Increasing gas-turbine disks quality by improving their processing technology

Authors

  • Ольга Зениковна Двирная Admiral Makarov National University of Shipbuilding, Heroes of Stalingrad Ave, 9, Nikolaev, Ukraine, 54000, Ukraine
  • Александр Павлович Шумилов Admiral Makarov National University of Shipbuilding, Heroes of Stalingrad Ave, 9, Nikolaev, Ukraine, 54000, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.15587/2312-8372.2014.21231

Keywords:

technological factors, quality parameters, tab grooves, physical model, highly productive technology

Abstract

Constant tightening of the main characteristics of gas turbines has led to the need to develop and introduce new high-temperature materials with improved physical-mechanical properties, such as heat-resistant steel 15H12N2MFVAB-Sh (EP517-Sh). However, the lack of studies of key workability parameters of this material hinders its wide use in gas-turbine construction.

The basic idea of the presented work is to create scientifically based technological processing conditions of tab grooves in the disks, made of steel EP517-Sh at maximum productivity increase of their processing method. Such conditions will lead to the roughness formation of the processed surfaces at the level of design requirements, useful compressive residual stresses and weakened surface layer that will significantly increase the tool joint reliability in the absence of any defects on the working surfaces of various tab grooves. For that, the regression equation of the processed surface roughness dependence on technological factors of the drawing process Ra = f (V, S, γ, HRC) was derived. The graphs of the considered dependencies were constructed for convenient analysis of the obtained results.

Reliability of the conclusions on the work and recommendations on their introduction were confirmed by production researches.

Author Biographies

Ольга Зениковна Двирная, Admiral Makarov National University of Shipbuilding, Heroes of Stalingrad Ave, 9, Nikolaev, Ukraine, 54000

Assistant

Systems Engineering department of maritime infrastructure and energy management

Александр Павлович Шумилов, Admiral Makarov National University of Shipbuilding, Heroes of Stalingrad Ave, 9, Nikolaev, Ukraine, 54000

Ph.D., professor

Department of Marine Engineering Technology

References

  1. Богуслаев, В. А. Технологическое обеспечение эксплуатационных характеристик деталей ГТД. Лопатки компрессора и вентилятора. Часть І. Монография [Текст] / В. А. Богустаев, Ф. М. Муравченко, П. Д. Жеманюк, В. И. Колесников и др. – Запорожье: ОАО «Мотор Сич», 2003. – 396 с.
  2. Чернышев, В. В. Протягивание и упрочнение хвостовиков газотурбинных двигателей [Текст] / В. В. Чернышев, М. С. Рахмарова, Г. Б. Дейч. – М.: Машиностроение, 1971. – 276 с.
  3. Романов, В. В. Применение новых материалов при конвертации корабельных и авиационных ГТД в стационарные ГТУ [Текст] / В. В. Романов, В. А. Коваль // Современные технологии в газотурбостроении. – 2010. – С. 4–7.
  4. Суслов, А. Г. Обеспечение качества обработанных поверхностей с использованием самообучающейся технологической системы [Текст] / А. Г. Суслов, Д. И. Петрешин // СТИН. – 2006. – №1. – С. 21–24.
  5. Баранчиков, В. И. Обработка специальных материалов в машиностроении [Текст]: справ. / В. И. Баранчиков, А. С. Тарапанов, Г. А. Харламов. – М.: Машиностроение, 2002. – 264 с.
  6. Alberti, M. A system for optimizing cutting parameters when planning milling operations in high-speed machining [Text] / M. Alberti, J. Ciurana, M. Casadesus // J. Mater. Process. Technol. – 2005. – №1(168). – Р. 25–35.
  7. Ozel, T. Modeling of high speed machining process for predicting tool forces, stress and temperatures using FEM simulation [Text] / T. Ozel, T. Altan // Processing of the CIRP International Workshop on Modeling of Machining Operations. – Atlanta, Georgia, USA. – 1998. – P. 225–234.
  8. Двирная, О. З. Исследование параметров качества поверхности при протягивании жаропрочной стали ЭП517-Ш [Текст] / О. З. Двирная, А. П. Шумилов // Наукові нотатки: міжвузівський збірник за напрямом «Інженерна механіка». – Вип. № 24.– Луцьк: ЛНТУ, 2009. – С. 162–170.
  9. Двірна, О. З. Методика дослідження впливу швидкісного протягування на шорсткістьобробленоїповерхні [Електронний ресурс] / О. З. Двірна, О. П. Шумілов // Вісник НУК. – Миколаїв: НУК, 2011. – № 2. – Режим доступу: http://ev.nuos.edu.ua/ua/publication?publicationId=8382
  10. Двірна, О. З. Вплив технологічних умов протягування замкових пазів в дисках із сталі ЭП517-Ш на шорсткість обробленої поверхні [Текст] / О. З. Двірна, П. В. Скринник // Зб. наук. праць НУК. – Миколаїв: НУК, 2011. – № 2 (437). – С. 55–60.
  11. Ивахненко, А. Г. Системы эвристической самоорганизации в технической кибернетике [Текст] / А. Г. Ивахненко. – К.: Техника, 1971. – 372 с.
  12. Boguslaev, V. A., Muravchenko, F. M., Zhemanyuk, P. D., Kolesnikov, V. I. (2003). Tehnologicheskoe obespechenie ekspluatatsionnyih harakteristik detaley GTD. Lopatki kompressora i ventilyatora. Chast I. Monografiya. Zaporozhe: OAO «Motor Sich», 396.
  13. Chernyishev, V. V., Rahmarova, M. S., Deych, G. B. (1971). Protyagivaniei uprochnenie hvostovikov gazoturbinnyih dvigateley. M.: Mashinostroenie, 276.
  14. Romanov, V. V., Koval, V. A. (2010). Primenenie novyih materialov pri konvertatsii korabelnyih i aviatsionnyih GTD v statsionarnyie GTU. Sovremennyie tehnologii v gazoturbostroenii, 4–7.
  15. Suslov, A. G., Petreshin, D. I. (2006). Obespechenie kachestva obrabotannyih poverhnostey s ispolzovaniem samoobuchayuscheysya tehnologicheskoy sistemy. STIN, 1, 21-24.
  16. Baranchikov, V. I., Tarapanov, A. S., Harlamov, G. A. (2002). Obrabotka spetsialnyih materialov v mashinostroenii. M.: Mashinostroenie, 264.
  17. Alberti, M., Ciurana, J., Casadesus, M. (2005). A system for optimizing cutting parameters when planning milling operations in high-speed machining. J. Mater. Process.Technol, 1(168), 25–35.
  18. Ozel, T., Altan, T. (1998). Modeling of high speed machining process for predicting tool forces, stress and temperatures using FEM simulation. Processing of the CIRP International Workshop on Modeling of Machining Operations. Atlanta, Georgia, USA, 225–234.
  19. Dvirnaya, O. Z. Shumilov, A. P. (2009). Issledovanie parametrov kachestva poverhnosti pri protyagivanii zharoprochnoy stali EP517-Sh. Naukovi notatki: mizhvuzivskiy zbirnik za napryamom «Inzhenerna mehanIka», 24. Lutsk: LNTU, 162–170.
  20. Dvirna, O. Z., Shumilov, O. P. (2011). Metodika doslidzhennya vplivu shvidkiisnogo protyaguvannya na shorstkist obroblenoyi poverhni. Visnik NUK, 2. Available: http://ev.nuos.edu.ua/ua/publication?publicationId=8382.
  21. Dvirna, O. Z., Skrinnik, P. V. (2011). Vpliv tehnologichnih umov protyaguvannya zamkovih paziv v diskahizstali EP517-Sh na shorstkist obroblenoyi poverhni. Zb. nauk.prats NUK, 2 (437), 55–60.
  22. Ivahnenko, A. G. (1971). Sistemy ievristicheskoy samoorganizatsii v tehnicheskoy kibernetike. K.: Tehnika, 372.

Published

2014-02-06

How to Cite

Двирная, О. З., & Шумилов, А. П. (2014). Increasing gas-turbine disks quality by improving their processing technology. Technology Audit and Production Reserves, 1(2(15), 4–8. https://doi.org/10.15587/2312-8372.2014.21231