и точность вырезки.
Результаты расчетов показали, если изначально для вырезки пазов использовать протяжки, то процесс занимает мало времени, но стоимость их комплекта очень высокая. Применение же вместо этого других методов обработки в два раза снижает затраты, но приводит к серьезному росту трудоемкости.
Из всех только гидроабразивная обработка показала лучший результат – трудоемкость выросла всего в 1,5 раза. Окончательная проверка профиля вырезанного паза таким методом доказала его пригодность, так как углубления в образцах получились ровными и подходящими для последующего чистового елочного протягивания.
Ученые Пермского Политеха планируют внедрять новую технологию в серийное производство газотурбинных двигателей. Исследование подтвердило, что процесс гидроабразивной резки перспективен для предварительной вырезки елочных пазов и может быть совмещен с методом протягивания. Разработка существенно сократит расходы материалов и обеспечит высокий темп производительности отечественных ГТД.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Израильские биологи научили родственника табака самостоятельно вырабатывать пять психоделических веществ, которые в природе происходят из трех царств: растений, грибов и животных. Для этого ученые впервые расшифровали природный путь выработки ДМТ, а затем перенесли нужные гены в один организм.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Израильские биологи научили родственника табака самостоятельно вырабатывать пять психоделических веществ, которые в природе происходят из трех царств: растений, грибов и животных. Для этого ученые впервые расшифровали природный путь выработки ДМТ, а затем перенесли нужные гены в один организм.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно