Том 21, № 2 (2022)

Пылезащитное устройство считается важнейшим элементом для сохранения работоспособности вертолётных двигателей при эксплуатации в условиях запылённого воздуха. Интенсивность эрозии элементов газовоздушной проточной части газотурбинного двигателя зависит от многих факторов: от твёрдости и химического состава частиц пыли, от фракционного состава, концентрации песка, режима работы двигателя и др. Поэтому разработка методики выбора оптимальных значений параметров пылезащитного устройства является сложной многокритериальной и многофакторной задачей. В данной статье рассматривается методика выбора оптимальных значений геометрических размеров пылезащитного устройства авиационного газотурбинного двигателя. Методика включает шесть основных этапов. Выбор оптимальных значений геометрических параметров пылезащитного устройства проводится с учётом трёх частных критериев эффективности: степени очистки воздуха, потери давления в пылезащитном устройстве и массы на основе применения метода Парето. Рассматривается пример выбора оптимальных значений геометрических параметров циклонного пылезащитного устройства.

Редукторы авиационных газотурбинных двигателей являются наиболее нагруженными их узлами. Одним из основных дефектов редукторов является износ боковых поверхностей зубьев, вызывающий резонансные колебания элементов конструкции двигателя. Оценка данного дефекта осуществляется в основном методами виброакустической диагностики. Отмечено, что существующие в настоящее время рекомендации по назначению предельных значений диагностических признаков не учитывают вид математических моделей, описывающих их зависимость от величины дефекта. Это может привести к неконтролируемому его развитию. Показано, что для рассматриваемого случая ранее были получены четыре вида математических моделей описания зависимостей диагностических признаков от величины износа: линейной, степенной, экспоненциальной и комбинационной (линейной и экспоненциальной). Линейная модель характеризуется постоянной скоростью изменения уровня диагностического признака с ростом износа. Для степенной и экспоненциальной моделей рост износа приводит к увеличению скорости изменения уровня диагностического признака. Последняя модель характеризуется наличием двух зон в изменении интенсивности диагностического признака с ростом износа: зона постоянной скорости и зоной её увеличения. Использование диагностических признаков с непрерывным ростом их интенсивности с увеличением износа потребует обеспечение постоянного контроля вибрационного состояния редуктора, что не всегда выполнимо. Даны рекомендации по назначению норм на интенсивность диагностических признаков для рассмотренных моделей.

Представлен обзор последних разработок российских и зарубежных учёных в области гибридного аддитивного производства металлических изделий. Рассмотрено понятие и различные виды гибридного производства. Особое внимание в статье уделяется гибридизации аддитивных технологий с различными процессами формообразования: объёмной штамповкой, гибкой, глубокой вытяжкой, обкаткой и другими. Представлена история появления и актуальность технологий, а также возможность их применения в производстве. Совмещение аддитивных технологий и процессов механической обработки деталей производится с двойной целью: расширение области применения аддитивного производства и преодоление его ограничений, связанных с низкой производительностью, металлургическими дефектами, шероховатостью поверхности и отсутствием точности размеров; новое применение традиционных процессов обработки.

Высокое тепловыделение в масляном клине является одним из главных факторов, ограничивающих применение сегментных подшипников скольжения в качестве опор роторов авиационных газотурбинных двигателей. Целью исследования является изучение влияния способа подвода масла в сегментный подшипник скольжения на его тепловое состояние и определение конструктивных факторов, снижающих температуру в рабочем клине. Исследование проводилось на подшипниках диаметрами 100…320 мм с различной организацией подвода масла: через маслораздаточные канавки во вкладышах, через форсунки в межвкладышное пространство, с применением заходных фасок, с перепуском масла в торцы подшипника. Решение поставленных задач осуществлялось на объёмных геометрических моделях методами вычислительной гидродинамики в пакете ANSYS CFX. Получены картины распределения температур и давлений по поверхности нижнего, наиболее нагруженного вкладыша подшипника, для различных вариантов подвода масла и различной геометрии вкладышей подшипника; значения подъёмной силы подшипника, максимального давления в рабочем зазоре, массового расхода масла через элементы маслоподвода и слива; зависимости статических характеристик подшипника от расстояния между валом и форсунками. Подвод масла через маслораздаточные канавки, выполненные во вкладышах, является фактором, негативно влияющим на тепловое состояние подшипника, что связано с так называемым «запиранием» рабочего зазора. Показано, что организация маслоподвода через пространство между вкладышами более эффективна. Выполнение заходной фаски на гладких вкладышах позволяет упростить поступление масла в рабочий зазор. Рассмотренные конструктивные решения обеспечивают снижение максимальной температуры масла в подшипнике на 3…6 ^оС.

Детали подшипников качения, смазываемые маловязкими жидкостями, подвержены интенсивному изнашиванию рабочих поверхностей. Долговечность подшипника в этих условиях зависит от интенсивности изнашивания поверхностей трения. Поэтому актуально установить взаимосвязь между интенсивностью изнашивания, изменением зазоров и продолжительностью работы. В статье представлены результаты испытаний на износ шариковых подшипников качения. После испытаний проводились замеры радиальных и осевых зазоров, анализировались их изменения и продолжительность работы. Рассчитаны интенсивности изнашивания подшипников по величинам изменения радиального и осевого зазоров. Построены зависимости интенсивности изнашивания подшипника по осевому и радиальному зазорам от приведенной (эквивалентной) нагрузки. Зависимости аппроксимированы линейной функцией с достоверностью не менее 0,98. Полученные аналитические выражения позволяют проводить экспресс-расчёты по изменению зазоров в подшипнике, что позволит сделать прогнозы по продолжительности работы подшипника с учётом износа рабочих поверхностей в заданных условиях, обеспечив при этом правильное функционирование опорного узла.