автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Исследование процесса подготовки поверхностей деталей турбины авиационных двигателей под газотермическое напыление

сг л 2 2 +К -+ (2)

ост2 м\ I м2 I 3 2 Б

2 2 гл

где Е] и Ег — модули упругости напыленного металла и основного материала соответственно; К„1 и КМ1 - коэффициенты, зависящие от режимов напыления материала покрытия и основного материала соответственно; К„2 и Км2 — коэффициенты, зависящие от свойств напыляемого и основного материала соответственно; Кз - коэффициент, зависящий от качества подготовки основного материала; п — количество напылённых слоев; Н\ - толщина напылённого слоя; х — степенной показатель, зависящий от свойств напыляемого металла; Л^ и А/2 - усадка напыленного материала и основного материала соответственно; /1 и /2- длина напыленного материала и основного материала соответственно; Яа - среднее арифметическое отклонение профиля; Бф- фактическая площадь шероховатой поверхности образца; — фактическая площадь гладкой поверхности.

На основании приведенных формул расчета остаточных напряжений можно сделать вывод, что на напряжения влияют свойства материала покрытия и основы, количество слоев напыленного материала, форма и размеры напыляемой детали и подготовка поверхности под напыление.

. Автором предложено выражение для определения интенсивности изнашивания поверхности с напылением:

Я-

Р -(6 Яа)у тр 4 '

^общ

/•Ь-НУ

■' 0.3

1—

4=----

л Ав

100%

у

■р ■кР

^нм

(3)

где Я — радиус внедрения микронеровностей более упругого материала в более пластичный; Ъ , V - параметры кривой аппроксимации опорной поверхности; Ртр - сила трения; / - коэффициент трения материала покрытия; НУ03 - микротвёрдость материала покрытия по Виккерсу; П0бщ - общая пористость покрытия; р,ш — теоретическая плотность напыляемого материала; к - коэффициент износа, характеризующий стойкость материала к истиранию; Л С? - износ по массе материала покрытия; Р - внешняя нагрузка.

Данная зависимость позволяет оценивать интенсивность изнашивания покрытий в зависимости от таких свойств покрытий как твёрдость, пористость, плотность, изменение массы.

Автором предложена зависимость для определения задироустойчивости поверхностей деталей. Она учитывает влияние на процесс схватывания свойств материалов и режимов обработки поверхностей:

Щх3

Т =К-— в7, (4)

задира „ у Дпт/

На основе математической обработки экспериментальных данных зависимости шероховатости поверхности от режимов обработки образцов, обработанных предварительно точением, формула (5) примет вид:

Ка = 4,2-10 Л-Р °'14Х "°'65. (6)

Для образцов, обработанных предварительно шлифованием, формула (5) примет общий вид:

-0,20

Ка-

33^0,35.^0^.

(7)

Метод обработки оказывает существенное влияние на шероховатость поверхности. Последующая струйно-абразивная обработка изменяет шероховатость поверхности после точения от 22 до 36 %, а после шлифования от 28 до 34%.

Выполнен анализ результатов после плазменного напыления материалами ВКНА и ПВ-НХ16Ю6Ит. Микроструктура материалов покрытий представлена на рисунках 4 и 5. Металлографический анализ переходной зоны покрытие -основной материал показывает, что при напылении покрытий ВКНА и ПВ-НХ 16Ю6Ит, оба плотно прилегают к основанию, так что границу между ними практически можно наблюдать только после проведения травления.

Рисунок 4 - Микроструктура Рисунок 5 - Микроструктура

покрытия ВКНА после токарной покрытия ПВ-НХ16Ю6Ит после

обработки токарной обработки

Определены остаточные напряжения на приборе ПИОН-2 в материале покрытия, на границе покрытие - основной материал (рисунок 6) и в основном материале в зависимости от подготовки поверхности под напыление.

О

50

100 ¡50 200 250 300 350

Рисунок 6 -Остаточные напряжения в материале покрытия

-О-№1-ВКНА —-№2-ВКНА —№1 - ПВ-НХ 16Ю6Ит -«- №2 - ПВ-НХ! 6Ю6Ит

Расстояние от поверхности. мкм

О 60

£ 58 § 56

и

1 50 § 48

2,5 3 3,5 4,5

Шероховатость, Яа. мкм

♦ ВКНА ■ ПВ-НХ16Ю6Ит

Рисунок 9 -Зависимость адгезионной прочности от шероховатости поверхности основного материала после предварительной обработки шлифованием

Определены зависимости адгезионной прочности покрытия асц от шероховатости поверхности Яа на основе математической обработки результатов экспериментов. -

После предварительной обработки точением:

ащ = 29,28 • Яа 0,32 -для ВКНА,

асц = 30,46 • Яа °'32 - для ПВ-НХ16Ю6Ит.

После предварительной обработки шлифованием:

асц = 41,85 ■ Яа 0,15 -для ВКНА,

(Усу = 46,47 • Яа °15- для ПВ-НХ16Ю6Ит.

На основании экспериментальных данных можно сделать вывод, что адгезионная прочность покрытия ПВ-НХ16Ю6Ит выше адгезионной прочности напыляемого материала ВКНА нанесенного на поверхность, после токарной обработки на (8-13)% по сравнению со шлифованием.

Анализ результатов сопоставления расчетных и экспериментальных значений прочности сцепления при различных методах обработки и материалов напыления показал, что наблюдается вполне удовлетворительное их совпадение от 2 до 10%. Выполнено сравнение остаточных напряжений, полученных теоретическим методом с остаточными напряжениями, полученных экспериментальным путём, погрешность составила от 3 до 35%.

По результатам исследований сделан вывод, что зависимости (1) и (2) являются достоверными и могут быть использованы для технологических расчётов.

Исследование триботехнических характеристик покрытий проводили на трибометре Т-11. Определён коэффициент трения, который составил для ВКНА - 0,14, для ПВ-НХ16Ю6Ит- 0,08.

Определены зависимости интенсивности изнашивания //, от износа по массе ДС, коэффициента трения/ , шероховатости поверхности Яа.

Для покрытия ВКНА: 1Н = 0,52/ °'93; 1Н = 0,40ДС °-'9; /А=0,10Да°-79.

Брак

3

А>2

Деталь с изношенной поверхностью

1 Определение ремонтопригодности детали

Дефекгация

2 > А > 0,3

^ Глубинаимосай,мм

А <0,3

Выбср мсхашчесхой обработки

0,6>4>0,9

Рисунок 10 - Алгоритм выбора технологии ремонта

Общие выводы.

1. Анализ влияния технологических факторов на адгезионную прочность показал, что прочность сцепления основы с покрытием зависит от метода обработки материала основы. Установленные математические зависимости адгезионной прочности и остаточных напряжений в покрытии и основном материале от свойств материалов покрытия и подготовки поверхности под напыление могут быть использованы при проектировании процессов восстановления деталей.

2. Результаты экспериментальных исследований позволили определить возможности по обеспечению адгезионной прочности после подготовки поверхности под напыление точением и шлифованием. Определены зависимости шероховатости от технологических условий струйно-абразивной обработки, которые позволяют рассчитать требуемые режимы обработки: давление воздуха, расстояние детали до сопла и время обработки.

3. Полученные расчетные зависимости интенсивности изнашивания восстановленной поверхности от свойств материалов покрытий и шероховатости поверхности позволяют управлять процессом изнашивания при эксплуатации.

4. Полученная теоретическая зависимость задироустойчивости поверхности от свойств материала и технологических факторов обработки позволяет обеспечить требуемую шероховатость напыленной поверхности после механической обработки.

5. Разработанный алгоритм выбора технологии ремонта и определения технологических условий механической обработки для обеспечения адгезионной прочности позволяет технологу на стадии разработки технологического процесса определять методы и режимы обработки.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

3. Аверьянов, И.Н. Технология повышения эффективности восстановительного ремонта поверхностей методом плазменного напыления / И.Н. Аверьянов, М.Н. Ситникова // Сборник научных трудов, Вестник Рыбинского государственного авиационного технического университета имени П. А. Соловьева. - Рыбинск: РГАТУ, 2012. - С. 96 - 103.

4. Ситникова, М.Н. Технология восстановления выработки поверхностей деталей турбины ГТД методом газоплазменного напыления/ М.Н. Ситникова // Научно-технический журнал, Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии - Орёл: Госуниверситет - УНПК, 2012.-№2,- С. 53-58.

5. Безъязычный, В.Ф. Восстановительный ремонт поверхностей деталей методами аргонодуговой наплавки и газоплазменного напыления / В.Ф. Безъязычный, И.Н. Аверьянов, М.Н. Ситникова // Научно-технический и производственный журнал, Упрочняющие технологии и покрытия. - Москва:, 2012,-№9.,- С. 34-37.

4. Ситникова, М.Н. Влияние шероховатости основы на адгезию при газоплазменном покрытии / М.Н. Ситникова // Труды IX Международной

16 ? о

научно-технической конференции, Инновация, экология и ресурсосберегающие технологии на предприятиях машиностроения, авиастроения, транспорта и сельского хозяйства. - Ростов - на - Дону: ДГТУ, 2010.,- С. 501 - 504.

5. Ситникова, М.Н. Влияние механической обработки поверхности на адгезию при газоплазменном напылении / М.Н. Ситникова // Сборник трудов Всероссийской конференции молодых учёных и специалистов Будущее машиностроения России. - М.: МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2010, - С. 65 - 66.

6. Ситникова, М.Н. Изучение причин износа поверхностей деталей авиационных двигателей и методы повышения их износостойкости/ M H Ситникова // Сборник материалов VIII Российской ежегодной конференции молодых научных сотрудников и аспирантов, Физико-химия и технология неорганических материалов. - Москва: ИМЕТ РАН, 2011. - С. 111-113.

7. Ситникова, М.Н. Проблема разработки оптимальной технологии газоплазменного покрытия деталей ГТД / М.Н. Ситникова // Сборник научных трудов Международной научно - технической конференции, Механика ударно - волновых процессов в технологических системах. - Ростов - на - Лону-ДГГУ, 2012.,-С. 140-144. Д

8. Ситникова, М.Н. Технология восстановления выработки поверхностей деталей турбины ГТД методом газоплазменного напыления/ M H Ситникова // Сборник тезисов и аннотаций докладов XV международной научно-технической конференции, Фундаментальные проблемы техники и технологии - Технология - 2012. -Орёл: Госуниверситет - УНПК 2012 - С 128

Зав. РИО М.А. Салкова Подписано в печать 22.11.2013 г. Формат 60x84 1/16. Уч.-изд. л. 1. Тираж 90. Заказ 262.

Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П. А. Соловьева

1 а 1У имени П. А. Соловьева) 152934, г. Рыбинск, ул. Пушкина, 53

Отпечатано в множительной лаборатории РГАТУ имени П. А. Соловьева 152934, г. Рыбинск, ул. Пушкина, 53

Министерство образования и науки РФ Федеральное образовательное учреждение высшего профессионального

образования «Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева»

«ИССЛЕДОВАНИЕ ПОВРЕЖДАЕМОСТИ ДЕТАЛЕЙ ТУРБИНЫ АВИАЦИОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОДГОТОВКИ ПОВЕРХНОСТЕЙ ПОД ГАЗОТЕРМИЧЕСКОЕ НАПЫЛЕНИЕ»

Специальность 05.02.08 - «Технология машиностроения»

Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук

04201455655

СИТНИКОВА МАРИНА НИКОЛАЕВНА

На правах рукописи

Научный руководитель

Кандидат технических наук, доцент

И. Н. Аверьянов

Рыбинск - 2013

Содержание

стр.

ВВЕДЕНИЕ............................................................................ 6

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ ИЗНОСА ДЕТАЛЕЙ ТУРБИНЫ АВИАЦИОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ И РАНЕЕ ВЫПОЛНЕННЫХ РАБОТ В ОБЛАСТИ ИЗНАШИВАНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ И СПОСОБОВ ИХ ВОССТАНОВЛЕНИЯ.................................................................... 12

1.1 Анализ причин повреждаемости деталей турбины ГТД.......................................................................................... 12

1.2 Статистические данные о наличии повреждений внутренних колец....................................................................................... 19

1.3 Анализ выполненных ранее исследований в области изнашивания поверхностей.............................................................................. 24

1.3.1 Основные особенности изнашивания поверхностей деталей............. 26

1.4 Изучение технологического обеспечения эксплуатационных свойств деталей ГТД, работающих в условиях износа.................................................. 31

1.5 Существующие методы восстановительного ремонта деталей............. 35

1.5.1 Ионная имплантация............................................................. 38

1.5.2 Лазерное легирование............................................................ 39

1.5.3 Газотермическое напыление (ГТН)............................................ 40

1.6 Выводы по главе 1..................................................................

ГЛАВА 2. ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ И СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ НА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ДЕТАЛЕЙ ... 45

2.1 Методика определения оптимальной оценки работоспособности

деталей.....................................................................................

2.2 Определение прочности сцепления и остаточных напряжений.......... 47

2.3 Влияние свойств материалов покрытий на износостойкость............... 51

2.4 Определение интенсивности изнашивания при помощи компьютерной графики..................................................................................... ^

2.5 Влияние структуры материала и технологических факторов на

5 8

сопротивление схватыванию...........................................................

2.6 Выводы по главе 2................................................................... 61

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ИЗНОШЕННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ ТУРБИНЫ. ВЫБОР МАТЕРИАЛОВ ПОКРЫТИЙ, ОБОРУДОВАНИЯ И ОБРАЗЦОВ............................................................................... 63

3.1 Анализ технологий восстановительного ремонта изношенных поверхностей деталей турбины....................................................... ^

3.2 Разработка технологических методов восстановления изношенных

64

поверхностей деталей...................................................................

3.3 Выбор материала покрытия. Химический и фазовый состав.............. 67

3.4 Выбор методов экспериментальных исследований.......................... 69

3.5 Используемое оборудование....................................................... 70

3.6 Используемые образцы.............................................................. 73

3.7 Выводы по главе 3................................................................... 74

ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ МЕТОДА ПОДГОТОВКИ ПОВЕРХНОСТИ ПОД НАПЫЛЕНИЕ НА АДГЕЗИОННУЮ ПРОЧНОСТЬ И СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ ПОКРЫТИЙ НА ИНТЕНСИВНОСТЬ ИЗНАШИВАНИЯ...................... 75

4.1 Подготовка поверхностей образцов под напыление......................... 75

4.2 Результаты исследований образцов после проведения струйно-

77

абразивной обработки..................................................................

4.3 Анализ результатов выполненного плазменного напыления материалами ВКНА и ПВ-НХ16Ю6Ит............................................. 90

4.4 Методика измерения остаточных напряжений.............................. 92

4.5 Методика измерения прочности связи с основным материалом........... 95

4.6 Сравнение значений остаточных напряжений и прочности сцепления,

103

полученных теоретическим и экспериментальным методами.................

4.7 Влияние свойств материалов покрытий на интенсивность изнашивания 106

4.7.1 Методика измерения интенсивности изнашивания и коэффициента трения....................................................................................... ^^

4.7.2 Методика измерения шероховатости поверхности покрытий............ 110

4.7.3 Методика измерения микротвердости и твёрдости покрытий........... 111

4.7.4 Методика определения пористости и плотности покрытий............. 114

4.7.5 Сравнение теоретических и экспериментальных значений

115

интенсивности изнашивания покрытии.............................................

4.8 Обработка деталей с напылением................................................ 120

4.9 Выводы по главе 4................................................................... 122

ГЛАВА 5. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ........................................................................ 126

5.1 Разработка методики выбора восстановительного ремонта деталей

1 9 (л

турбины....................................................................................................

5.2 Разработка алгоритма выбора восстановительного ремонта..............

5.3 Выводы по главе 5......................................................................................................................................134

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ..........................................................................................................135

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ................................................................137

ПРИЛОЖЕНИЕ А. Результаты проведённых исследований........................................144

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Производство и ремонт авиационных газотурбинных двигателей требует постоянного совершенствования технологических процессов, обработки и внедрения качественно новых методов и средств обработки, обеспечивающих постоянно растущие требования по качеству и эксплуатационной надежности. Технологии изготовления и ремонта деталей и узлов двигателя определяют ресурс изделия, его трудоемкость и себестоимость. Создание новых технологий, способных обеспечить получение деталей и их ремонт, удовлетворяющих высоким техническим требованиям, открывает дорогу для конструктивного совершенствования газотурбинных двигателей.

При выборе способа обработки при ремонте необходимо учитывать и экономическую эффективность.

Восстановление изношенных деталей машин и возвращение им высоких эксплуатационных свойств, постепенно утерянных во время работы вследствие износа, является важнейшей проблемой ремонтной техники и технологии. Прогресс технологии дает возможность использовать различные металлы, сплавы и псевдосплавы, нанося их на поверхность деталей из тех или иных материалов для защиты от износа, коррозии, а также для восстановления размеров, получения антифрикционных изделий и т. п. [42].

Надежная работа авиационной техники в значительной степени определяется способностью материала контактирующих деталей противостоять изнашиванию. Износостойкость деталей в ряде случаев предопределяет ресурс как отдельных узлов, так и двигателя в целом. Поэтому задача всемерного увеличения ресурса двигателя при сохранении его надежности требует повышения износостойкости трущихся деталей. Однако в отдельных случаях износостойкость их оказывается недостаточной.

Интенсивное изнашивание деталей нарушает нормальную работу узлов, ухудшает герметичность рабочего пространства в гидравлических устройствах и

цилиндрах двигателей, вызывает возникновение повышенных люфтов в системах управления и шарнирах, ведет к снижению КПД двигателя.

Износ и возникающие при этом повреждения поверхностей снижают усталостную прочность деталей. Кроме того, повышенные износы нарушают нормальное взаимодействие деталей в узле, вызывают непредусмотренные расчетом динамические нагрузки и вибрации.

Вместе с этим изнашивание в результате схватывания материалов, контактирующих деталей может привести к заклиниванию подвижной детали или даже разрушению наиболее слабого звена кинематической цепи. Наконец, изнашивание деталей, возникающее на поверхностях деталей, значительно снижают их долговечность и могут служить причиной отказа.

Возникновение указанных интенсивно протекающих процессов изнашивания часто является результатом недостаточно правильного выбора материалов для конкретных условий работы, неблагоприятного сочетания материалов в паре трения.

Перекосы сопрягаемых деталей при сборке, нарушение установленных зазоров, загрязнение масляных полостей и каналов при эксплуатации, а также несвоевременная смазка, применение несоответствующих данным условиям трения смазочных материалов и т. д. ведут к разрушению трущихся поверхностей.

Повышение износостойкости деталей двигателя может быть достигнуто, прежде всего, за счет устранения возникновения в узлах трения схватывания материалов, фреттинг-коррозии, усталостного и абразивного изнашивания. А это возможно на базе изучения характера и интенсивности изнашивания конкретных деталей, закономерностей протекания процесса, выявления причин возникновения того или иного вида разрушения трущихся поверхностей.

Выявление причин повышенного изнашивания деталей, особенно связанных с отклонениями, допущенными при эксплуатации и ремонте, служит задаче повышения износостойкости узлов трения двигателя.

Эксплуатационные дефекты снижают ресурс как турбины в целом, так и отдельных ее элементов. Поскольку детали турбины (лопатки, диски, дефлектора,

внутренние и наружные кольца) изготовляются из очень дорогостоящих сплавов на основе никеля и хрома, а технология производства трудоемка, остро встает вопрос о ремонте и восстановлении работоспособности турбины, представляется весьма важной работа по исследованию механизма износа деталей и разработки перспективных методов ремонта.

Целью работы является:

Исследование причин износа при трении поверхностей деталей турбин в процессе эксплуатации и совершенствование технологии восстановительного ремонта на основе применения метода газотермического напыления с обеспечением износостойкости и раскрытия закономерностей формирования адгезионной прочности.

Для достижения поставленной в работе цели необходимо решить следующие задачи:

1. Проанализировать выполненные ранее исследования в области изнашивания поверхностей и методов повышения износостойкости деталей турбины.

2. Установить физическую картину изнашивания поверхностей деталей турбины при эксплуатации.

3. Разработать математическую модель процесса изнашивания.

4. Изучить влияние нанесенного покрытия на эксплуатационные свойства.

5. Разработать методику испытаний деталей для качественной оценки характеристик износа поверхности и выполнить сравнительные экспериментальные испытания образцов.

6. Определить зависимость адгезионной прочности деталей с покрытием от условий подготовки поверхности основы.

7. Разработать алгоритм выбора технологии восстановительного ремонта деталей, исходя из требований параметров качества поверхностного слоя.

8. Реализовать результаты исследований на практике.

Методологической основой работы является системный подход к изучению и описанию взаимосвязей адгезионной прочности покрытий деталей турбины с качеством поверхностного слоя основного материала, обеспечения износостойкости.

Теоретические исследования базируются на основных положениях технологии машиностроения, учениях о формировании эксплуатационных свойств деталей машин, качества поверхностного слоя, общей химии.

Экспериментальные исследования базируются на современных математических методах обработки экспериментальных данных.

При выполнении работы применялись современные методы оценки характеристик процессов газотермического напыления, механической обработки, параметров качества поверхностных слоев деталей, а также показателей, характеризующих прочность сцепления и износостойкость напылённых покрытий деталей турбины.

В данной работе даётся представление о конструктивных особенностях внутренних колец сопловых аппаратов турбины авиационных двигателей, о существующей технологии их ремонта, повышении износостойкости внутренних колец методом газотермического напыления, перспективных направлениях совершенствования восстановительного ремонта после эксплуатации.

Научная новизна.

1. Автором предложены математические зависимости расчётов значений остаточных напряжений в покрытии и основном материале, а также прочности сцепления в покрытии, от свойств материалов покрытия и подготовки поверхности под напыление.

2. Выведена математическая модель интенсивности изнашивания, зависящая от свойств материала покрытия (прочность, твёрдость, пористость, шероховатость), а также от коэффициента трения и действующей нагрузки.

3. Экспериментально определены зависимости шероховатости поверхности от технологических условий обработки (механической и струйно-абразивной).

4. Определены оптимальные режимы струйно-абразивной обработки под плазменное напыление.

5. На основании проведённых экспериментов автором предложена общая формула зависимости интенсивности изнашивания от свойств материалов покрытий (твёрдость, плотность, пористость) и технологических условий обработки (шероховатость, коэффициент трения) при подготовке поверхности основного материала под плазменное напыление.

6. Разработан алгоритм (методика) выбора технологии ремонта и определений условий обработки в зависимости от вида и степени повреждений.

Теоретическая и практическая ценность работы.

1. Результатами исследований является обоснование выбора технологии ремонта деталей турбины двигателей серии ДЗО-КУ/ КП/ КУ - 154 с применением методов газотермического напыления.

2. На основе анализа исследований создана база данных для выбора режимов обработки при подготовке основы под напыление в зависимости от оптимальной шероховатости поверхности.

3. Установленные зависимости изменения шероховатости поверхности от режимов обработки при различных методах могут использоваться для оценки ремонтопригодности внутренних колец.

4. Разработанный алгоритм даёт возможность осуществлять выбор рационального способа и режима обработки, исходя из критериев износостойкости.

Положения, выносимые на защиту.

1 Математические зависимости расчётов значений остаточных напряжений в покрытии и основном материале, а также прочности сцепления в покрытии, от свойств материалов покрытия и подготовки поверхности под напыление.

2. Математическая модель зависимости интенсивности изнашивания, зависящая от свойств материала покрытия (прочность, твёрдость, пористость, шероховатость), а также от коэффициента трения и действующей нагрузки.

3. Зависимости шероховатости поверхности от технологических условий обработки (механической и струйно-абразивной).

4. Оптимальные режимы струйно-абразивной обработки под плазменное напыление.

5. Зависимость интенсивности изнашивания от свойств материалов покрытий (твёрдость, плотность, пористость) и технологических условий обработки (шероховатость, коэффициент трения) при подготовке поверхности основного материала под плазменное напыление.

6. Алгоритм (методика) выбора технологии ремонта и определений условий обработки в зависимости от вида и степени повреждений.

Апробация работы.

Основные положения настоящей работы доложены и обсуждены на всероссийской научно - технической конференции «Повышение эффективности механообработки на основе моделирования физических явлений», Рыбинск, 2009; на международной молодёжной научной конференции «XXXVI Гагаринские чтения», Москва, 2010; на 63 региональной научно - технической конференции с международным участием, посвящённой 1000-летию Ярославля, Ярославль, 2010.

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 15 работ в различных журналах и сборниках научных трудов, в том числе 3 - в изданиях, рекомендованных ВАК.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ ИЗНОСА ДЕТАЛЕЙ ТУРБИНЫ АВИАЦИОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ И РАНЕЕ ВЫПОЛНЕННЫХ РАБОТ В ОБЛАСТИ ИЗНАШИВАНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ И СПОСОБОВ PIX

ВОССТАНОВЛЕНИЯ

1.1 Анализ причин повреждаемости деталей турбины ГТД

Исследование деталей двигателя, пришедшего в ремонт, необходимо для совершенствования его конструкции, технологии изготовления, а также для определения причины износа деталей и факторов, влияющих на его возникновение.

Практика показывает, что причины разрушения и изнашивания деталей многообразны. Однако все они могут быть разделены на конструкторские, технологические, производственные, ремонтные и эксплуатационные, что позволяет конкретизировать разрабатываемые мероприятия по предупреждению исследуемых отказов и устранению их причин.

Газовая турбина относится к одному из самых нагруженных как в тепловом, так и механическом отношении узлов ГТД [24, 40, 56].

Условия работы турбины определяются высокими уровнями рабочих температур, ча�