№ 3 (153) (2024)

В статье рассмотрены вопросы повышения производительности, качества и точности скругления острых кромок многочисленных охлаждающих отверстий в лопатках турбин газотурбинных двигателей из жаропрочных никелевых сплавов для современного растущего пассажирского авиационного транспорта на основе разработки новой технологии электроэрозионного фрезерования с применением современных многоосевых станков с ЧПУ с вращающимся полым электродом и высоконапорной подачей специальной смывающей жидкости через тело электрода. Разработан автоматизированный процесс обработки острых кромок на выходе более 200 охлаждающих разнорасположенных наклонных отверстий диаметром 0,45…0,6 мм в одной лопатке, который применяется вместо трудоемкой ручной слесарной обработки различными надфилями, абразивными и металлическими шарошками. Установлено, что в результате выполненного моделирования и разработки специального программного обеспечения стабильно выполняется с высокой точностью равномерный радиус скругления методом автоматического электроэрозионного фрезерования вдоль всей выходной кромки каждого наклонного отверстия в лопатках турбины на многоосевом обрабатывающем электроэрозионном центре. Применение скругленной кромки выходных отверстий обеспечивает более эффективное охлаждение лопаток турбины и более высокие показатели работы газотурбинных двигателей. Одновременно установлено, что с значительным повышением производительности обработки острых кромок лопаток обеспечено более высокое качество поверхностей скругленной кромки отверстий. Результаты проведенных исследований рекомендуются для внедрения на предприятиях авиадвигателестроения.

Процессы изнашивания деталей всегда сопровождают работу машин и механизмов. Важной задачей является минимизация потерь энергии на трение, для чего используются смазочные материалы, которые, в свою очередь, могут содержать различные дисперсные компоненты. Эти компоненты подразделяются на три группы: образующиеся в процессе трения, попадающие в узел трения извне и целенаправленно добавляемые. В работе подробно изучается влияние таких дисперсных компонентов, как микроорганизмы (микроскопические плесневые грибы) и целенаправленно добавляемые наполнители, в частности, серпентинит, на процессы трения и изнашивания. Рассмотрены условия возникновения и механизм биоповреждений, а также токсины, выделяемые микроорганизмами. Приведена структура и принцип действия серпентинита. Для выполнения испытаний применялись консистентные смазочные материалы четырёх разных марок (Лита, ЦИАТИМ-201, ГОИ-54п и МС-70), а также образцы зараженных плесневыми грибами консистентных смазочных материалов в чашках Петри и мелкодисперсный порошок серпентинита. Трибологические испытания проводились на машине Bosch PBD-40, а диаметры пятен износа шариков, находящихся в узле трения, измерялись при помощи цифрового микроскопа DigiMicro 2.0. В результате проведённых испытаний было найдено, что при использовании в узле трения заражённых микроорганизмами консистентных смазочных материалов чаще всего наблюдалось ухудшение таких триботехнических характеристик, как средняя сила трения и средний диаметр пятна износа, по сравнению с базовыми смазками. А при использовании смазочной композиции, состоящей из заражённого смазочного материала и серпенитинита, всегда наблюдалось улучшение данных триботехнических показателей по сравнению с заражёнными консистентными смазками, не содержащими серпентинит, что указывает на эффективность добавления наполнителя.

Рассмотрены методы обеспечения требуемой жесткости кузовов пассажирских вагонов, которые позволили вы-явить основные конструктивные решения, и технология их сборки. Получены варианты с усилением рамы вагона до-полнительными элементами, с установкой одной и двух поперечных перегородок, а также вариант с двумя перего-родками, связанными между собой продольными элементами. В качестве критерия выбора рационального конструк-тивного решения повышения жесткости несущей конструкции кузова приняты первая частота изгибных колебаний, максимальные напряжения, действующие в зоне усиления конструкции, а также величина увеличения массы, связан-ная с введением дополнительных элементов. Проведен анализ эффективности предложенных конструктивных реше-ний в рамках принятых критериев с помощью метода конечных элементов. Установлено, что наиболее оптимальным для увеличения жесткости кузова является вариант усиления, который предусматривает установку двух несущих перегородок, связанных между собой продольными элементами. Данный вариант позволяет при незначительном уве-личении массы кузова повысить его жесткость до 8,92 Гц и снизить максимальные напряжения, действующие в зо-нах усилений, до 167,2 МПа. Установлено, что усиление, которое предусматривает установку двух несущих перего-родок, связанных между собой продольными элементами, является эффективным и работоспособным, поэтому ре-комендуется к дальнейшему исполнению в новых конструкциях кузовов пассажирских вагонов. В связи с этим разра-ботан технологический процесс сборки кузова с усиленной конструкцией и представлена его технологическая схема сборки. Установлено, что изменение технологического процесса производства кузова пассажирского вагона от внедрения новых элементов не потребует создания дополнительных производственных линий, т. к. сборку можно вы-полнить на имеющемся на производственной линии оборудовании. Рекомендовано в технологическом процессе ис-пользование портальной контактной точечной машины с двухсторонним подводом тока, которая позволит обеспе-чить качество технологического процесса сборки.