Введение к работе
Актуальность работы. Совершенствование авиационных двигателей, повышение их мощности, эксплуатационной надежности, экономичности и увеличение ресурса в значительной степени определяется качеством и эксплуатационными характеристиками наиболее важных деталей газотурбинных двигателей (ГТД) - лопаток, которые изготовляются из жаропрочных сплавов методом литья по выплавляемым моделям (ЛВМ).
На лопатках, отливаемых в электрокорундовые керамические формы, обнаруживается более десяти различных видов дефектов. Правильная идентификация основных литейных дефектов, причин, определяющих их появление, является трудноформализуемой задачей. Поэтому проблема повышения качества лопаток ГТД является многоплановой и требует комплексного подхода. Одним из эффективных направлений решения данной проблемы является сочетание традиционных методов физико-химического анализа с современными методами статистического анализа, математического моделирования, оптимизации и управления с использованием ЭВМ. Следует отметить, что необходимость сочетания организационно-технических мероприятий и статистических методов контроля в системе управления качеством продукции регламентирована стандартами ИСО 9000.
Таким образом, учитывая высокие требования к качеству лопаток, значительную трудоемкость, энергоемкость, себестоимость ЛВМ, а также современные экономические условия формирования конкурентной среды и выход российских предприятий на мировой рынок, проблема обеспечения высокого качества лопаток ГТД, совершенствования технологии их изготовления в современных рыночных условиях является весьма актуальной и имеет первостепенное значение.
Целью работы является разработка организационно-технических мероприятий по управлению качеством лопаток ГТД.
Достижение поставленной цели требует решения следующих задач:
проведение анализа существующего технологического процесса получения отливок "лопатка ГТД" на всех его стадиях;
выявление зависимости видов дефектов от типоразмера лопатки;
расчет статистических показателей качества (уровня дефектности, вероятности появления того или иного вида брака);
определение наиболее значимых конструктивных, технологических, организационных и других сопутствующих факторов, влияющих на качество лопаток;
установление причин появления основных видов брака, разработка организационно-технических мероприятий, направленных на повышение качества лопаток ГТД, информационного и программного обеспечения автоматизи рованной системы учета и анализа брака лопаток ГТД.
Методы исследования включали в себя основные положения системногс анализа и математической статистики, изучение физико-механических свойств электронную микроскопию, физическое моделирование, термодинамические анализ.
Научная новизна. 1) Разработан системный подход к идентификации основных видов брака и причин их появления. 2) Впервые показана возможность использования критерия Аббе для оценки влияния климатических условий на уровень брака. Выявлено влияние относительной влажности на качестве керамических форм. Методом экспертных оценок определены наиболее значимые причины брака лопаток. 3) Проведен термодинамический расчет механизма образования дефектов в лопатках, получаемых методом ЛВМ. 4) Установлены аналитические зависимости прочности керамических форм от вязкость суспензии и параметров вакуумно-аммиачной сушки.
Практическая значимость. Разработана усовершенствованная конструкция литниково-питающей системы (ЛПС), обеспечивающая оптимальные условия заливки и кристаллизации. Разработан способ удаления модельной массы из форм, обеспечивающий более качественную очистку форм от остатков модельного состава. Определены оптимальные значения параметров режимов вакуумно-аммиачной сушки керамических форм.
Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы прошли промышленное опробование и внедрены в ОАО "Рыбинские моторы" с экономическим эффектом 412,3 тыс. руб. в ценах 1990 г., а также используются в учебном процессе.
Материалы диссертации докладывались и обсуждались на ряде научно-технических конференций различного уровня.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 печатных работ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введе-