Назначение детали, условия работы

Кольцо направляющего апарата вентилятора представляет собой два кольца, переднее и заднее, которые сопрягаются друг с другом и образуют сборное кольцо. Кольцо направляющего апарата вентилятора служит для изменения направления потока воздуха в компрессоре перед следующей рабочей ступенью, после очередной рабочей ступени. Так, необходимо обеспечить достаточный запас по прочности на разрыв для любых возможных условий эксплуатации, так как разрушение диска всегда приводит к катастрофическим последствиям и не может быть локализовано в пределах корпуса компресора.

Деталь – кольцо направляющего апарата вентилятора является конструктивным элементом компресора, поэтому испытывает значительные механические нагрузки. Кольца изготовлен из жаропрочного сплава ОТ4-1,
с механические свойства:

 

Предел кратковременной прочности: σв, МПа: 540

Относительное удлинение при разрыве σу, %:10-22

Относительное сужение Ψ, %: 21-30

Ударная вязкость, KCU,кДж/м^2: 400-450

Твердость по Бринеллю, МПа:197-255 МПа

Таблица 1 - Характеристика формообразующих поверхностей и элементов конструкции: точность и шероховатость поверхности.

 

пов-ти	Вид поверхности	Исполнительный размер	Поле допуска	Квали- тет	Шероховатость Ra, мкм	Унифик.
	Наружная цилиндрическая	Ø477,7	-	h10	3,2	+
	Наружная цилиндрическая	Ø473,4	-	h10	3.2	+
	Внутренняя цилиндрическая	Ø462	-	H8	3.2	+
	Внутренняя цилиндрическая	Ø 465	-	H8	3.2	+
	Внутренняя цилиндрическая	Ø468	-	H8	6.3	+
	Внутренняя цилиндрическая	Ø442	-	H8	6.3	+
	Внутренняя цилиндрическая	Ø19.5	-	-	3.2	+
	Внутренняя цилиндрическая	Ø6,8	-	H6	6.3	+
	Внутренняя цилиндрическая	Ø5	-	F7	0.8	+
	Внутренняя цилиндрическая	Ø15	-	H7	3.2	+
	Резьба		-	H5	3.2	+
	Торец		-	-	1.6	+
	Торец	12	-	-	1,6	+
	Торец	11.5	-	-	1.6	+
	Стенка		-	h8	1.6	+
	Стенка	1,2	-	H12	1.6	+
	Скругление	R1.6	-	-	6.3	+
	Скругление	R0.4	-	-	6.3	+
	Фаска	0,6х45^о	-	-	6.3	+
	Фаска	0,8х45^о	-	-	6.3	+

Материал. Наименование, марка, химический состав. Основные механические характеристики

 

Характеристика материала: …………………………………Сплав ОТ4-1

Марка:………………………………………………………….Сплав ОТ4-1

Классификация:…………………………сплав повышенной пластичности

Назначение:

Сплав ОТ4-1 применяется: для изготовления деталей авиационной техники (Колец, дефлекторов, лабиринтов и носков) с рабочей температурой до +300 °C; крепежных и других деталей, работающих при температуре до 350 °С.

Примечание: сплав повышенной пластичности на титановой основе.

 

Таблица 2 - Массовая доля элементов, %

 

Ti	основа
Алюминий:	1 – 2,5%
Марганец:	0,7 – 2,0%
Углерод:	не более 0,10%
Кремний:	не более 0,15%
Железо:	не более 0,30%
Цирконий:	не более 0,30%
Оксиген:	не более 0,15%
Азот:	не более 0,05%
Гидроген:	не более 0,012%
Сумма прочих примесей	0,030%

 

Примечание! В сварочной проволоке содержание гидрогена не более 0,008%

 

Таблица 3 - Механические свойства

Режим термообработки	Сечение, мм	t испытания, °С	Кратковременные свойства	Длительная прочность
σ0,2, Н/	σв, Н/	δ,%	ψ,%	KCU Дж/	НВ	σ, Н/	τ,ч
не менее
не менее
Отжиг	-	740-790				21-30	400-450	197-255	-	-

 

Технологические характеристики:

- свариваемость: нормально сваряемость, способы сварки – РД, РАД и КТ;

- обрабатываемость резанием: в состоянии закалки и старения при 197-255 НВ и σв =540 Н/ =0,18 (твердый сплав);

- деформируемость: хорошо деформируется в горячем состоянии при 300-350 °С с окончанием деформирования не ниже 250°С.

 

Таблица 4 – Технологические характеристики

Условия испытания	Предел выносливости Н/ , при t,°C
Тип образца	Цикл	N
Гладкие	симметричный		340 – 350	360 – 380
С надрезом	симметричный

 

Термообработка: вид и цель

Применяются следующие термические операции: отжиг.

Отжиг — вид термической обработки металлов и сплавов, заключающийся в нагреве до 750 С, выдержке и последующем, медленном охлаждении. При отжиге осуществляются процессы возврата (отдыха металлов), рекристаллизации и гомогенизации. Цели отжига — снижение твёрдости для повышения обрабатываемости, улучшение структуры и достижение большей однородности металла, снятие внутренних напряжений.

- Неполный отжиг заключается в нагреве до температур между нижней и верхней критическими точками (750 С) и последующем медленном охлаждении.

 

 

Технологический контроль чертежа детали

 

Контроль чертежа

1. Рабочий чертёж кольца направляющего апарата подпорной ступени выполнен в масштабе 1:1, содержит все необходимые сведения: проекции и разрезы, что в свою очередь даёт полное представление о конструкции детали.

2. Необходимые размеры и их допускаемые отклонения указанны в соответствии со старыми требованиями и ГОСТами. Это вызывает необходимость привести в соответствие согласно ЕСКД допустимые отклонения размеров. Так же следует отметить, что допускаемые отклонения на «свободные» размеры оговорены в чертеже по старому стандарту, что приводит к необходимости назначить допускаемые отклонения согласно ОСТ1.00022-80.

3. Рабочий чертёж содержит сведения о шероховатости обрабатываемых и не обрабатываемых поверхностей. Однако, шероховатость проставлена согласно старым требованиям, что требует перевести её значения согласно ГОСТ 2302-73.

4. Рабочий чертёж содержит название и марку материала – Сплав

ОТ4-1 но не содержит ГОСТов или ТУ.

5. Технические требования не в полной мере содержат всю необходимую дополнительную информацию о представлении конструкции детали. Что требует внести дополнительные пункты содержащие информацию о заготовке, а также привести технические требования в согласие с ЕСКД.

4.2 Анализ (оценка) технологичности конструкции

 

Анализ технологичности конструкции детали должен проходить с точки зрения обеспечения качества продукции. При конструировании детали необходимо достичь требуемых эксплуатационных качеств, рационального и экономичного ее изготовления.

В соответствии с единой системой технологической подготовки производства, технологичность конструкции оценивается:

1. Выбором и обоснованием рациональной заготовки;

2. Технологичностью формы;

3. Рациональной простановкой размеров;

4. Коэффициентом унификации конструктивных элементов;

5. Оптимальной шероховатостью обрабатываемых поверхностей.

Для более детальной оценки технологичности детали можно провести качественную и количественную оценку её технологичности.