name: Технологическое обеспечение качества балансируемых роторов локальной комбинированной обработкой микрошариками
keyword_list: локальное упрочнение поверхности сложного профиля лопаточных деталей ротора микрошариками нестабильность свойств участков съема материала по результатам балансировки и качество поверхностного слоя после зачистки повышением качества поверхностного слоя в местах снятия металла по результатам балансировки увеличение ресурса работы отбалансированых нагруженных деталей роторов ТНА восстановление физико-механических свойств локального участка поверхности после балансировки высокооборотных роторов балансировка роторов локальная комбинированная обработка микрошариками
abstract: Целью работы является разработка теоретических основ и технологии локального упрочнения поверхности сложного профиля лопаточных деталей ротора в местах повышенной дестабилизации ее физико-механического состояния снятием металла по результатам балансировки за счет комбинированной электро-химико-механической обработки микрошариками в токопроводящей среде, технологически обеспечивая выравнивание характеристик всего поверхностного слоя за счет управления технологическими параметрами комбинированных воздействий. Определены задачи:
  1. Разработать теоретические основы технологического обеспечения и принципы адаптации режимов процесса комбинированной обработки микрошариками различных фракций участков поверхностей лопаточных деталей ротора соразмерно локальной деструкции металла после балансировки.
  2. Обосновать физическую и математическую модель технологической схемы «микрошарики – токопроводящая среда – локальный участок поверхности – переходная зона» при комбинированной электро-химико-механической обработке локальных участков поверхности с нестабильными физико-механическими свойствами.
  3. Установить закономерности влияния электромеханических параметров формообразования и гранулометрического состава обрабатывающей среды на получение заданной величины наклепа и граничные условия реализации комбинированного процесса выравнивания физико-механического состояния поверхности ротора, нарушенной при устранении дисбаланса.
  4. На основе экспериментальных исследований определить закономерности влияния параметров комбинированных воздействий в процессах комбинированной обработки поверхности сложного профиля на качество балансируемых роторов и создать структуру технологического обеспечения заданных показателей поверхности, осуществляемую режимными параметрами процесса упрочнения.
  5. Предложить методику проектирования технологии комбинированной об-работки, обеспечивающую качество поверхности за счет выравнивания физико-механических свойств участков зачистки и остальной поверхности с учётом особенностей балансировки ротора и эксплуатационных нагрузок.
  6. Разработать новый патентоспособный технологический процесс локальной комбинированной отделочно-упрочняющей обработки в процессе доводки ро-тора динамической балансировкой до требуемого качества и заданного ресурса.
  Выводы:
  1. Установлены технологически нормируемые условия для сохранения в процессе доводки высокооборотных (1000 об/сек) роторов стабильных физико-механических свойств и ресурса нагруженных поверхностей, достигнутых на предыдущих операциях изготовления лопаточных деталей, особенно при последующей балансировке с локальным снятием материала в зоне концентраторов напряжений.
  2. Установлен механизм воздействия на технологический процесс до-водки ротора и его составляющих, что позволило разработать качественные и количественные способы управления процессом формирования и выравнивания физико-механических свойств и качества поверхностного слоя для повышения ресурса работы как непосредственно для участков зачистки, так и для переходных зон с различной геометрией микропрофиля.
  3. Научно обоснована возможность технологического обеспечения стабильных показателей шероховатости и степени наклепа (разброс значений от  2,5 до 4,0 %), что позволяет расширить возможности создателей новой техники по показателям работоспособности и ресурса высокооборотного ротора в экстремальных условиях его эксплуатации.
  4. Разработаны режимы комбинированной обработки, включающие механическое воздействие и анодное растворение, что обеспечивает требуемые технологические показатели процесса: время обработки локального участка поверхности 8-20 с; угол соударения потока микрошариков с поверхностью 90 градусов; скорость вращения шпинделя установки 2–5 об/мин; давление сжатого воздуха в струйном аппарате 0,2–0,4 МПа; рабочая среда – металлические шарики сферической формы фракциями от 50 до 250 мкм в газожидкостной токопроводящей среде, расход которой – 1,3-2 м^3/мин; напряжение источника питания 4 
   - 6 В. Технологические показатели процесса: для коррозионностойких сталей Rа=0,16–0,32 мкм, разброс по степени наклепа не более 3 %; для заготовок из жаропрочных сплавов Rа=0,16-0,25 мкм, разброс степени наклепа не более 2 %. Достигнутые результаты превышают получаемые ранее.
  5. Разработана технология комбинированной обработки локальных участков в местах балансировочных зачисток, сочетающая в едином управляемом процессе механическое и электрохимическое воздействие и состоящая из этапов последовательного, чередующегося и совместного воздействия на поверхность различных фракций микрошариков, ставшая основой создания нового способа обработки, защищенного патентом.
  6. Разработанные режимы и технологический процесс прошли промышленную проверку при создании высокооборотных роторов, эксплуатируемых в водородосодержащих средах в жестких условиях по ресурсу работы (не менее 10^7 циклов нагружений при частоте 1000 с^-1). Испытания лопаточных деталей в условиях эксплуатации показали снижение нештатных разрушений на 11 %, что подтвердило правомерность результатов исследований.
chairman_dissertation_council.name: Владислав
chairman_dissertation_council.surname: Смоленцев
chairman_dissertation_council.patronymic: Павлович
chairman_dissertation_council.position: профессор
chairman_dissertation_council.degree: Доктор технических наук
chairman_dissertation_council.rank: Профессор
chairman_dissertation_council.wos_research_id: 0
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 6602917951
chairman_dissertation_council.rinc_id: 105501
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Лариса
organization_supervisor.surname: Клюева
organization_supervisor.patronymic: Александровна
organization_supervisor.position: начальник ОДС
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 55.21.99
rubrics.name: Другие виды термической и упрочняющей обработки
rubrics.code: 55.20.27
rubrics.name: Комбинированные методы обработки
oecds.code: 02.03.IU
oecds.name: ENGINEERING, MECHANICAL
speciality_codes.name: Технология машиностроения
speciality_codes.code: 05.02.08
supervisors.fio: Сухочев Геннадий Алексеевич
supervisors.scientific_degree: Доктор технических наук
supervisors.speciality_code: Технология машиностроения
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Бутенко Виктор Иванович
opponents.scientific_degree: Доктор технических наук
opponents.speciality_code: Технология машиностроения
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Крапоткина Елена Юрьевна
opponents.scientific_degree: Доктор технических наук
opponents.speciality_code: Технология машиностроения
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: ФГБОУ ВО "ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ", ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ, ФГБОУ ВО "ВГТУ", ВГТУ
protection_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ"
protection_organization.ogrn: 1033600070448
protection_organization.supervisor_name: СЕРГЕЙ
protection_organization.supervisor_surname: КОЛОДЯЖНЫЙ
protection_organization.supervisor_patronymic: АЛЕКСАНДРОВИЧ
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения
author_organization.short_name: ФГБОУ ВО "ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ", ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ, ФГБОУ ВО "ВГТУ", ВГТУ
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ"
author_organization.ogrn: 1033600070448
author_organization.supervisor_name: СЕРГЕЙ
author_organization.supervisor_surname: КОЛОДЯЖНЫЙ
author_organization.supervisor_patronymic: АЛЕКСАНДРОВИЧ
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения