УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА СБОРКИ ГАЗОВОЙ ТУРБИНЫ СЕРИЙНОГО АВИАЦИОННОГО ГТД

АННОТАЦИЯ

В статье усовершенствована операция технологического процесса по сборке соплового аппарата турбины низкого давления серийного авиационного двигателя, а именно улучшена технология проведения контроля высотного размера на промежуточном этапе сборки при установке блоков лопаток соплового аппарата.

ABSTRACT

The article improves the operation of the technological process for the assembly of the nozzle unit of the low-pressure turbine of the jet engine, namely, the technology for monitoring the height size at the intermediate stage of assembly during the installation of the nozzle blade blocks has been improved.

Ключевые слова: технологический процесс, сборка, сопловой аппарат, «линеал», «бочонок».

Keywords: technological process, assembly, nozzle unit, «linear», «barrel».

Авиационная промышленность требует высокого уровня качества выпускаемой продукции, в силу того, что в воздушном пространстве отказы и неисправности могут стать причиной катастрофы. Высокое качество обеспечивается сборкой по специальным технологическим процессам (ТП), которые регламентируют сборку всего двигателя, вплоть до мельчайшей детали. В ТП указывается как собираются отдельные узлы и агрегаты двигателя, обозначена последовательность действий при сборке их частей и назначен инструмент, оснастка и оборудование.

Одним из важных элементов двигателя, который должен отвечать наиболее высоким стандартам качества является турбина, конструкция которой представляет собой совокупность роторной части (рабочего колеса) и статорной части (соплового аппарата) [1, с. 47].

Совершенствование ТП сборки соплового аппарата ступени турбины низкого давления (ТНД) серийного авиационного ГТД заключается в улучшении технологии проведения контроля высотного размера на промежуточном этапе сборки при установке блоков сопловых лопаток.

Важным условием повышения качества сборочного процесса, а также производительности и эффективности сборки является модернизация, которая направлена на повышение уровня технологичности, удобства выполнения, и снижение продолжительности сборки узла путем изменения технологии проведения контроля высотного размера.

Статорная часть турбины является важным элементом силовой конструкции двигателя. Она работает в условиях высоких температурных нагрузок, механических нагрузок – это требует специальных жаропрочных сплавов и высокого качества изготовления конструктивных элементов турбины, способных воспринимать эти нагрузки.

Статорная часть турбины состоит из корпусов, их может быть несколько на одну турбину, и из сопловых аппаратов, которые удерживают неподвижно закрепленные лопатки, формирующие проточную часть двигателя. Лопатки в сопловом аппарате ступени (рисунок 1) закреплены в наружном корпусе и на внутреннем диаметре проточной части, образуя так называемое двух опорное крепление для дополнительной жесткости и прочности конструкции [2, с. 134].

Рисунок 1. Сопловой аппарат ступени турбины авиационного ГТД

Типовой ТП заключается в выполнении контроля высотного размера с помощью специальных «бочонков», изготовленных с заданной точностью. В отверстия кольца прижимного, расположенные напротив двух диаметрально противоположных блоков лопаток устанавливаются «бочонки», на поверхности которых укладывается «линеал» (рисунок 2) и протягивается до противоположного конца кольца наружного, где в точно такое же отверстие ставится «бочонок», который служит второй опорой «линеалу». На внешнюю сторону «линеала» устанавливается штангенглубиномер и измерительной ножкой упирается в полку блока лопаток, после чего появляется возможность считать показания по размеру. Чтобы вычислить фактический размер от фланца кольца наружного до полки блока лопаток необходимо из полученных показаний вычесть высоту «боченка» и высоту «линеала». Размер контролируется в двух точках одного блока лопаток по малой полке, для соблюдения этого условия в кольце прижимном приспособления «стапель» выполнено 26 отверстий для «бочонков». Схема установки «линеала» изображена на рисунке 3.

Рисунок 2. Линейка ШД-2-1000-Ш

Рисунок 3. Расположение «линеала» (старый вариант)

В типовом ТП недостатком является чрезмерная сложность и трудоемкость выполнения контроля размера, заключающаяся в установке специально изготовленных «бочонков» через специальные отверстия в прижимном кольце на поверхность кольца наружного. В силу того, что размер задан от поверхности кольца наружного, а на ней, в свою очередь, для фиксации блоков лопаток установлено кольцо прижимное выполнить контроль размера невозможно. Выполнять контроль размера от поверхности кольца прижимного недопустимо, так как его поверхность не отвечает необходимым требованиям точности, а также может быть повреждена при транспортировке и хранении приспособления.

Для усовершенствования технологии проведения контроля требуется изготовление нового варианта кольца прижимного, в котором предусмотрены пазы под укладку в них «линеала» без участия «бочонков» (рисунок 4). Поверхности пазов, в свою очередь, должны изготавливаться с высокой точностью с назначением допуска параллельности относительно базовой поверхности кольца наружного и допуска плоскостности относительно паза, пролегающего в диаметрально противоположном направлении. Данное решение позволит сократить суммарное количество времени переходов на операции, сократить трудоемкость проведения контроля и повысить технологичность метода в целом, путем исключения специальных «бочонков». Чтобы получить фактический размер необходимо будет из полученных показаний вычесть высоту кольца прижимного и «линеала».

Рисунок 4. Расположение «линеала» (новый вариант)

Расчет нормы штучного времени Н_вр на сборочную операцию проектируемого варианта проводился по формуле 1 [3, с. 53]:

,                                        (1)

Т_оп1, Т_{оп 2}, Т_опi – оперативное время выполнения приема или комплекса приемов;

А_олт, А_обс, А_пз – время на отдых и личные потребности, обслуживания рабочего места и оборудования, подготовительно-заключительное;

К – коэффициент, учитывающий условия выполнения работы;

K1 – коэффициент, учитывающий число приемов;

К2 – коэффициент, учитывающий число деталей в партии;

Кз – коэффициент, учитывающий тип производства.

Годовая С_год и заводская С_зав себестоимости базового и проектируемого вариантов рассчитываются по формулам 2, 3 [4, с. 299]:

,                                          (2)

,                                                                    (3)

М – материальные затраты, т.е. затраты на материалы (М), полуфабрикаты (ПФ), комплектующие изделия (КИ), и их транспортировку (З_тр) за минимум стоимости реализуемых отходов (О_реал);

ЗП_общ – общая заработная плата с начислениями и стразовыми взносами;

ЦР – цеховые расходы;

ЗР – заводские расходы;

ВР – внепроизводственные расходы;

Ц_пр – цена приспособления;

З_рем – затраты на ремонт;

Т_сл – срок службы приспособления.

Расценка – прямая заработная плата за единицу продукции.

ЗП_доп – премия, бригадирские, сверхурочные, работа в выходные и праздники и др.

СВ (страховые взносы) – неналоговый сбор, который обязаны уплачивать все организации, а также индивидуальные предприниматели в РФ.

ЦР – цеховые расходы.

Норма штучного времени на сборочную операцию проектируемого варианта уменьшилась на 29 %.  Норма штучного времени, затраченного на сборку узла, для проектируемого варианта уменьшилась на 1.3%. При выпуске 37 изделий в год для проектируемого варианта годовая себестоимость уменьшается на 1,3 %.

В результате предложенного способа сборки:

1. Происходит улучшение качества сборки ТП путем изменения технологии проведения контроля высотного размера, направленное на повышение уровня технологичности, снижения продолжительности сборки соплового аппарата ступени газовой турбины авиационного ГТД.

2. Уменьшение нормы затраченного времени на сборочную операцию проектируемого варианта на 29 % и на сборку узла на 1.3%.

3. Годовая себестоимость при выпуске 37 изделий уменьшается на 1,3 %.   

Список литературы:

1. Чумаков Ю.А. Теория и расчет транспортных газотурбинных двигателей. М.: Инфра-М, Форум, 2012 – 447 с.
2. Иноземцев А.А, Сандрацкий В.Л. Газотурбинные двигатели. Пермь, ОАО Авиадвигатель, 2006 – 1204 с.
3. Барышникова Н.А. Экономика организации: учебное пособие для СПО. Москва: «М.Юрайт», 2020. – 191 с.
4. Чечевицина Л.Н. Экономика организации. Учебное пособие. Ростов на Дону: «Феникс», 2016. – 382 с.