Дипломный проект - Разработка ТП вала компрессора низкого давления (КНД)

Содержание
Ведение                                        7
1.Актуальность упрочнения отдельных деталей двигателя АЛ-31Ф            9
2.Конструктивные особенности двигателя АЛ-31Ф                    11
2.1.Конструктивная компоновочная схема двигателя АЛ-31Ф            11
2.2.Работа                                        35
3.Повышение надежности и увеличение ресурса особонагруженных деталей двигателя    36                                        
3.1.Расчет на прочность вала КНД                            36
3.1.1.Основные технические требования                        36
3.1.2.Общие положения                                37
3.1.3.Нагрузки на валы и расчетные схемы                    38
3.1.4.Расчет статической прочности, жесткости и устойчивости валов    40
3.1.5.Определение критических частот вращения вала                46
4.Способы повышения надежности и прочности особонагруженных деталей двигателя    48        
4.1.Классификация методов упрочнения                        48
4.2.Упрочнение химико-термическими методами                    53
4.2.1.Сущность метода ионного азотирования                    54
4.2.2.Ионное азотирование деталей                        56
4.2.3.Оборудование                                67
4.3.Упрочнение металлических материалов методом поверхностного пластического деформирования(ППД)                                71
4.3.1.Общие положения                                71
4.3.2.Классификация и особенности применения методов ППД        73
4.3.3.Дробеструйная обработка микрошариками                76
4.3.3.1. Укрупненная структурная схема дробеструйной обработки    77
4.3.3.2. Технологические системы упрочнения с использованием ЭВМ    80
4.3.3.3. Схема процесса, характер формирования очага деформирования    83
4.3.3.4. Выбор параметров обработки дробью                    86
4.3.3.5. Контроль режимов упрочнения                    87
4.4. Повышение эксплуатационных свойств деталей, обработанных ППД        89
4.4.1. Сопротивление усталости                            89
4.4.2. Износостойкость                                91
4.4.3. Сопротивление схватыванию                        92
4.4.4. Коррозионная стойкость                            93
4.4.5. Сопротивление контактной усталости                    95
4.5. Комплексное упрочнение вала                            96
5. Определение основных экономических показателей                    97
5.1. Расчет ожидаемого экономического эффекта                    97
5.2. Расчет единовременных затрат на подготовку производства изделий        100
5.2.1. Расчет единовременных затрат на подготовку производства изделий при первом варианте 100                                
5.2.1.1.Расчет затрат на материальные расходы                101
5.2.1.2.Расчет затрат на специальное оборудование                102
5.2.1.3.Расчет затрат на основную плату разработчиков (участников НИР, ОКР) 102                                    
5.2.1.4.Расчет затрат на дополнительную плату                104
5.2.1.5. Расчет единого социального налога                    104
5.2.1.6. Расчет затрат на амортизацию оборудования                104
5.2.1.7. Расчет затрат на электроэнергию                    105
5.2.1.8. Расчет затрат на работы и услуги сторонних организаций        106
5.2.1.9. Расчет затрат на командировки                    106
5.2.1.10. Расчет величины накладных расходов                106
5.2.2.Расчет единовременных затрат на подготовку производства изделий при втором варианте 108                                
5.2.2.1. Расчет затрат на материальные расходы                108
5.2.2.2. Расчет затрат на специальное оборудование                109
5.2.2.3. Расчет затрат на основную плату разработчиков (участников НИР, ОКР)    109                                
5.2.2.4. Расчет затрат на дополнительную плату                111
5.2.2.5. Расчет единого социального налога                    111
5.2.2.6. Расчет затрат на амортизацию оборудования                111
5.2.2.7. Расчет затрат на электроэнергию                    112
5.2.2.8. Расчет затрат на командировки                    113
5.3. Калькуляция полной себестоимости изделия (продукции, работы)        114
5.3.1. Расчет оптовой цены изделия                        118
Выводы                                        119
6. Проблемы акустики в современной авиации                        120
6.1. Акустика пассажирских самолетов                        120
6.2. Акустика современных самолетов 2000-х годов                    121
6.2.1. Шум на местности                                121
6.2.2. Основные пути снижения шумов самолетов на местности         125
6.2.3. Снижение шума в канале с помощью ЗПК                127
6.2.4. Структурная акустика                            130
6.2.5. Активные методы гашения шума в авиации                133
6.3. Шум и борьба с ним                                135
6.4. Расчет освещенности                                137
6.5. Расчет системы шумоглушения                            139
Выводы                                            141
Приложение                                        143
Литература                                         154

Чертежи проекта:
1. Промежуточный корпус
2. Вал КНД
3. Расчетная и силовая схемы
4. ИОН-30
5. Принципиальная схема установки
6. Установка для упрочнения микрошариками Принципиальная схема
7. Установка для упрочнения шлиц микрошариками методом ППД
8. Установка для упрочнения шлиц микрошариками методом ППД
9. Параметры качества поверхностного слоя детали после различных способов заключительной обработки
10. Экономическое обоснование технологического процесса изготовления вала КНД

Наиболее жесткие требования по точности и шероховатости поверхности предъявляются к шейкам валов, на которые устанавливают подшипники качения.
Овальность и конусность мест, посадки не должны превышать 0,5 допуска на диаметр, а для подшипников классов точности 5, 4 и 2 – 0,25 допуска на диаметр.
Биение заплечника для подшипников классов 0 и 6 не должно превышать 0,02-0,03 мм, а для подшипников классов точности 5, 4 и 2 – 0,003 – 0,018 мм.
Контроль шеек осуществляется индикатором или миниметром.
Параметры шероховатости поверхности шеек под подшипники принимают равными Rа=0,0321,25мкм.
Допуски на относительное радиальное биение шеек валов для посадки зубчатых колец, муфт, шкивов и других подобных деталей в зависимости от окружной скорости по внешнему диаметру составляют (0,7-2) (здесь  - допуск на диаметр контролируемой шейки вала; меньшее значение соответствует окружной скорости 10 м/с).
Допуски на биение упорных буртиков валов в зависимости от диаметра вала, окружной скорости сопряженных с валом деталей, а также кинематической точности зубчатых колес изменяются от 0,01 до 0,06 мм (большие значение назначают при диаметрах вала свыше 55 мм).
Допуски на перекос и несимметричность расположения шпоночных пазов на валу составляют соответственно 0,5 и 2 (здесь  - допуск на ширину шпоночного паза). Если деталь устанавливают на двух шпонках, то допуск на их симметричность принимают равным 0,5.
Технологический контроль вала включает проверку диаметральных и линейных размеров (скобами и универсальными измерительными средствами) ступеней, взаимного расположения обработанных поверхностей, чистоты обработки и твердости.

Исходные данные:
d=0,083м; D=0,1м; =d/D=0,83
Нагрузки (Н=0; М=1 для расчета нагрузок на КНД):
- осевая сила Рос=104кг;
- изгибающий момент Мизг=0 кгм;
- крутящий момент Мкр=2,5106 кгм;
- температура Т=200С.
Характеристики материала 15Х16К5Н2МВ ФАБ (ЭП 866) (справочник ВИАМ т.3, стр.67):
в=100 кг/мм2; 02=85 кг/мм2; -1 =56 кг/мм2 на базе 2107 цикла; 5=12%; =45%;    Е=19500 кгс/мм2; -1=33,6 кг/мм2.