автореферат диссертации по авиационной и ракетно-космической технике, 05.07.05, диссертация на тему:Разработка технологии изготовления перспективных уплотнений газовоздушного тракта ГТД методом импульсной электрохимической обработки

□□3482980

На правах рукописи

МАННАПОВ Альберт Раасович

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕРСПЕКТИВНЫХ УПЛОТНЕНИЙ ГАЗОВОЗДУШНОГО ТРАКТА ГТД МЕТОДОМ ИМПУЛЬСНОЙ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

специальность 05.07.05 - Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов

АВТОРЕФЕРАТ 1 2 {[Гп —

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Уфа-2009

003482980

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Уфимский государственный авиационный технический университет» на кафедре оборудования и технологии сварочного производства и кафедре технологии машиностроения

Научный руководитель: заслуженный деятель науки РБ, д-р техн. наук, проф.

Зайцев Александр Николаевич, проф. кафедры оборудования и технологии сварочного производства ГОУ ВПО «Уфимский государственный авиационный технический университет»

Официальные оппоненты: доктор технических наук, проф.

Проничев Николай Дмитриевич, проф. кафедры производства двигателей летательных аппаратов ГОУ ВПО «Самарский государственный аэрокосмический университет им. академика С.П. Королева»

доктор технических наук, проф. Будилов Владимир Васильевич, проф. кафедры технологии машиностроения ГОУ ВПО «Уфимский государственный авиационный технический университет»

Ведущая организация: Научно-исследовательский институт технологии и организации производства двигателей («НИИД») - филиал ФГУП «ММПП «Салют» (г. Москва).

Защита состоится 4 декабря 2009 г. в 1400 на заседании диссертационного совета Д-212.288.05 при ГОУ ВПО «Уфимский государственный авиационный технический университет» по адресу: 450000, г. Уфа-центр, ул. К. Маркса, 12, корп. 1, актовый зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Уфимский государственный авиационный технический университет».

Автореферат разослан 30 октября 2009 г.

Учёный секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одним из путей повышения эффективности ГТД является совершенствование конструкций радиальных уплотнений газовоздушного тракта, позволяющих сократить утечки рабочей среды между разделяемыми полостями. К наиболее перспективным видам уплотнений относятся щёточные и пальчиковые, конструктивно представляющие собой круговой массив большого количества (порядка 102...10 ) близкорасположенных малоразмерных (с характерными размерами и шагом расположения порядка 0,1... 1 мм) уплот-нительных элементов - щетинок и пальчиков.

Щёточные и пальчиковые уплотнения новых конструкций должны иметь сложную продольную и поперечную форму уплотаительных элементов для обеспечения повышенных упругих, герметизирующих и других свойств, а к их поверхностям должны предъявляться особые требования по коррозионной и износостойкости. Традиционно используемые методы (навивка проволоки на оправку с последующей фиксацией, разрезкой и сваркой - для щёточных уплотнений; фотохимическая или лазерная обработка - для пальчиковых) имеют существенные технологические ограничения в плане удовлетворения указанных конструкторских идей, приводят к появлению поверхностного термически изменённого слоя и заусенцев, требующих последующего удаления, не всегда обеспечивают требуемую точность или экологически не безопасны.

Дня обоих указанных видов уплотнений наиболее рациональным решением является применение импульсной электрохимической обработки (ЭХО) по схеме с вибрацией электрода-инструмента (ЭИ). С технологической точки зрения обработка как щёточных, так и пальчиковых уплотнений заключается в одновременном прецизионном формировании большого количества малоразмерных уплотнительных элементов в сплошной монолитной заготовке при помощи маложёсткого ЭИ, что позволяет рассматривать их обработку совместно.

Для операции импульсной ЭХО массива уплотнительных элементов необходимо иметь высокотехнологичную конструкцию ЭИ в виде тонкой неизолированной перфорированной пластины (далее - ЭИ-ТНПП) с отверстиями различных форм и размеров между которыми имеются тонкие перемычки. Следует отметить, что описание технологической схемы данным ЭИ очень мало освещено в научно-технической литературе. Это не позволяет в полной мере использовать технологические преимущества метода импульсной ЭХО при изготовлении перспективных уплотнений.

Совершенствование технологии импульсной ЭХО массивов малоразмерных элементов сложной формы в заготовках из жаростойких и жаропрочных сталей и сплавов позволяет создавать новые перспективные конструкции уплотнений газовоздушного тракта, которые ранее не могли быть технологически реализованы. Таким образом, тема работы является новой и актуальной.

Актуальность темы подтверждается включением её в план Федеральной целевой программы «Развитие гражданской авиационной техники России на 2002-2010 годы и на период до 2015 года» го-разделу мероприятий «Разработка новых технологий создания высокотемпературных покрытий и высокоэффективных уплотнений газовоздушного тракта, а также технологии создания зуб-

чатых колёс». Работа выполнялась в соответствии с планами НИР, по государственным контрактам и хозяйственным договорам ООО «УК «ОДК», ФГУП «ММПП «Салют», ОАО «УМПО», УГАТУ и ООО «ЕСМ» в период 2007-2009г.

Цель работы. Разработка технологии изготовления перспективных щёточных и пальчиковых уплотнений радиальных зазоров газовоздушного тракта ГТД методом импульсной электрохимической обработки с применением вибрирующего электрода-инструмента в виде тонкой неизолированной перфорированной пластины.

Для достижения данной цели следует решить следующие задачи:

1. Разработать феноменологическую и математическую модели импульсной ЭХО массива малоразмерных уплотнительных элементов (ММУЭ) с применением ЭИ-ТНПП, учитывающие основные физико-химические и технологические особенности данной схемы обработки.

, 2. Подобрать наиболее рациональные составы электролитов и исследовать зависимости основных выходных технологических показателей импульсной ЭХО от параметров режима для типовых материалов, широко используемых в ГТД для рабочих температур до 700 °С.

3. Разработать новые способы изготовления перспективных уплотнений методом импульсной биполярной ЭХО с обеспечением заданной формы продольного сечения малоразмерных уплотнительных элементов и заданного содержания хрома в их поверхностном слое.

4. Разработать алгоритмы расчёта выходных технологических показателей и оптимизации параметров режима импульсной ЭХО перспективных уплотнений.

5. Совместно с ведущими российскими НИИ и конструкторскими бюро по авиадвигателестроению отработать на технологичность в отношении импульсной ЭХО новые конструкции щёточных и пальчиковых уплотнений.

6. Сформулировать технические требования к специальному электрохимическому оборудованию для изготовления перспективных уплотнений, апробировать полученные технические решения и результаты исследований в производственной практике при изготовлении натурных образцов щёточных и пальчиковых уплотнений и в учебном процессе УГАТУ.

Методы исследования. Теоретические исследования проводились с использованием основных положений теоретической электрохимии, теории упругого деформирования, методов численного моделирования и аппарата дифференциального исчисления. Экспериментальные исследования по импульсной ЭХО проводились на станках моделей РЕМ-1360 и ЕТ-500. При проведении исследований использовалась современная регистрирующая аппаратура: инвертированный оптический микроскоп с цифровой фотокамерой высокого разрешения модели Olympus GX-51 для оптического исследования поверхности и определения размеров уплотнительных элементов; сканирующий зондовый микроскоп (СЗМ) NTegra для атомно-силового измерения геометрических параметров микрорельефа поверхности; энергодисперсионная приставка INCA Energy 350 к растровому электронному микроскопу JSM-840 для микрорентге-носпектрального анализа поверхностного слоя; двулучевой электронный цифровой осциллограф Infmium для осциллографирования параметров импульсов

тока. Обработка результатов экспериментальных исследований проводилась с использованием методов теории вероятностей и математической статистики.

Положения, выносимые на защиту:

1. Феноменологическая и математическая модели импульсной ЭХО ММУЭ с использованием вибрирующего ЭИ-ТНПП.

2. Результаты экспериментальных исследований зависимости производительности, энергоёмкости, погрешности процесса импульсной ЭХО, шероховатости и химического состава поверхностного слоя от основных параметров режима (напряжения, скорости подачи ЭИ, длительности импульсов тока) для сталей 10X11Н23ТЗМР, 12Х18Н9Т и 30X13.

3. Новые конструктивные решения и способы изготовления щёточных и пальчиковых уплотнений газовоздушного тракта.

4. Алгоритмы расчёта выходных технологических показателей и оптимизации параметров режима импульсной ЭХО по критерию минимального времени обработки при ограничениях по среднеквадратичному отклонению поперечных размеров уплотнительных элементов в пределах массива и параметрам шероховатости поверхности в их пршсомлевой части.

5. Рекомендации по выбору оптимальных режимов, технологических схем и проектированию технологического оснащения для импульсной ЭХО (механической части станков, источников питания, систем управления процессом).

Научная новизна работы определяется разработкой новых научно-обоснованных технологических и технических решений, обеспечивающих создание новой технологии изготовления перспективных щёточных и пальчиковых уплотнений газовоздушного тракта ГТД методом импульсной ЭХО. Основные пункты научной новизны:

1. Разработаны феноменологическая и математическая модели импульсной ЭХО большого количества близкорасположенных малоразмерных уплотнительных элементов (с плотностью расположения до 500 шт. на 1 см2), которые, в отличие от известных, комплексно учитывают омическое сопротивление ЭИ-ТНПП, физико-химические процессы (газонаполнение и нагрев) в межэлектродном промежутке (МЭП), соизмеримость характерных поперечных размеров уплотнительных элементов с размерами боковых и торцевых межэлектродных зазоров (МЭЗ) и деформации ЭИ-ТНПП, вызванные действием гидродинамических сил во время цикла осцилляции рабочего органа станка.

2. На основе математического моделирования и последующей верификации впервые установлена взаимосвязь параметров режима и геометрических характеристик ЭИ-ТНПП, позволяющая определить критическую размерность ММУЭ, при которой для всех вырезаемых уплотнительных элементов будет достигаться напряжение, достаточное для протеканий анодных электрохимических реакций.

3. Впервые поставлена и решена задача оптимизации параметров режима импульсной ЭХО ММУЭ по критерию минимального времени обработки при заданных ограничениях по среднеквадратичному отклонению поперечных размеров уплотнительных элементов в пределах массива и параметрам шероховатости поверхности в их прикомлевой части.

4. Разработана методика косвенного определения параметров шероховатости по длине образующей уплотнительных элементов, которая, в отличие от известных, основана на суперпозиции расчётных зависимостей изменения плотности тока по длине образующей уплотнительного элемента и экспериментальных зависимостей показателей шероховатости от плотности тока.

Практическая ценность работы. В результате проведённых исследований разработана совокупность технических и технологических решений в области технологии изготовления перспективных уплотнений газовоздушного тракта ГОД. Проведённый комплекс исследований позволяет ускорить итерационный процесс создания серийных уплотнений новых конструкций. Практическая ценность работы заключена в следующем:

1. Предложены новые конструктивные решения по пальчиковым и щёточным уплотнениям (поданы 3 заявки на изобретения РФ, по одной из которых получено решение на выдачу патента), которые учитывают технологические преимущества процесса импульсной ЭХО.

2. Предложены новые способы (поданы 2 заявки на изобретения РФ) изготовления щёточных уплотнений.

3. Разработано программное обеспечение для САПР, позволяющее с удовлетворительной для практики точностью назначать оптимальные режимы импульсной ЭХО перспективных уплотнений, прогнозировать размеры уплотнительных элементов и параметры шероховатости их поверхности.

4. Создано и апробировано технологическое оснащение при изготовлении натурных образцов пальчиковых и щёточных уплотнений.

Практическая реализация работы.

1. Результаты диссертационной работы использованы в ООО «УК «ОДК» (г. Москва), в ФГУП «ММПП «Салют» (г. Москва), ФГУП «ЦИАМ им. П.И. Баранова» (г. Москва) и на ОАО «УМПО» (г. Уфа) при выполнении раздела «Разработка новых технологий создания высокотемпературных покрытий и высокоэффективных уплотнений газовоздушного тракта, а также технологии создания зубчатых колёс» Федеральной целевой программы и при проектировании новых конструкций пальчиковых и щёточных уплотнений.

2. Технические требования использованы при создании современного специального электрохимического станка (модели 4420Ф11М) для изготовления перспективных уплотнений.

3. Материалы диссертационной работы использованы в учебном процессе ГОУ ВПО УГАТУ в виде методических указаний к лабораторным работам.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на Международной молодёжной НТК «Молодёжь в авиации: новые решения и передовые технологии» (Украина, г. Алушта, ОАО «Мотор Сич», 2007 г.), IV-ой НПК молодых учёных и молодых специалистов авиационно-космической промышленности (г. Москва, Компания «Сухой», МАИ, 2007 г.), ежегодных Всероссийских НТК молодых специалистов (г. Уфа, ОАО «УМПО», 2007-2008 г.), Всероссийских молодёжных НТК «Мавлютов-ские чтения» (г. Уфа, УГАТУ, 2007-2008 г.), Международной НТК «Проблемы и перспективы развития двигателестроения» (г. Самара, СГАУ, 2009 г.), на ка-

федре производства двигателей летательных аппаратов ГОУ ВПО СГАУ (г. Самара, 2009 г.), периодически на научно-технических совещаниях в ООО «УК «ОДК» и научно-технических семинарах НИИ ПТТ ЭХО при УГАТУ.

Публикации. Результаты исследований опубликованы в 8-ми печатных работах, в том числе 2 работы опубликованы в изданиях, входящих в перечень рецензируемых научных журналов ВАК. Объём публикаций 3,1 пл.

Структура и объём работы. Диссертационная работа изложена на 206 страницах машинописного текста и состоит из введения, пяти глав, общих выводов по работе, списка использованной литературы из 90 наименований, содержит 114 рисунков и 23 таблицы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, поставлены цель и задачи исследования, изложены научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе рассмотрены традиционные конструкции щёточных и пальчиковых уплотнений и основные тренды в их развитии, в результате чего сформулированы предъявляемые к ним технические требования по геометрии, размерности, параметрам точности и качества поверхностного слоя. Обоснована целесообразность использования уплотнений со сложной формой продольного и поперечного сечения уплотнительных элементов, а также необходимость повышения эксплуатационных характеристик (коррозионной стойкости, износостойкости) за счёт улучшения параметров поверхностного слоя (уменьшение шероховатости, создание поверхностных слоев, обогащенных хромом).

Проведён сравнительный анализ механических и физико-химических методов обработки применительно к изготовлению уплотнений. Указаны недостатки традиционных технологий, ограничивающие конструкторский замысел. Отмечено, что альтернативой в данном случае могли бы служить физико-химические методы. Однако получить ММУЭ путём наращивания материала (гальванопластика, направленная кристаллизация и др.) технологически затруднительно в связи с их малыми поперечными размерами и шагом расположения (менее 1 мм) при длине, превышающей поперечные размеры в несколько раз. Существенным недостатком методов, основанных на удалении материала плавлением и испарением (лазерная, электронно-лучевая, электроэрозионная обработка), является наличие термически изменённого слоя. Использование указанных методов не позволяет достичь высокой производительности при требуемом качестве поверхности и точности обработки, в некоторых случаях сопряжено с высоким относительным износом инструмента, но самое главное -они имеют существенные технологические ограничения при создании уплотнительных элементов со сложной формой продольного и поперечного сечения.

В связи с этим показана целесообразность применения импульсной биполярной ЭХО вибрирующим ЭИ, основные преимущества которой формулируются следующим образом: отсутствие поверхностного термически изменённого слоя, долговечность инструмента, низкие значения параметров шероховатости при работе ка высоких амплитудных плотностях тока ( j >50 А/ом"), высокая

точность копирования формы и повторяемость процесса (1 ...10 мкм) при работе на малых торцевых МЭЗ (^„=1 ...20 мкм). Применительно к изготовлению уплотнений импульсная ЭХО позволяет вырезать уплотнительные элементы длиной I с характерными поперечными размерами я>0,05 мм при соотношении ¿/а<100 (и более) и прошивать тонкие (¿>0,05 мм) пазы в заготовках толщиной И при МК10...15, управляя формой продольного сечения уплотнительных элементов с точностью до нескольких микрон.

При использовании биполярной схемы подачи импульсов имеется принципиальная возможность увеличения содержания хрома в поверхностном слое с целью улучшения коррозионной и износостойкости уплотнительных элементов. Также это даёт возможность изготавливать детали уплотнений из сталей с более низким содержанием хрома, обеспечивая повышенные эксплуатационные свойства за счёт его осаждения на обрабатываемой поверхности.

Рассмотрено состояние вопроса по моделированию процесса ЭХО элементов в виде выступов и отверстий. Были проанализированы работы учёных ведущих научных школ РФ и зарубежья. Показано, что в известных работах не рассматривалась комплексная математическая модель импульсной ЭХО массива малоразмерных элементов, учитывающая наличие омического сопротивления и деформаций ЭИ-ТНПП, физико-химические процессы (газонаполнение и нагрев) в МЭП, соизмеримость поперечных размеров вырезаемых элементов с размерами боковых и торцевых МЭЗ. Также отмечено, что в научно-технической литературе отсутствуют данные о влиянии параметров режима импульсной ЭХО на размеры вырезаемых малоразмерных элементов и погрешности обработки, отсутствуют методики проектирования технологических операций, не решены задачи оптимизации режимов обработки и др. Таким образом, имеющейся в литературе информации явно не достаточно для проектирования операций импульсной ЭХО щёточных и пальчиковых уплотнений.

На основании проведённого анализа сформулированы цель и задачи исследования.

Во второй главе рассмотрено методическое обеспечение работы. Сущность технологической схемы импульсной биполярной ЭХО массива малоразмерных элементов заключается в следующем (рис.1, а). При обработке электро-додержателю сообщается движение подачи по направлению к заготовке и колебательное движение с частотой /м по гармоническому закону от вибратора станка. Заготовка и электрододержатель подключаются к противоположным полюсам источника питания. Электролит подаётся через отверстие в корпусе электрододержателя. При этом в результате двустороннего воздействия гидродинамических сил на ЭИ-ТНПП (давления потока подаваемого электролита с одной стороны и периодически возникающего в торцевом МЭП импульсного давления в преддверии момента максимального сближения электродов - с другой стороны) его точки движутся по законам, отличным от гармонического (рис. 1, б).

Приведены технические характеристики современных электрохимических станков РЕМ-1360 и ЕТ-500 (производства ООО «ЕСМ»), используемой технологической оснастки, измерительной и регистрирующей аппаратуры.

а б

Рисунок 1 - Технологическая схема импульсной биполярной ЭХО массива малоразмерных элементов (а) и осциллограммы колебательного движения ЭИ и подачи импульсов тока прямой !р и обратной /„ полярности (б): 1 - ЭИ-ТНПП, 2 - корпус электрододержателя, 3 - державка, 4 - отверстие для подвода электролита, 5 — источник питания, 6 — сетка для стабилизации потока электролита, 7 и 8 - верхняя и нижняя полости корпуса электрододержателя, 9 - заготовка, — длительность импульсов тока, ц> (р*) - относительное смещение момента достижения нижнего положения вибратором (центральной точкой ЭИ) от момента начала подачи импульса тока, А - амплитуда колебаний, 5 - торцевой МЭЗ.

Описаны методики оценки погрешности размеров и формы малоразмерных уплотнительных элементов и отверстий в ЭИ-ТНПП, определения химического состава поверхностного слоя, параметров шероховатости, производительности и энергоёмкости процесса импульсной ЭХО.

Рассмотрена расчётно-экспериментальная методика определения параметров шероховатости на поверхности уплотнительных элементов. Суть методики заключается в суперпозиции расчетных (на основе предложенной математической модели) зависимостей изменения плотности тока по длине образующей уплотнительного элемента и экспериментальных зависимостей параметров шероховатости поверхности от амплитудной плотности тока. Верификация предложенной методики проверена прямым измерением параметров шероховатости при помощи СЗМ на образцах с малоразмерными уплотнительными элементами, имеющими плоские грани. Расхождение результатов не превышало 15...25%, что вполне приемлемо для инженерных расчетов.

Третья глава посвящена разработке феноменологической и математической модели и оптимизации процесса импульсной ЭХО ММУЭ с применением вибрирующего ЭИ-ТНПП.

При математическом моделировании участок цепи "ЭИ-МЭП" был представлен в виде электрической схемы замещения, к концам которой приложено напряжение V (рис. 2). В данной схеме ЭИ-ТНПП представлен прямоугольной двоякопериодической решеткой, на гранях которой расположены сопротивления г, равные сопротивлению перемычек в ЭИ-ТНПП: г=р-1/({1-0„,) где р -удельное электрическое сопротивление материала, /, Д„, кэи - шаг расположения отверстий, диаметр отверстий и толщина ЭИ-ТНПП соответственно.

Рисунок 2 - Схема замещения электрических сопротивлений ЭИ-ТНПП и МЭИ эквивалентными нагрузками (а) и электрическая схема замещения участка цепи «ЭИ-МЭП» (б), где = К"! ■ Щ !(Щ Щ -локальный торцевой

МЭЗ, R" - локальный боковой МЗЗ

Рисунок 3 - Зависимость безразмерного тока Ji,=l,/(U-R) в центральном МЭП для ММУЭ

К узлам решётки подведены проводники с сопротивлением Rfj (i=l...M, j=l...N), имитирующие локальные сопротивления МЭП между каждым формообразующим отверстием в ЭИ-ТНПП и вырезаемым уплотнительным элементом на заготовке. На основе законов Кирхгофа получена система уравнений:

'«»|)j' -"(n-Dj + ' + hi-w *

х Ä(MU + Vd ' R<u-1) - h' (4Äi + r) = 0 при ¡Ф\,м; j*i,N. (1)

Краевые условия токо-подвода по периметру ЭИ-ТНПП:

Iu=U/Ru.,In=U/Ra,

IR-щ, /f =UIRi. (2) Приведённая система уравнений решена численно. Расчёт для случая Ry=R (начало обработки) показывает, что распределение тока по среднему сечению заготовки носит нелинейный характер, а локальный ток между ЭИ-ТНПП и центральным уплотнительным элементом в массиве резко падает с увеличением размерности массива и уменьшением R/r (рис. 3).

Таким образом, существует такая критическая размерность массива, при которой в центре заготовки выполняется условие U(m/2)(n/2) < Е (Е - потенциал растворения материала в анодно-анионной области) и обработать образец будет невозможно. Критическая размерность массива определяется из выражения:

".-М-

где к - коэффициент (зависящий от R/r), который определяется расчётным путём по математической модели.

При расчёте электрических сопротивлений локальных торцевых и боковых МЭП учтено изменение проводимости межэлектродной среды вследствие протекания физико-химических процессов (нагрев и газонаполнение) в течение действия импульса тока.

Поставленная задача моделирования импульсной ЭХО ММУЭ с учётом временного фактора (U=U(t), U{<p-tmmy=U„„, где II,,„ - заданное напряжение в нижнем положении вибратора) решена численно для периода действия одного импульса тока при установившемся режиме обработки. Программа позволяет рассчитывать: форму осциллограммы напряжения для прямоугольного импульса тока; соотношение суммарного тока, проходящего через торцевой и боковой МЭП; количество электричества, ушедшее в торцевую и боковую поверхности; температуру, объёмное газонаполнение и ток для каждого локального торцевого и бокового МЭП.

Из данной модели установлено, что существует оптимальная проводимость электролита по критерию минимального времени обработки при ограничении по стандартному отклонению боковых МЭЗ (или размеров в поперечном сечении уплотнительных элементов) в пределах ММУЭ.

Также из данной математической модели установлено, что для типичных параметров импульсной ЭХО характерные значения критической размерности

Также в данной главе предложена математическая модель для расчёта продольной формы одиночного малоразмерного уплотнительного элемента.

Задачу электрохимической вырезки уплотнительного элемента в виде выступа рассмотрим отдельно для 4 расчётных зон анодной границы (рис. 4).

Величина торцевого МЭЗ sm (в зоне I) рассчитывалась по известной формуле для плоскопараллельных электродов, боковых МЭЗ i,;(z) в зоне II - по формуле для коаксиальных электродов. Радиальные МЭЗ spofl(a) в переходной зоне III предложено находить в виде комбинированной функций:

ds^, Idt = (dsm/dt) cos2 a + {dsjdt)sin2 a, (4)

где а - угол между направлением подачи ЭИ-ТНПП (V3U) и нормалью к катодной границе, проведённой через расчётную точку на анодной границе.

массива (Лу имеют порядок 10 ...10 .

' О! х

Рисунок 4 - Расчетная схема ЭХО одиночного

уплотнительного элемента в виде выступа

Выбор этой функции обусловлен тем, что она обеспечивает непрерывность и гладкость анодной границы при переходе к торцевой и боковой поверхности.

При этом производные /Л и (¡з6 /Л находятся из выражений:

К„о „ <Ь,

-cos/?-K)l( cosa, (5)

Л snn> s" di , Л1 0,5Д3„ / cos a

^ 0,5A, Icosa-s^)In 3g---

0,5 D,„ / cos a - s^

где P - угол между нормалями к анодной и катодной границе, проходящими через расчётную точку на анодной границе, Кхт= Kx0(t) - характеристика режима ЭХО.

Для расчётной зоны IV формулы аналогичные.

Рассмотренная в упрощённой постановке полевая задача является общим случаем для задач ЭХО с более простой формой ЭИ, что позволяет использовать её в других приложениях (например, при А,,,—>ю; rj=r2-0; г, = h.JU и г2=0 и пр.).

Помимо объёмного газонаполнения и нагрева МЭП в данной модели дополнительно учтены (через коэффициент КЗХ0) сумма электродных потенциалов и анодный выход по току, которые находились из системы уравнений для каждой точки анодной поверхности с учётом функции распределения плотности тока по образующей уплотнительного элемента, найденной из полевой задачи.

Так как решение поставленной задачи даже в представленном достаточно упрощённом виде требует решения системы уравнений (в том числе нелинейных и дифференциальных) для каждой точки анодной поверхности, то для её решения был использован численный метод шагов. Разработанное программное обеспечение позволяет:

• задавать исходные геометрические, кинематические, электрические параметры, условия осуществления процесса;

• динамически изменять напряжение, скорость подачи ЭИ, момент начала подачи и длительность импульса тока непосредственно во время расчёта, т.е. имитировать систему управления станка;

• рассчитывать форму анодной поверхности в любой момент времени, входной и выходной диаметр малоразмерных уплотнительных элементов, их конусообразность и пр.;

• в реальном времени графически и численно выводить данные о распределении скоростей растворения, межэлектродных зазоров, коэффициентах выхода по току, плотностей тока по расчётным точкам обрабатываемой поверхности;

• выводить данные об изменении указанных параметров во времени для выбранной точки анодной поверхности;

• выводить осциллограмму напряжения импульса тока, характеризующую физико-химические процессы в межэлектродном промежутке.

Верификация разработанной модели показала удовлетворительную сходимость (в пределах 20% по боковому МЭЗ) с результатами эксперимента, что позволяет использовать её для предварительного назначения режимов импульсной ЭХО перспективных уплотнений.

Также в главе поставлена и решена задача оптимизации импульсной ЭХО ММУЭ по критерию минимума времени обработки toS,h как функции от напряжения Um и скорости подачи ЭИ-ТНПП VM при ограничениях по максимальному стандартному отклонению о поперечных размеров уплотнительных элементов и параметру шероховатости Ra прикомлевой поверхности.

В четвёртой главе приведены и обсуждены результаты технологических исследований.

Проведены поляризационные исследования, которые позволили дать рекомендации по выбору наиболее рационального состава электролита.

Произведен анализ структуры погрешности фотохимического травления отверстий в ЭИ-ТНПП. Установлено, что систематическая погрешность зависит в первую очередь от толщины ЭИ-ТНПП и диаметра отверстия. Так для DM = 0,46 мм (по чертежу) и hm = 0,3 мм она составляет около 0,07 мм по диаметру (рис. 5, а). Стандартное отклонение (о) диаметров Д,„ не превышает 0,01 мм.

d, мкм £>„„ шм Jfc мкм

0 10 20 30 0 10 20 30

К» щетинки в центральном раду № щетинки в центральном ряд)'

а б

Рисунок 5 - Точечная диаграмма распределения диаметров щёточных элементов в среднем ряду на заготовке из стали 30X13 и отверстий в ЭИ-ТНПГ1 (а) и точечная диаграмма распределения боковых МЭЗ (б): Ь - высота сечения от основания щёточных элементов, на которой производилось измерение (£/«„= 11 В, /,„,„=1,2 мс, Н,,,=0,036 мм/мин,рм=150 кПа)

Анализ случайной погрешности диаметров щёточных элементов, полученных методом импульсной ЭХО при постоянных параметрах режима, показывает, что их стандартные отклонения составляют 15...20 мкм (рис. 5, а). Однако большая доля этой погрешности обусловлена неточностью получения отверстий в ЭИ-ТНПП (рис. 5, а) и распределением боковых МЭЗ 5б=0,5-(Д„- ¡1), которое носит систематический характер - убывающий по направлению от периферии к центру (рис. 5, б). Последнее может быть обусловлено двумя причинами: неравномерностью подвода тока к отдельным щёточным элементам вследствие существенного омического сопротивления ЭИ-ТНПП и сложившегося поля скоростей потока электролита во время подачи импульса тока, приводящего к различных условиям выноса продуктов обработки в центре образца и на его периферии. Однако, систематическая погрешность, связанная с распре-

делением б,-, может быть устранена путём внесения корректировочных поправок в чертёж ЭИ-ТНПП. Результаты обработки данных измерений говорят о том, что случайная составляющая погрешности процесса импульсной ЭХО мала (6а =0,005...0,01 мм). Таким образом, при использовании ЭИ-ТНПП со скорректированными размерами отверстий принципиально возможно достижение погрешности обработки в пределах 0,02 мм. Основным же направлением повышения точности изготовления уплотнительных элементов можно назвать совершенствование технологии прецизионного получения отверстий в ЭИ-ТНПП.

Был проведён микрорентгеноспектральный анализ поверхностного слоя уплотнительных элементов после униполярной ЭХО. Результаты показали отсутствие влияния процесса униполярной ЭХО на химический состав поверхностного слоя.

Установлено, что при обработке в 8%№М03 настали 12X18Н9Т имеется множество часто расположенных микроуглублеиий диаметром до 5...8 мкм за счёт избирательного растворения хрома и дезинтеграции карбидной фазы, при этом шероховатость поверхности сильно зависит от параметров режима и составляет Ка 0,05... 1,25 мкм в зависимости от амплитудной плотности тока/. Поверхность стали 10Х1Ш23ТЗМР после униполярной ЭХО имеет ярко выраженное протравливание межзёренных границ (глубиной до 3 мкм), состоящих преимущественно из карбидов хрома, и отдельных карбидных включений в объёме зерна, что приводит к появлению неглубоких кратеров диаметром 5...20 мкм (рис. 6). Шероховатость поверхности данной стали составляет 0,4...1,0 мкм при./=15...100 А/см2. На стали 30X13 микрорельеф в определённой мере изотропен, шероховатость поверхности в широком диапазоне режимов составляет 0,2..0,4 мкм (дня/=10...90 А/см2).

Рисунок 6 - Виды поверхностных микродефектов на стали 10X11Н2ЭТЗМР после униполярной ЭХО (фотография с оптического микроскопа при *500 - в центре; трёхмерный рельеф поверхности площадью 50 мкм*50 мкм со сканирующего зондового микроскопа - по краям)

Результаты микрорентгеноспектрального анализа поверхности стали 12Х18Н9Т после биполярной ЭХО показывают увеличенное содержание хрома в поверхностном слое до 30% (в зависимости от режимов). Таким образом, регулируя величину тока обратной полярности /„ по мере заглубления ЭИ-ТНПП в заготовку можно обеспечить необходимое распределение хрома в поверхностном слое по длине образующей уплотнительного элемента. Увеличенное содержание хрома в определенных частях вырезанного уплотнительного элемента будет способствовать повышению коррозионной и износостойкости.

Результаты исследований по производительности показали, что максимальная скорость подачи ЭИ-ТНПП Утах для исследуемых материалов линейно зависит от напряжения и„„ (в диапазоне 7... 11 В) и длительности импульсов 1шт (0,6...1,5 мс), а давление электролита рзд на входе в МЭП слабо влияет на производительность импульсной ЭХО (рис. 7).

V^mi'wm

1 »lOXllIEiTJMP

2 ■ ЮХ11Н23ТЗМР(т)

3 113X1SH9T

4 х 30X1J

1'В

К, 0,05

0,04

0.03

0,02

0.01

0

,, мм/мин

-U-—1

.......- - ■ ■

р„, кПа

S

ю

и

12

0

100

200

300

400

а о

Рисунок 7 - Зависимость максимально допустимой скорости подачи ЭИ-ТНГ1П f'ияс от напряжения Um при /,„„=1,2 мс,рм=150 кПа (а) и давпения р„ на входе в МЭП при £/„„=8,5 В, ¿,„,„=1,2 мс (б) для стали 10Х11ШЗТЗМР: Q - минутный расход электролита

Это объясняется тем, что электролит быстро (в течение 0,05...0,1 мс) ухудшает свои проводящие свойства, и в дальнейшем процесс идёт при практически неизменной проводимости. Данный вывод подтверждается результатами математического моделирования.

Также установлено, что термообработка (закалка и двойное старение) стали 10X11H23T3MP практически не влияет на производительность импульсной ЭХО (рис. 7а).

Пятая глава посвящена практической реализации результатов исследований.

Представлены эскизы и описания перспективных щёточных и пальчиковых уплотнений (монолитное щёточное уплотнение, пальчиковое уплотнение с сотовой структурой на подъёмных площадках и уплотнение с зигзагообразными пальчиками), на конструкцию которых поданы 3 заявки на изобретения РФ.

Сформулированы требования к оборудованию для импульсной ЭХО малоразмерных (диаметром до 200 мм) и полноразмерных (диаметром до 450 мм) щёточных и пальчиковых уплотнений для вспомогательного ГТД ТА 18-200 (ОАО «Аэросила») и перспективного ГТД ПД-14 (ОАО «Авиадвигатель»),

Приведены примеры технологических операций импульсной ЭХО перспективных уплотнений (на способы обработки поданы 2 заявки на изобретения РФ).

Изложен порядок выполнения лабораторной работы "Моделирование процесса импульсной ЭХО массивов малоразмерных выступов с применением ЭИ-ТНПП".

Некоторые опытные образцы перспективных щёточных и пальчиковых уплотнений представлены на рис. 8.

д

Рисунок 8 - Образцы перспективных уплотнений (о - сегментная вставка щёточного уплотнения, б - образец щеточного уплотнения с наклонными щетинками, в - специальные электрод для ЭХО пальчикового уплотнения и ЭИ-ТНПП для его изготовления (йэ„ = 0,2 мм), г -кольцевая деталь пальчикового уплотнения толщиной 0,8 мм для кольцевой щели диаметром 160 мм, д - образец со сложной поперечной формой уплотнительных элементов)

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В результате проведения комплекса теоретических и экспериментальных исследований впервые разработана, исследована и оптимизирована технология одновременного формирования малоразмерных (размер хотя бы в одном направлении менее 1 мм) уплотнительных элементов (с плотностью расположения до 500 шт. на 1 см" при общем количестве до 104 шт.) с заданной формой

продольного сечения и необходимым содержанием хрома в их поверхностном слое из сплошной монолитной заготовки методом импульсной ЭХО с применением вибрирующего ЭИ-ТНПП. При этом получены следующие основные выводы и результаты:

1. Разработаны феноменологическая и математическая модели процесса импульсной ЭХО ММУЭ, которые комплексно учитывают омическое сопротивление и деформации ЭИ-ТНПП, физико-химические процессы (газонаполнение и нагрев) в МЭП, соизмеримость характерных поперечных размеров уплотни-тельных элементов с размерами боковых и торцевых МЭЗ. Верификация модели показала возможность её использования с приемлемой для практического применения точностью (погрешность в пределах 20% по боковому зазору) при предварительном расчёте размеров отверстий в ЭИ-ТНПП, назначении режимов и оптимизации процесса импульсной ЭХО по заданным критериям.

2. Исследованы зависимости выходных технологических показателей импульсной ЭХО от параметров режима для сталей 10Х11Н23ТЭМР, 12Х18Н9Т и 30X13. Установлено, что случайная погрешность поперечных размеров уплот-нительных элементов составляет 6о=0,005...0,01 мм, а систематическая погрешность может быть устранена путём внесения корректировочных поправок в чертёж ЭИ-ТНПП. Энергоёмкость процесса импульсной ЭХО на производительных режимах для указанных сталей составляет 16... 18 кВт-ч/кг, а линейная скорость обработки в зависимости от требуемого бокового МЭЗ - Ут = 0,02...0,07 мм/мин. Шероховатость поверхности для исследуемых сталей определяется в основном плотностью тока, размером и формой карбидной фазы и, изменяясь по длине образующей уплотнительных элементов, не превышает 0,8 мкм при) >50 А/см2.

3. Разработаны новые способы импульсной биполярной ЭХО, позволяющие путём регулирования параметров режима К3„, ит, 1шт /„ вырезать уплотнитель-ные элементы с заданной формой продольного сечения (за счёт изменения бокового МЭЗ в диапазоне 50...500 мкм) и необходимым содержанием хрома в поверхностном слое (увеличение относительного содержания хрома к железу -до 30%).

4. Создано программное обеспечение для САПР операций импульсной ЭХО перспективных уплотнений на основе разработанных алгоритмов расчёта выходных технологических показателей и оптимизации параметров режима по критерию минимального времени обработки при ограничениях по стандартному отклонению о поперечных размеров уплотнительных элементов в пределах массива и параметру шероховатости поверхности в их прикомлевой части.

5. Предложены новые конструктивные решения для щёточных и пальчиковых уплотнений (монолитное щёточное уплотнение, пальчиковое уплотнение с сотовой структурой на подъёмных площадках и уплотнение с зигзагообразными пальчиками) и подготовлены эскизные проекты пальчиковых уплотнений для вспомогательного ГТД ТА18-200 и перспективного ГТД ПД-14.

6. Разработаны технические требования к механической части, источнику питания, системе управления и гидросистеме электрохимического станка моде-

ли 4420Ф1 IM дня изготовления перспективных уплотнений и рекомендации по проектированию технологической оснастки. Полученные технические решения и результаты исследований апробированы в производственной практике при изготовлении натурных образцов малоразмерных щёточных и пальчиковых уплотнений.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

В материалах из перечня ВАК:

1. Маннапов А.Р. Технологические показатели электрохимического формирования вставок щёточных уплотнений / Маннапов А.Р., Зайцев А.Н. // Вестник УГАТУ. - Уфа, 2008. - Т. 11,№2(29).-С. 131-138.

2. Павлинич С.П. Электрохимическое формообразование элементов аэродинамических уплотнений / Маннапов А.Р., Гимаев Н.З., Зайцев А.Н. // Известия вузов. Авиационная техника. - Казань, 2008. - № 3. - С. 69-73.

в других изданиях:

3. Шерыхалина Н.М. Моделирование электрического поля в пространстве между пластиной и плоскостью (статья на англ. яз.) / Шерыхалина Н.М., По-речный С.С., Житникова Н.И., Маннапов А.Р. // Материалы 9-го международного семинара по компьютерным наукам и информационной технике CSIT'2007.. - Уфа, 2007. - Т. 3. - С. 221-223.

4. Поречный С.С. Электрохимическая обработка сплайн-электродом-инструментом / Поречный С.С., Маннапов А.Р. // Мавлютовские чтения. Всероссийская молодёжная научная конференция / ГОУ ВПО УГАТУ; ред. кол.: P.A. Бадамшин и др. - Уфа: УГАТУ, 2007. - Т. 5. - С. 30-31.

5. Поречный С.С. Электрохимическая обработка электродом-инструментом с изоляцией / Поречный С.С., Маннапов А.Р. // Мавлютовские чтения. Всероссийская молодёжная научная конференция / ГОУ ВПО УГАТУ; ред. кол.: P.A. Бадамшин и др. - Уфа: УГАТУ, 2007. - Т. 5. - С. 32-33.

6. Маннапов А .Р. Феноменология процесса электрохимического формообразования осесимметричных выступов электродом-инструментом в виде густо перфорированной пластины // Материалы IV всероссийской научно-технической конференции молодых специалистов, посвященной 83-ей годовщине образования ОАО "УМПО". - Уфа: УГАТУ, 2008. - С. 26-28.

7. Маннапов А.Р. Имитационная модель электрохимического прошивания отверстия // Мавлютовские чтения. Всероссийская молодёжная научная конференция I ГОУ ВПО УГАТУ; ред. кол.: P.A. Бадамшин и др. - Уфа: УГАТУ, 2007.-Т. 2.-С. 102-103.

8. Маннапов А.Р. Технология импульсной электрохимической обработки перспективных газовоздушных уплотнений // Материалы международной научно-технической конференции "Проблемы и перспективы развития двигателе-строения", Ч. 1. - Самара: СГАУ, 2009. - С. 216-217.

Диссертант

А.Р. Маннапов

МАННАПОВ Альберт Раисович

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕРСПЕКТИВНЫХ УПЛОТНЕНИЙ ГАЗОВОЗДУШНОГО ТРАКТА ГТД МЕТОДОМ ИМПУЛЬСНОЙ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

специальность 05.07.05 - Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Подписано в печать 28.10.09. Формат 60><84 1/16 Бумага офсетная. Печать плоская. Гарнитура Times New Roman Усл. печ. л. 1,0. Усл. кр.-отг. 1,0. Уч.-изд. л. 0,9 Тираж 100 экз. Заказ № 539.

Уфимский государственный авиационный технический университет Центр оперативной полиграфии УГАТУ 450000 Уфа-центр, ул. К. Маркса, 12

Используемые сокращения и обозначения.

Введение.

Глава 1. Аналитический обзор конструкций высокоэффективных уплотнений газовоздушного тракта и технологий их изготовления.

1.1 Аналитический обзор конструкций высокоэффективных уплотнений газовоздушного тракта ГТД и предъявляемые к ним технические требования.

1.2 Сравнительный анализ механических и физико-химических методов обработки щёточных и пальчиковых уплотнений газовоздушного тракта ГТД.

1.2.1 Изготовление щёточных уплотнений.

1.2.2 Изготовление пальчиковых уплотнений.

1.3 Состояние вопроса по моделированию процесса электрохимической обработки выступов и отверстий.

1.4 Цель и задачи работы.

Глава 2. Методика исследований.

2.1 Технологическое оснащение и технологические схемы импульсной электрохимической обработки (ЭХО) вибрирующим электродом-инструментом (ЭИ), измерительные и регистрирующие приборы.

2.1.1 Оборудование для импульсной ЭХО вибрирующим ЭИ.

2.1.2 Технологическая схема и технологическая оснастка для импульсной ЭХО электродом-инструментом в виде тонкой неизолированной перфорированной пластины (ЭИ-ТНПП).

2.1.3 Технологическая схема и технологическая оснастка для исследования обрабатываемости материалов методом импульсной ЭХО.

2.1.4 Схемы подачи импульсов.

2.1.5 Диапазоны параметров режима и условия обработки.

2.1.6 Измерительные и регистрирующие приборы.

2.2 Материалы заготовок и электродов-инструментов.

2.3 Методика оценки погрешности импульсной ЭХО.

2.3.1 Погрешности размеров отверстий в ЭИ-ТНПП.

2.3.2 Погрешности размеров малоразмерных уплотнительных элементов.

2.3.3 Погрешность формы малоразмерных уплотнительных элементов.

2.4 Методика исследования качества поверхностного слоя.

2.4.1 Прямое измерение параметров шероховатости обработанной поверхности.

2.4.2 Косвенная оценка параметров шероховатости обработанной поверхности малоразмерных уплотнительных элементов.

2.4.3 Методика определения химического состава поверхностного слоя

2.5 Методика определения производительности и энергоёмкости процесса импульсной ЭХО.

2.5.1 Определения удельного практического съёма, энергоёмкости и проводимости межэлектродной среды.

2.5.2 Определение максимальной скорости подачи ЭИ-ТНПП при импульсной ЭХО перспективных уплотнений.

2.6 Выводы и результаты по главе 2.

Глава 3. Моделирование импульсной электрохимической обработки массивов малоразмерных элементов перспективных уплотнений.

3.1 Феноменологическая модель процесса импульсной ЭХО вибрирующим ЭИ-ТНПП.

3.2 Постановка задачи, обоснование начальных условий, допущений и ограничений.

3.3 Моделирование импульсной ЭХО вибрирующим ЭИ-ТНПП.

3.3.1 Учёт омического сопротивления ЭИ-ТНПП.

3.3.2 Моделирование гидродинамики потока электролита и физико-химических процессов в межэлектродном промежутке.

3.3.3 Комплексная математическая модель и компьютерное моделирование импульсной ЭХО вибрирующим ЭИ-ТНПП.

3.3.4 В ерификация модели.

3.4 Моделирование импульсной ЭХО одиночного малоразмерного уплотнительного элемента.

3.4.1 Полевая задача.

3.4.2 Моделирование физико-химических процессов в межэлектродном промежутке.

3.4.3 Разработка программного обеспечения для расчёта формы малоразмерных уплотнительных элементов при импульсной ЭХО.

3.4.4 Верификация модели.

3.5 Постановка и решение задачи оптимизации режимов импульсной ЭХО перспективных уплотнений.

3.6 Выводы и результаты по главе 3.

Глава 4. Исследование технологических показателей процесса импульсной ЭХО перспективных уплотнений.

4.1 Поляризационные исследования.

4.2 Исследование точности импульсной ЭХО перспективных уплотнений.

4.3 Исследование качества обработанной поверхности.

4.2.1 Качество поверхностного слоя после униполярной импульсной

4.2.2 Качество поверхностного слоя после биполярной импульсной

4.4 Исследование производительности и энергоёмкости импульсной ЭХО. 151 4.3.1 Исследование производительности и энергоёмкости импульсной ЭХО сталей 30X13, 12Х18Н9Т и 10X11H23T3MP.

4.3.2 Исследование производительности импульсной ЭХО перспективных уплотнений.

4.5 Выводы и результаты по главе 4.

Глава 5. Практическая реализация результатов исследования.

5.1 Конструкции перспективных уплотнений газовоздушного тракта.

5.1.1 Предложения по конструкции щёточных уплотнений.

5.1.2 Предложения по конструкции пальчиковых уплотнений.

5.2 Технические требования к оборудованию для импульсной ЭХО пальчиковых и щёточных уплотнений.

5.3 Технические требования и рекомендации к проектированию технологической оснастки для импульсной ЭХО пальчиковых и щёточных уплотнений.

5.4 Примеры технологических операций изготовления образцов перспективных уплотнений методом импульсной ЭХО.

5.5 Использование результатов диссертации в учебном процессе.

5.6 Выводы и результаты по главе 5.

Актуальность темы. Одним из путей повышения эффективности ГТД является совершенствование конструкций радиальных уплотнений газовоздушного тракта, позволяющих сократить утечки рабочей среды между разделяемыми полостями. К наиболее перспективным видам уплотнений относятся щёточные и пальчиковые, конструктивно представляющие собой

2 5 круговой массив большого количества (порядка 10. 10) близкорасположенных малоразмерных (с характерными размерами и шагом расположения порядка 0,1. 1 мм) уплотнительных элементов - щетинок и пальчиков.

Щёточные и пальчиковые уплотнения новых конструкций должны иметь сложную продольную и поперечную форму уплотнительных элементов для обеспечения повышенных упругих, герметизирующих и других свойств, а к их поверхностям должны предъявляться особые требования по коррозионной и износостойкости. Традиционно используемые методы (навивка проволоки на оправку с последующей фиксацией, разрезкой и сваркой - для щёточных уплотнений; фотохимическая или лазерная обработка - для пальчиковых) имеют существенные технологические ограничения в плане удовлетворения указанных конструкторских идей, приводят к появлению поверхностного термически изменённого слоя и заусенцев, требующих последующего удаления, не всегда обеспечивают требуемую точность или экологически не безопасны.

Для обоих указанных видов уплотнений наиболее рациональным решением является применение импульсной электрохимической обработки (ЭХО) по схеме с вибрацией электрода-инструмента (ЭИ). С технологической точки зрения обработка как щёточных, так и пальчиковых уплотнений заключается в одновременном прецизионном формировании большого количества малоразмерных уплотнительных элементов в сплошной монолитной заготовке при помощи маложёсткого ЭИ, что позволяет рассматривать их обработку совместно.

Для операции импульсной ЭХО массива уплотнительных элементов необходимо иметь высокотехнологичную конструкцию ЭИ в виде тонкой неизолированной перфорированной пластины (далее - ЭИ-ТНПП) с отверстиями различных форм и размеров между которыми имеются тонкие перемычки. Следует отметить, что описание технологической схемы данным ЭИ очень мало освещено в научно-технической литературе. Это не позволяет в полной мере использовать технологические преимущества метода импульсной ЭХО при изготовлении перспективных уплотнений.

Совершенствование технологии импульсной ЭХО массивов малоразмерных элементов сложной формы в заготовках из жаростойких и жаропрочных сталей и сплавов позволяет создавать новые перспективные конструкции уплотнений газовоздушного тракта, которые ранее не могли быть технологически реализованы. Таким образом, тема работы является новой и актуальной.

Актуальность темы подтверждается включением её в план Федеральной целевой программы «Развитие гражданской авиационной техники России на 2002-2010 годы и на период до 2015 года» по разделу мероприятий «Разработка новых технологий создания высокотемпературных покрытий и высокоэффективных уплотнений газовоздушного тракта, а также технологии создания зубчатых колёс». Работа выполнялась в соответствии с планами НИР, по государственным контрактам и хозяйственным договорам ООО «УК «ОДК», ФГУП «ММПП «Салют», ОАО «УМПО», УГАТУ и ООО «ЕСМ» в период 2007-2009г.

Цель работы. Разработка технологии изготовления перспективных щёточных и пальчиковых уплотнений радиальных зазоров газовоздушного тракта ГТД методом импульсной электрохимической обработки с применением вибрирующего электрода-инструмента в виде тонкой неизолированной перфорированной пластины.

Для достижения данной цели следует решить следующие задачи: 1. Разработать феноменологическую и математическую модели импульсной ЭХО массива малоразмерных уплотнительных элементов (ММУЭ) с применением ЭИ-ТНПП, учитывающие основные физико-химические и технологические особенности данной схемы обработки.

2. Подобрать наиболее рациональные составы электролитов и исследовать зависимости основных выходных технологических показателей импульсной ЭХО от параметров режима для типовых материалов, широко используемых в ГТД для рабочих температур до 700 °С.

3. Разработать новые способы изготовления перспективных уплотнений методом импульсной биполярной ЭХО с обеспечением заданной формы продольного сечения малоразмерных уплотнительных элементов и заданного содержания хрома в их поверхностном слое.

4. Разработать алгоритмы расчёта выходных технологических показателей и оптимизации параметров режима импульсной ЭХО перспективных уплотнений.

5. Совместно с ведущими российскими НИИ и конструкторскими бюро по авиадвигателестроению отработать на технологичность в отношении импульсной ЭХО новые конструкции щёточных и пальчиковых уплотнений.

6. Сформулировать технические требования к специальному электрохимическому оборудованию для изготовления перспективных уплотнений, апробировать полученные технические решения и результаты исследований в производственной практике при изготовлении натурных образцов щёточных и пальчиковых уплотнений и в учебном процессе УГАТУ.

Методы исследования. Теоретические исследования , проводились с использованием основных положений теоретической электрохимии, теории упругого деформирования, методов численного моделирования и аппарата дифференциального исчисления. Экспериментальные исследования по импульсной ЭХО проводились на станках моделей РЕМ-1360 и ЕТ-500. При проведении исследований использовалась современная регистрирующая аппаратура: инвертированный оптический микроскоп с цифровой фотокамерой высокого разрешения модели Olympus GX-51 для оптического исследования поверхности и определения размеров уплотнительных элементов; сканирующий зондовый микроскоп (СЗМ) NTegra для атомно-силового измерения геометрических параметров микрорельефа поверхности; энергодисперсионная приставка INCA Energy 350 к растровому электронному микроскопу JSM-840 для микрорентгеноспектрального анализа поверхностного слоя; двулучевой электронный цифровой осциллограф Infinium для осциллографирования параметров импульсов тока. Обработка результатов экспериментальных исследований проводилась с использованием методов теории вероятностей и математической статистики.

Положения, выносимые на защиту:

1. Феноменологическая и математическая модели импульсной ЭХО ММУЭ с использованием вибрирующего ЭИ-ТНПП.

2. Результаты экспериментальных исследований зависимости производительности, энергоёмкости, погрешности процесса импульсной ЭХО, шероховатости и химического состава поверхностного слоя от основных параметров режима (напряжения, скорости подачи ЭИ, длительности импульсов тока) для сталей 10X11H23T3MP, 12Х18Н9Т и 30X13.

3. Новые конструктивные решения и способы изготовления щёточных и пальчиковых уплотнений газовоздушного тракта.

4. Алгоритмы расчёта выходных технологических показателей и оптимизации параметров режима импульсной ЭХО по критерию минимального времени обработки при ограничениях по среднеквадратичному отклонению поперечных размеров уплотнительных элементов в пределах массива и параметрам шероховатости поверхности в их прикомлевой части.

5. Рекомендации по выбору оптимальных режимов, технологических схем и проектированию технологического оснащения для импульсной ЭХО (механической части станков, источников питания, систем управления процессом).

Научная новизна работы определяется разработкой новых научно-обоснованных технологических и технических решений, обеспечивающих создание новой технологии изготовления перспективных щёточных и пальчиковых уплотнений газовоздушного тракта ГТД методом импульсной ЭХО. Основные пункты научной новизны:

1. Разработаны феноменологическая и математическая модели импульсной ЭХО большого количества близкорасположенных малоразмерных уплотнительных элементов (с плотностью расположения до 500 шт. на 1 см2), которые, в отличие от известных, комплексно учитывают омическое сопротивление ЭИ-ТНПП, физико-химические процессы (газонаполнение и нагрев) в межэлектродном промежутке (МЭП), соизмеримость характерных поперечных размеров уплотнительных элементов с размерами боковых и торцевых межэлектродных зазоров (МЭЗ) и деформации ЭИ-ТНПП, вызванные действием гидродинамических сил во время цикла осцилляции рабочего органа станка.

2. На основе математического моделирования и последующей верификации впервые установлена взаимосвязь параметров режима и геометрических характеристик ЭИ-ТНПП, позволяющая определить критическую размерность ММУЭ, при которой для всех вырезаемых уплотнительных элементов будет достигаться напряжение, достаточное для протеканий анодных электрохимических реакций.

3. Впервые поставлена и решена задача оптимизации параметров режима импульсной ЭХО ММУЭ по критерию минимального времени обработки при заданных ограничениях по среднеквадратичному отклонению поперечных размеров уплотнительных элементов в пределах массива и параметрам шероховатости поверхности в их прикомлевой части.

4. Разработана методика косвенного определения параметров шероховатости по длине образующей уплотнительных элементов, которая, в отличие от известных, основана на суперпозиции расчётных зависимостей изменения плотности тока по длине образующей уплотнительного элемента и экспериментальных зависимостей показателей шероховатости от плотности тока.

Практическая ценность работы. В результате проведённых исследований разработана совокупность технических и технологических решений в области технологии изготовления перспективных уплотнений газовоздушного тракта ГТД. Проведённый комплекс исследований позволяет ускорить итерационный процесс создания серийных уплотнений новых конструкций. Практическая ценность работы заключена в следующем:

1. Предложены новые конструктивные решения по пальчиковым и щёточным уплотнениям (поданы 3 заявки на изобретения РФ, по одной из которых получено решение на выдачу патента), которые учитывают технологические преимущества процесса импульсной ЭХО.

2. Предложены новые способы (поданы 2 заявки на изобретения РФ) изготовления щёточных уплотнений.

3. Разработано программное обеспечение для САПР, позволяющее с удовлетворительной для практики точностью назначать оптимальные режимы импульсной ЭХО перспективных уплотнений, прогнозировать размеры уплотнительных элементов и параметры шероховатости их поверхности.

4. Создано и апробировано технологическое оснащение при изготовлении натурных образцов пальчиковых и щёточных уплотнений.

Практическая реализация работы.

1. Результаты диссертационной работы использованы в ООО «УК «ОДК» (г. Москва), в ФГУП «ММПП «Салют» (г. Москва), ФГУП «ЦИАМ им. П.И. Баранова» (г. Москва) и на ОАО «УМПО» (г. Уфа) при выполнении раздела «Разработка новых технологий создания высокотемпературных покрытий и высокоэффективных уплотнений газовоздушного тракта, а также технологии создания зубчатых колёс» Федеральной целевой программы и при проектировании новых конструкций пальчиковых и щёточных уплотнений.

2. Технические требования использованы при создании современного специального электрохимического станка (модели 4420Ф11М) для изготовления перспективных уплотнений.

3. Материалы диссертационной работы использованы в учебном процессе

ГОУ ВПО УГАТУ в виде методических указаний к лабораторным работам.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на Международной молодёжной НТК «Молодёжь в авиации: новые решения и передовые технологии» (Украина, г. Алушта, ОАО «Мотор Сич», 2007 г.), IV-ой НПК молодых учёных и молодых специалистов авиационно-космической промышленности (г. Москва, Компания «Сухой», МАИ, 2007 г.), ежегодных Всероссийских НТК молодых специалистов (г. Уфа, ОАО «УМПО», 2007-2008 г.), Всероссийских молодёжных НТК «Мавлютовские чтения» (г. Уфа, УГАТУ, 2007-2008 г.), Международной НТК «Проблемы и перспективы развития двигателестроения» (г. Самара, СГАУ, 2009 г.), на кафедре производства двигателей летательных аппаратов ГОУ ВПО СГАУ (г. Самара, 2009 г.), периодически на научно-технических совещаниях в ООО «УК «ОДК» и научно-технических семинарах НИИ ПТТ ЭХО при УГАТУ.

Публикации. Результаты исследований опубликованы в 8-ми печатных работах, в том числе 2 работы опубликованы в изданиях, входящих в перечень рецензируемых научных журналов ВАК. Объём публикаций 3,1 п.л.

Структура и объём работы. Диссертационная работа изложена на 206 страницах машинописного текста и состоит из введения, пяти глав, общих выводов по работе, списка использованной литературы из 90 наименований, содержит 114 рисунков и 23 таблицы.

Основные выводы и результаты работы

В результате проведения комплекса теоретических и экспериментальных исследований впервые разработана, исследована и оптимизирована технология одновременного формирования малоразмерных (размер хотя бы в одном направлении менее 1 мм) уплотнительных элементов (с плотностью расположения до 500 шт. на 1 см2 при общем количестве до 104 шт.) с заданной формой продольного сечения и необходимым содержанием хрома в их поверхностном слое из сплошной монолитной заготовки методом импульсной ЭХО с применением вибрирующего ЭИ-ТНПП. При этом получены следующие основные выводы и результаты:

1. Разработаны феноменологическая и математическая модели процесса импульсной ЭХО ММУЭ, которые комплексно учитывают омическое сопротивление и деформации ЭИ-ТНПП, физико-химические процессы (газонаполнение и нагрев) в МЭП, соизмеримость характерных поперечных размеров уплотнительных элементов с размерами боковых и торцевых МЭЗ. Верификация модели показала возможность её использования с приемлемой для практического применения точностью (погрешность в пределах 20% по боковому зазору) при предварительном расчёте размеров отверстий в ЭИ

ТНПП, назначении режимов и оптимизации процесса импульсной ЭХО по заданным критериям.

2. Исследованы зависимости выходных технологических показателей импульсной ЭХО от параметров режима для сталей 10X11H23T3MP, 12Х18Н9Т и 30X13. Установлено, что случайная погрешность поперечных размеров уплотнительных элементов составляет бо=0,005.0,01 мм, а систематическая погрешность может быть устранена путём внесения корректировочных поправок в чертёж ЭИ-ТНПП. Энергоёмкость процесса импульсной ЭХО на производительных режимах для указанных сталей составляет 16. 18 кВт-ч/кг, а линейная скорость обработки в зависимости от требуемого бокового МЭЗ - V3U = 0,02.0,07 мм/мин. Шероховатость поверхности для исследуемых сталей определяется в основном плотностью тока, размером и формой карбидной фазы и, изменяясь по длине образующей уплотнительных элементов, не превышает Ra 0,8 мкм при j >50 А/см .

3. Разработаны новые способы импульсной биполярной ЭХО, позволяющие путём регулирования параметров режима Vou, Unn, tmm, In вырезать уплотнительные элементы с заданной формой продольного сечения (за счёт изменения бокового МЭЗ в диапазоне 50.500 мкм) и необходимым содержанием хрома в поверхностном слое (увеличение относительного содержания хрома к железу - до 30%).

4. Создано программное обеспечение для САПР операций импульсной ЭХО перспективных уплотнений на основе разработанных алгоритмов расчёта выходных технологических показателей и оптимизации параметров режима по критерию минимального времени обработки при ограничениях по стандартному отклонению а поперечных размеров уплотнительных элементов в пределах массива и параметру шероховатости поверхности Ra в их прикомлевой части.

5. Предложены новые конструктивные решения для щёточных и пальчиковых уплотнений (монолитное щёточное уплотнение, пальчиковое уплотнение с сотовой структурой на подъёмных площадках и уплотнение с зигзагообразными пальчиками) и подготовлены эскизные проекты пальчиковых уплотнений для вспомогательного ГТД ТА18-200 и перспективного ГТД ПД-14.

6. Разработаны технические требования к механической части, источнику питания, системе управления и гидросистеме электрохимического станка модели 4420Ф11М для изготовления перспективных уплотнений и рекомендации по проектированию технологической оснастки. Полученные технические решения и результаты исследований апробированы в производственной практике при изготовлении натурных образцов малоразмерных щёточных и пальчиковых уплотнений.

1. Advanced seal technology role in meeting next generation turbine engines goals /В. M. Steinetz, R. C. Hendricks, J. Munson //Agency report number: NASA/TM- 1998-206961. 17 p.

2. Brush seal upgrades for GE gas turbines // Powmat Ltd электрон, ресурс. Режим доступа: http://www.powmat.com/brush.html, свободный, яз. англ. Описание основано на версии, датир. 13.05.2008.

3. Brush seals // MTU Aero Engines электрон, ресурс. Режим доступа: http://www.mtu.de/en/technologies/manufacturingprocesses/brushseals/technology /advantages/index.html, свободный, яз. нем., англ. Описание основано на версии, датир. 13.05.2008.

4. Brush seals // MTU Aero Engines электрон, ресурс. Режим доступа: http://www.mtu.de/en/technologies/manufacturingprocesses/brushseals/technology /configurations/index.html, свободный, яз. нем., англ. Описание основано на версии, датир. 13.05.2008.

5. Engine seal technology requirements to meet NASA's advanced subsonic technology program goals /В. M. Steinetz, R. C. Hendricks, J. Munson //Agency report number: NASA/TM 1994-106582. - 13 p.

6. High-speed, high-temperature finger seal tests results /М. P. Proctor, A. Kumar, I. R. Delgado //Agency report number: NASA/TM 2002-211589. - 19 p.

7. NASA Seal secondary air system workshop (2005) / В. M. Steinetz, R. C. Hendricks // Agency report number: NASA CP 2006-214383-VOL 1.-542 p.

8. Pat. 1598926 GB, F16J 15/16, pub. 1981. Improvements in brush seals/J.G. Ferguson, A.G. Fricker, C.G. Moore et al.

9. Pat. 4202554 US, F16J 15/44, pub. 1980. Brush seals /L.S. Snell.

10. Pat. 5066024 US, F16J 15/447, pub. 1991. Brush-type seal /L. Reisinger, D. Hagg, W. Wenzl et al.1 l.Pat. 5100158 US, F16J 15/16, pub. 1992. Compliant finger seal /J.F. Gardner.

11. Pat. 5108116 US, F16J 15/447, pub. 1992. Laminated finger seal with logarithmic curvature /М.С. Johanson, E.G. Medlin.

12. Pat. 5474306 US, F16J 15/447, pub. Woven seal and hybrid cloth-brush seals for turbine applications/ B.S. Bagepalli, R.H. Cromer, O.S. Dine et al.

13. Pat. 5755445, F16J 15/447, pub. 1998. Noncontacting finger seal with hydrodynamic foot portion /G.K. Arora.

14. Pat. 5833835, B23H 3/00, pub. 1998. Method and apparatus for electrochemical machining by bipolar current pulses /Gimaev N.Z., Zaitsev A.N., Belogorskij A.L. et. al.

15. Pat. 6364316, F16J 15/44, pub. 2002. Dual pressure balanced noncontacting finger seal /G.K. Arora.

16. Pat. 6379528 US, Int. CI.7 B23H 3/00, pub. 2002. Electrochemical machining process for forming surface roughness elements on gas turbine shroud /Ching-Pang Lee, R.A. Johnson, Bin Wei, et. al.

17. Pat. 6460857 US, Int. CI.7 F16J 15/44, pub. 2002. Brush seal segment end bristle protection and flexibility maintenance device and methods of forming the segment/N.A. Turnquist, F.G. Baily, C.E. Wolfe.

18. Pat. 6811154 US, F16J 15/44, pub. 2004. Noncontacting finger seal /М.Р. Proctor, B.M. Steinetz.

19. Pat. 816726 EP, Int. CI.6 F16J 15/32, pub. 1998. Brush seals and combined labyrinth and brush seals for rotory machines/ Bagepalli B.S., Chiu R.-S. P., Cromer R.H., et al.

20. Pressure balanced, low hysteresis, finger seal test results /Gul K. Arora, M. P. Proctor, В. M. Steinetz, I. R. Delgado //Agency report number: NASA/TM 1999209191.- 18 p.

21. Relative performance comparison between baseline labyrinth and dual-brush compressor discharge seals in T-700 engine test /R. C. Hendricks, T. A. Griffin, T. R. Kline et al. //Agency report number: NASA/TM 1995-106360. - 23 p.

22. Turbomachine interface sealing / R. C. Hendricks, R. E. Chupp, S. B. Lattime, В. M. Steinetz //Agency report number: NASA/TM 2005-213633. - 26 p.

23. Turbomachine sealing and secondary flows. Part 1 Review of sealing performance, customer, engine designer, and research issues /R.C. Hendricks, В. M. Steinetz, M.J. Braun //Agency report number: NASA/TM - 2004-211991-Part 1. - 52 P

24. Turbomachine sealing and secondary flows. Part 2 Review of rotordynamics issues in inherently unsteady flow systems with small clearance /R.C. Hendricks, L.T. Tam, A. Muszynska//Agency report number: NASA/TM - 2004-211991-Part 2. -78 p.

25. Zaitsev A.N. et al. Performing holes of small diameter in steel foil using method of multielectrode precise electrochemical machining //Proc. of the 12th International symposium for electromachining. Aachen, 1998. P. 555 564.

26. Zaitsev A.N. et. al. Precise pulse electrochemical machining by bipolar current (Aspects of effective technological application) //Journal of Materials Processing Technology. Edinburgh, Schotland: Elsevier, 2004. - Vol. 149/1-3. - pp. 415-421.

27. A.C. 1462916 СССР, МПК6 F16J 15/16. Способ изготовления щёточного уплотнения /Резник В.Е., Цибизов В.И., Вехов В.Р. и др. //Б.И., 1996.

28. А.С. 1484033 СССР, МГЖ4 F16J 15/16. Щёточное уплотнение / С.В. Михайлов, В.Е. Резник, Г.М. Горелов и др. //Б.И., 2005. № 25.

29. А.с. 1799058 СССР, МПК7 F 01 D 5/18. Рабочая лопатка газовой турбины /В.Е. Резник, Г.М. Горелов, С.В. Михайлов и др. //Б.И., 2005. № 26.

30. Амирханова Н.А., Зайцев А.Н., Зарипов Р.А. Электрохимическая размерная обработка материалов в машиностроении: Учебное пособие /УГАТУ, Уфа. 2004. - 258 с.

31. Барсуков Г.В. Технологическое обеспечение шероховатости, точности формы и расположения поверхностей деталей после гидроабразивного резания // Справочник. Инженерный журнал. 2005. - № 9. - С. 22-26.

32. Берлин Е., Морозовский Н., Сейдман JI. Установка реактивного ионного травления "Эра-ЗМ" //Электроника: наука, технология, бизнес. № 2. - 2003. -С. 54-56.

33. Буглаев В.Т., Карташов A.JI., Перевезенцев В.Т. Повышение надёжности и экономичности паровых турбин с использованием сотовых уплотнений //Вестник Брянского государственного технического университета. № 2(14). -2007.-С. 48-53.

34. Валетов В.А., Кузьмин Ю.П., Орлова А.А. и др. Технология приборостроения. Учебное пособие. СПб: СПбГУ ИТМО, 2008. 336 с.

35. Высокоскоростное анодное растворение в условиях нестационарности электродных потенциалов /Зайцев А.Н., Житников В.П., Идрисов Т.Р. и др.; под ред. д-ра техн. наук, проф. А.Н. Зайцева. Уфа: Гилем, 2005. - 220 с.

36. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: Учебник для машиностроительных вузов/ Т.М. Башта, С.С. Руднев, Б.Б. Некрасов и др. 2-е изд., перераб. - М.: Машиностроение, 1982. - 423 е., ил.

37. Григолюк Э.И., Филынтинский JI.A. Перфорированные пластины и оболочки. М: Наука, 1970. - 556 е., ил.

38. Де Барр А.Е., Оливер Д.А. Электрохимическая обработка (пер. с англ.) М.: Машиностроение, 1973. 184 с.

39. Житников В.П., Зайцев А.Н. Импульсная электрохимическая размерная обработка. М.: Машиностроение, 2007. - 413 с.

40. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. М.: Машиностроение, 1975. 559 е., ил.

41. Как изготовить печатную плату //ЗАО "ФРАСТ-М" электрон, ресурс. Режим доступа: http://www.frast.ru/ppcreate.html, яз. рус. Описание основано на версии, датир. 05.04.2009.

42. Каримов А.Х., Клоков В.В., Филатов Е.И. Методы расчёта электрохимического формообразования. Казань: КГУ. - 1990. - 387 с.

43. Клоков В.В. Электрохимическое формообразование. Казань: Казанск. Ун-т. - 1984. - 80 с.

44. Кутателадзе С.С., Стырикович М.А. Гидравлика газожидкостных систем. М. —Л., Госэнергоиздат, 1958.

45. Маннапов А.Р., Зайцев А.Н. Технологические показатели электрохимического формирования вставок щёточных уплотнений // Вестник УГАТУ. -Уфа, 2008.-Т. 11, №2 (29).-С. 131-138.

46. Мороз И.И., Алексеев Г.А., Водяницкий О.А. и др. Электрохимическая обработка металлов. М.: Машиностроение, 1969. - 209 с.

47. Орлов В.Ф., Чугунов Б.И. Электрохимическое формообразование. М.: Машиностроение, 1990. - 240 е., ил.

48. Основы повышения точности электрохимического формообразования /Петров Ю.Н., Корчагин Г.Н., Зайдман Г.Н. и др. Кишинёв: Штиинца, 1977. -152 с.

49. Основы теории и практики электрохимической обработки металлов и сплавов /М.В. Щербак, М.А. Толстая, А.П. Анисимов, В.Х. Постаногов. М.: Машиностроение, 1981. - 263 е., ил.

50. Павлинич С.П. Перспективы импульсной электрохимической обработки в авиадвигателестроении //Вестник УГАТУ. №2. - 2008.

51. Павлинич С.П., Маннапов А.Р., Гимаев Н.З. и др. Электрохимическое формообразование элементов аэродинамических уплотнений //Известия вузов. Авиационная техника. 2008. - № 3. - С. 69-73.

52. Пат. 2016304 РФ, МПК5 F 16 J 15/00. Щеточное уплотнение / Е.А. Шляхтин, В .А. Зрелов //Б.И., 1994. № 13.

53. Пат. 2038928, В23Н 3/02. Способ электрохимической размерной обработки /Гимаев Н.З., Зайцев А.Н., Безруков С.В. //Б.И., 1995.

54. Пат. 2076256 РФ, МПК6 F 16 J 15/00, F 16 J 15/16. Способ изготовления щеточных уплотнений ГТД / В.Н. Полетаев, В.А. Гейкин, В.М. Крайнев и др. //Б.И., 1997. № 9.

55. Пат. 2206807 РФ, МПК7 F16J 15/447. Щёточное уплотнение /Гриценко Е.А., Игначков С.М., Климнюк Ю.И. и др. //Б.И., 2003.

56. Пат. 2210673, МПК7 F01D 11/08. Надбандажное уплотнение паровой турбины /Митин В.Н., Сухоруков Е.М., Борисенков И.П. и др. //Б.И., 2003.

57. Пат. 2213895 РФ. Комбинированные лабиринтные и щёточные уплотнения для машин вращательного действия / Н.А. Тернкуист, Р.Г. Кроумер, Д.Р. Скиннер и др. //Б.И., 2003.

58. Пат. 2283962, F01D 11/08. Сотовое уплотнение для паровой турбины /Великович М.В., Шкляр А.И., Ермолаев В.В. //Б.И., 2006. № 26.

59. Пат. 2293237, F16J 15/32. Щёточное уплотнение / Байхль Ш., Бутц К., Цернай К. // Б.И., 2007. № 4.

60. Пат. 2296866 РФ, МПК8 F 01 D 11/02. Уплотняющее устройство для турбины высокого давления турбомашины /Д. Плона, Г. Дюссере-Тельмон //Б.И., 2007. № 10.

61. Пат. 2326245, F01D 11/08. Уплотнение между вращающимся компонентом и неподвижным компонентом и паровой сальниковый затвор в турбине, использующий указанное уплотнение /Уолкотт С.Р., Лич Д., Саршар Х.Р. //Б.И., 2008. № 16.

62. Пат. 2355892, F01D 11/02. Сотовое уплотнение и способ его применения при замене уплотнений с гребнями по валу турбоустановок /Буглаев В.Т., Перевезенцев В.Т., Довлетбаев Р.И. //Б.И., 2009. № 14.

63. Пат. 2369470 РФ, В23Н 3/00. Способ импульсной электрохимической обработки /Павлинич С.П., Кутушев P.P., Гимаев Н.З. и др. //Б.И., 2009.

64. Петров М. Лазерная обработка трафаретов в электронной промышленности //Компоненты и технологии. № 9. - 2002.

65. Повышение эксплуатационной надежности и экономичности паровых турбин электрон, ресурс. Режим доступа: http://stat-encom.ru/article/art3.html, яз. рус. Описание основано на версии, датир. 30.03.2009.

66. Повышение эффективности ЭХО лопаток компрессора ГТД на основе компьютерного моделирования подготовки производства // Смелов В.Г. /Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук. Самара, 2007.

67. Полянский С.Н., Нестеров А.С. Технология и оборудование для гидроабразивной резки // Вестник машиностроения. 2004. - № 5. - С. 43-46.

68. Пономарёв С.Д., Андреева Л.Е. Расчёт упругих элементов машин иIприборов. М.: Машиностроение, 1980. - 326 е., ил.

69. Прецизионная электрохимическая обработка импульсным током /Зайцев А.Н., Агафонов И.Л., Амирханова Н.А. и др.; под ред. д-ра техн. наук, проф. А.Н. Зайцева. Уфа: Гилем. - 2003. - 196 с.

70. Примеры деталей, изготовленных методом ЭХО электрон, ресурс. Режим доступа: http://www.pecm.ru/detaH.html, яз. рус. Описание основано на версии, датир. 30.03.2009.

71. Решение плоских и осесимметричных задач с помощью методов теории функций комплексного переменного: Учебное пособие /Житников В.П. УГАТУ, Уфа. 1994. - 106 с.

72. Румянцев Е.М., Давыдов А.Д. Технология электрохимической обработки металлов: Учеб. пособие для техн. вузов. М.: Высш. шк., 1984. - 159 е., ил.

73. Седыкин Ф.В. Размерная электрохимическая обработка деталей машин. М.: Машиностроение, 1976. 302 е., ил.

74. Сопротивление материалов / Беляев Н.М. Главная редакция физико-математической литературы издательства "Наука". 1976. - 608 с.

75. Специальные главы механики деформируемых тел: учеб. пособие /Ткаченко О.П., Рукавишников В.А. Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2006. - 60 е.: ил.

76. Справочник по электрохимическим и электрофизическим методам обработки ИТ.Я. Амитан, И.А. Байсупов, Ю.М. Барон и др.; Под общ. Ред. В.А. Волосатова. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1988. - 719 с: ил.

77. Технология машиностроения: В 2 кн. Кн. 1. Основы технологии машиностроения: Учеб. пособ. для вузов/ Жуков Э.Л., Козарь И.И., Мурашкин С.Л. и др.; под ред. С.Л. Мурашкина. 2-е изд., доп. - М.: Высш. Шк., 2005. -278 е.: ил.

78. Технология производства авиационных газотурбинных двигателей: Учеб. пособие для вузов / Елисеев Ю.С., Бойцов А.Г., Крымов В.В. и др. М.: Машиностроение, 2003. 512 е., ил.

79. Технология электрохимической обработки деталей в авиадвигателе-строении /В.А. Шманев, В.Г. Филимошин, А.Х. Каримов и др. М.: Машиностроение, 1986. - 168 е., ил.

80. Физико-химические методы обработки в производстве газотурбинных двигателей: Учеб. пособие / Елисеев Ю.С., Крымов В.В., Митрофанов А.А. и др.; под ред. Саушкина Б.П. М.: Дрофа, 2002. - 656 е.: ил., 16 с. цв. вкл.

81. Фоторезист в аэрозольной упаковке //ЗАО "ФРАСТ-М" электрон, ресурс. Режим доступа: http://www.frast.ru/positivresist.html, яз. рус. Описание основано на версии, датир. 05.04.2009.

82. Шейпак А.А. Гидравлика и гидропривод: Учебник. Ч. 1: Основы механики жидкости и газа. 5-е изд., перераб. И доп. М.: МГИУ, 2006. - 266 с.

83. Шнейдер Ю.Г. Эксплуатационные свойства деталей с регулярным микрорельефом. СПб.: СПб ГИТМО (ТУ), 2001. 264 с.

84. Электрохимическая размерная обработка деталей сложной формы. Головачев В.А. и др. М.: Машиностроение, 1969. 198 с.