Введение

Экономичность является основным критерием совершенства конструкции и технологии ее изготовления. Все принимаемые конструкторские решения стремятся довести затраты на приобретение, эксплуатацию, а так же ремонт до минимального значения.

В данном курсовом проекте рассмотрено изготовление корпусного узла газотурбинного привода АЛ-31СТЭ. В настоящее время для сварки данного узла, изготовленного из жаропрочного сплава на никелевой основе, применяется элетронно-лучевая сварка. В ходе работы будут рассмотрены пути уменьшения количества сборочных и загрузочных операций, а так же процессов вакуумирования. Применение новых крепежных элементов могут позволить уменьшить затраты труда и времени на установку деталей узла. Так же в данной работе будет рассмотрена возможность использования новых, более технологичных способов сварки, широко применяемых за рубежом в различных отраслях, что позволит значительно упростить работу оператора и уменьшить вероятность появления дефектов в сварном шве.

Описание изделия и условий его эксплуатации

В настоящее время наряду с применением ГТД в составе реактивных установок самолетов и вертолетов их используют и в наземных установках узел корпуса которого приведен на рисунке 1. (Более подробный чертеж приведен в приложении 1).

Рисунок 1. Узел корпуса 29.04.25.033

Схема 1. Узел корпуса 29.04.25.033

Газотурбинные двигатели по сравнению с поршневыми двигателями внутреннего сгорания имеют несколько больший расход горючего на единицу мощности. Однако масса и габариты их меньше. Легкость запуска, лучшая приемистость, более комфортабельные условия для экипажа, значительно больший ресурс определяют целесообразность применения ГТД в наземных установках. Поиско­вые научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по применению ГТД в транспортных машинах ведутся в настоящее время в направлении изготовления и эксплуатации серийных машин.

Одновременно с применением ГТД в транспортных наземных установках практическую реализацию получили газотурбинные энергоприводы газоперекачивающих и энергетических установок (рисунок 1).

В качестве привода газотурбинной энергетической установки ГТЭ-18 "Уфа" используется АЛ-31СТЭ, который представляет собой упрощенную форму авиационного двигателя АЛ-31Ф (рисунок 2).

Рисунок 2. Газотурбинный привод АЛ-31СТЭ

Таблица 2. Технические характеристики АЛ-31СТЭ-18 по 100.10 ТУ

Номинальная мощность (на валу силовой турбины), МВт.	18
Электрический КПД, %	37
Расход воздуха на входе в двигатель, кг/с	66
Расход отработавших газов на выходе из силовой турбины, кг/с	67
Температура газа за силовой турбиной, оС	515
Расход топливного газа, кг/ч	5 450
Частота вращения силовой турбины, об/мин	3 000
Уровень выброса вредных веществ, ррм:
• оксида азота / оксида азота на первом этапе допускается, не более	50 / 120
• окись углерода, не более	200

Проектируемый узел предназначен для изготовления корпуса 29.04.25.033 (рисунок 3а) который контактирует с выхлопными газами под большим давлением, создающими агрессивную среду и высокую температуру, что требует от материала высокую коррозионную стойкость и жаропрочность.

Рисунок 3. Газотурбинный привод АЛ-31СТЭ (принцип работы)

а – корпус 29.04.25.033

б – направление потока выхлопного газа

в – направление потока воздуха

г – опорные элементы

Рисунок 4. Готовый корпус 29.04.25.033