RPZtex(2) (Бандаж с лопатками активной турбины осевого типа)

1. Техническое задание.

Деталь – бандаж с лопатками активной турбины осевого типа.

Необходимо:

Спроектировать конструкторскую документацию на деталь

Создать маршрутный технологический процесс

Создать рабочий технологический процесс

Изучить одно приспособление и один рабочий инструмент, используемые в технологическом процессе

Ввести элемент новизны в конструкцию приспособления и технологический процесс

Пронормировать одну из операций рабочего технологического процесса

Провести один из расчетов на прочность и точность приспособления

1. Описание детали.

   1. Описание узла, в состав которого входит деталь.

Вспомогательный (бустерный) насосный агрегат, составной частью которого является выбранная деталь – бандаж с лопатками турбины, предназначен для повышения антикавитационных качеств системы питания жидкостного ракетного двигателя (ЖРД). Бустерный насос устанавливается перед основным шнекоцентробежным насосом турбонасосного агрегата (ТНА) двигателя. Бустерный насос может устанавливаться как рядом с основным насосом, так и непосредственно у бака. Бустерный насос поддерживает давление, необходимое для бессрывной работы основного насоса.

Привод лопаточного бустерного насоса может осуществляться либо от газовой турбины, либо, как в данном случае, от гидравлической турбины. В нашем случае для привода гидравлической турбины жидкость высокого давления поступает от основного насоса.

1. Основные технические характеристики бустерного насоса.

Рабочая среда жидкий кислород.

Расход через бустерный насос 0,00295 м³/с.

Расход через гидротурбину 0,000366 м³/с.

Частота вращения 1895 рад/с.

Напор номинальный 21,3 м.

КПД 0,1.

1. Описание детали.

Бандаж с лопатками турбины, входящий в состав бустерного насоса, служит для привода осевого насоса. Сама же турбина приводится в действие жидкостью высокого давления, которая с помощью специальных сопел подается на колесо турбины. Бандаж – колесо осевого типа активной турбины. Технологически деталь (см. Рис. 1) представляет отрезок тонкостенной трубы. На внешней окружности прожигаются лопатки.

1. Рационализация технологического процесса.

Рационализация технологического процесса представляет улучшение обработки заготовки, снижение стоимостных и временных затрат, улучшение условий и культуры труда рабочих. Все это сказывается на трудоемкости и себестоимости детали, что в настоящее время достаточно актуально.

В качестве рационализации технологического процесса предлагаю использование вместо обычной заготовки – прутка, заготовки, полученной методом горячей штамповки выдавливанием. Чертеж заготовки – штамповки приведен (см. Рис. 2). Припуски и допуски на размеры определены по табл.22 стр143 [1] по ОСТ 1.41187-78. Для штамповок обычной формы (типа тел вращения) внешние и внутренние уклоны равны: , .

Для оценки эффективности использования металла рассчитаем КИМ:

.

Для сравнения рассчитаем КИМ при использовании в качестве заготовки прутка:

.

По подсчитанным коэффициентам видно, что при использовании в качестве заготовки прутка в стружку уходит практически половина металла (48%), тогда как при использовании штамповки уходит только 27%. Также следует учитывать, что применяя штампованную заготовку, мы снижаем время на обработку этой заготовки, износ рабочего инструмента также снижается, а следовательно снижается себестоимость детали. Хотя однозначно сказать о снижении себестоимости не следует, т.к. все зависит от конфигурации детали, но все-таки в большинстве случаев для подобных деталей себестоимость значительно падает.

1. Материал детали и его свойства.

В качестве конструкционного материала детали выбрана закаленная, коррозионно-стойкая в атмосферных условиях и некоторых агрессивных средах сталь 12Х18Н10Т (ГОСТ19282-73).

Требования к материалу бандажа с лопатками турбины:

деталь работает в криогенной жидкости, поэтому материал должен иметь повышенную хладостойкость,

деталь подвергается воздействию химически активной жидкости, следовательно материал должен обладать антикоррозионными свойствами,

деталь подвергается значительным нагрузкам, поэтому материал должен быть достаточно прочным,

деталь проходит обработку резанием, поэтому желательно, чтобы материал был хорошо обрабатываемый,

как все материалы, применяемые в аэрокосмической отрасли, выбранный материал должен иметь минимальную плотность,

для снижения себестоимости детали материал должен быть дешевым (с выполнением всех предыдущих требований).

Всем вышеперечисленным требованиям удовлетворяет сталь 12Х18Н10Т, которая и была выбрана в качестве конструкционного материала для данной детали.

К основным свойствам данной стали необходимо отнести:

Предел прочности на разрушение 550МПа

Твердость 141НВ

Предел хладостойкости -253С

Относительное удлинение 12%

Хорошая свариваемость материала, коррозионная стойкость в атмосферных условиях и некоторых агрессивных средах, подверженность термической обработке.

1. Маршрутный технологический процесс.

Сводный перечень операций технологического процесса:

№опер.	Наименование операции
005	Входной контроль
007	Отрезка заготовки от прутка
010	Правка заготовки
015	Токарная обработка
020	Электроэрозионная обработка
025	Слесарная обработка
030	Токарная обработка
035	Промывочная в ультразвуковой ванне
040	Электрополирование
045	Промывочная в бензине
050	Статическая балансировка с последующим контролем
055	Промывочная в бензине
060	Окончательный контроль на соответствие чертежу

1. Рабочий технологический процесс.

005 Операция входного контроля.

Оборудование: А. слесарный стол

Б. Шаблон допускаемого искривления

В. Комплект эталонов состояния поверхности

Т_оп=280с

Контролировать состояние поверхности (визуально).	Недопустимо наличие раковин и трещин глубиной более 2 мм.	А,В	120	20
Контролировать форму заготовки.	Заготовки с несоответствием по этому параметру отбраковывать. Допускаемый угол искривления .	А,Б	120	20
Наименование оп.	Контролируемый параметр	Об-е	Т0,с	ТВ,с

007 Отрезка заготовки.

Оборудование: абразивно-отрезной станок 8В262.

Т_оп=182с

Отрезать пруток 56, L=21мм	S=0,2 мм/об V=34 м/мин		100	60
Установить заготовку в станок			20	2
Наименование оп.	Режим	Об-е	Т0,с	ТВ,с

010 Правка заготовки.

Оборудование: пресс И5526.

Т_оп=305с

Извлечь заготовку			30	10
Править заготовку в холодном состоянии	Номинальная сила давления		210	30
Установить заготовку в пресс			20	5
Наименование оп.	Режим	Об-е	Т0,с	ТВ,с

015 Токарная обработка.

Смотри лист №2 (см. Рис. 3).

020 Электроэрозионная обработка.

Смотри лист №2 (см. Рис. 4).

025 Слесарная обработка.

Оборудование: напильник зернистостью 0,1х0,1мм.

Приспособление: тиски машинные, слесарный верстак.

Т_оп=685с

Снять заусенцы и притупить острые кромки в местах указанных на эскизе в пределах 0,1-0,5мм		600	60
Установить заготовку в приспособление		20	5
Наименование оп.	Об-е	Т0,с	ТВ,с

030 Токарная обработка.

Смотри лист №2 (см. Рис. 5).

035 Промывка в ультразвуковой ванне .

Смотри лист №2 (см. Рис. 6).

040 Электрополирование.

Смотри лист №2 (см. Рис. 7).

045 Промывка в бензине.

(см. Рис. 8)

Оборудование: А. Поддон 500х300х100мм

Б. Бензин 6рГ ГОСТ 4753-68

В. Салфетка бумажная 100х100мм

Т_оп=792с

Контролировать состояние поверхности.	Наличие жирных и грязных пятен недопустимо.	В	120	10
Сушить на открытом воздухе			300	20
Очистить заготовку методом прополаскивания (ручное).		Б	300	20
Поместить заготовку в поддон		А	20	2
Наименование оп.	Контролируемый параметр	Об-е	Т0,с	ТВ,с

050 Статическая балансировка с последующим контролем.

Смотри лист №2 (см. Рис. 9).

055 Промывка в бензине.

(см. Рис. 8)

Оборудование: А. Поддон 500х300х100мм

Б. Бензин 6рГ ГОСТ 4753-68

В. Салфетка бумажная 100х100мм