Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

Національний аерокосмічний університет

ім. М. Є. Жуковського "ХАІ"

ФАКУЛЬТЕТ АВІАЦІЙНИХ ДВИГУНІВ

До захисту допускаю:

Завідувач кафедри доктор

техн.наук, професор

___________ А.І. Долматов

КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ МЕЛКОСЕРИЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО ВАЛОВ АГРЕГАТОВ АВИАЦИОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ НА СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОМ УЧАСТКЕ

Расчетно-пояснительная записка к выпускной работе бакалавра

Специальность: 8.090260 - "Технология строительства авиационных двигателей"

Виконавець: студент гр.244 С.В.Гайдук

Керівник: доцент каф. 204 А.П.Петренко

Консультант технологічної частини:

доцент кафедри 204 А.П.Петренко

Консультант конструкторської частини:

доцент кафедри 203 О.І.Гаркуша

Консультант розділу охорона праці:

доцент кафедри 106 В.В. Кручина

Нормоконтролер: доцент кафедри 204 А.П.Петренко

Харків 2012



Затверджую:

Завідувач кафедри 204

Професор А.І. Долматов

"___"________2012

Завдання на випускну роботу бакалавра

студенту гр. 244 Гайдуку Сергію Володимировичу:

1. Тема: Конструкторсько-технологічна підготовка дрібносерійного виробництва валів агрегатів авіаційних двигунів на спеціалізованій дільниці.

2. Технічне завдання: тип виробництва - дрібносерійне, обсяг випуску - 240 од/рік.

3. Завдання для основного розділу: спроектувати маршрутно-операційний технологічний процес виготовлення вала.

Консультант ____________Петренко А.П.

4. Завдання для допоміжного розділу: розробка конструктивно-компонувальної схеми ТРДДсм. Термогазодинамічний розрахунок двигуна. Розрахунок на міцність пера робочої лопатки та диска першого ступеня компрессора високого тиску. Розрахунок частоти першої форми згинальних коливань пера робочої лопатки та побудова частотної діаграми.

Консультант ____________Гаркуша А.І.

Виявлення та аналіз шкідливих та небезпечних факторів у виробничому приміщенні.

Консультант ___________Кручина В.В.

5. Перелік обов'язкових питань, що підлягають опрацюванню:

5.1. Розробити конструктивно-компонувальну схему авіадвигуна.

5.2. Виконати термогазодинамічний розрахунок авіадвигуна.

5.3. Розрахувати на міцність задані елементи конструкції авіадвигуна.

5.4. Аналіз робочого креслення вала.

5.5. Вибір та обґрунтування етапів технологічного процесу, технологічних баз, методів та послідовності обробки поверхонь вала.

5.6. Вибір та обґрунтування виду заготовки та методу її формоутворення.

5.7. Розрахунки та оптимізація необхідної кількості операцій та переходів формоутворення основних поверхонь вала .

5.8. Розробка плану технологічного процесу виготовлення вала.

5.9. Розрахунки та обгрунтування припусків на обробку та операційних розмірів-координат торцевих поверхонь та операційних розмірів-діаметрів поверхонь обертання.

5.10. Проектування та розрахунки формоутворюючих операцій.

5.11. Проектування та оформлення маршрутної карти, операційних карт та операційних ескізів 5 основних операцій-представників.

6. Перелік обов'язкових розрахунково-графічних матеріалів:

6.1. Конструктивно-компонувальна схема ТРДДсм.

6.2. Робоче креслення вала.

6.3. Робоче креслення заготівки вала.

6.4. План технологічного процесу виготовлення вала.

6.5. Комплект технологічної документації.

6.6. Розрахунково-пояснювальна записка випускної роботи бакалавра.

Строк здачі закінченої роботи для затвердження: 26.05.2012 р.

АНОТАЦІЯ НА ВИПУСКНУ РОБОТУ БАКАЛАВРА

"КОНСТРУКТОРСЬКО-ТЕХНОЛОГІЧНА ПІДГОТОВКА ДРІБНОСЕРІЙНОГО ВИРОБНИЦТВА ВАЛІВ АГРЕГАТІВ АВІАЦІЙНИХ ДВИГУНІВ НА СПЕЦІАЛІЗОВАНІЙ ДІЛЬНИЦІ"

студента 244 гр. факультету № 2 Національного аерокосмічного університету iм. М. Є. Жуковського "ХАI" Гайдука Сергія Володимировича.

Керівник ВРБ: доцент каф. 204 Петренко А.П.

Консультант з конструкторської частини: доцент каф. 204 Гаркуша О.І.

Консультант з охорони праці: доцент каф. 106 Кручина В.В.

Стор. 96, табл. 17, рис. 33, креслень формату А1 1; комплект документації 21.

Випускна робота бакалавра присвячена темі конструкторсько-технологічної підготовки дрібносерійного виробництва валів на спеціалізованій дільниці.

ВРБ складається з трьох частин: конструкторської, технологічної та охорони праці.

Конструкторська частина виконана за допомогою електронно-обчислювальної техніки. При виконанні використовувались розрахункові програми кафедри 203: TRDDsm для термогазодинамічного розрахунку і узгодження параметрів компресора та турбіни, Statlop, Disk_112 - для міцностних розрахунків, Dinlop - для розрахунків частоти першої форми згибних коливань лопатки. При виконанні креслень використовувався програмний пакет Компас.

В конструкторський частині ВРБ був проведений термогазодінамічний розрахунок та узгодження параметрів компресора і турбіни роторів високого та низького тиску турбореактивного двохконтурного авіаційного двигуна з камерою змішування з заданими параметрами та виконана його конструктивно-компонувальна схема. За геометричними параметрами обраних деталей двигуна (диск першої ступені компресору високого тиску та робоча лопатка першої ступені компресору високого тиску) проведено перевірочний розрахунок на міцність, який показав відповідність міцності деталей вимогам та наявність достатніх запасів міцності. Розрахунок динамічної частоти першої форми згинальних коливань лопатки і побудова частотної діаграми показали, що можливі резонансні режими роботи двигуна знаходяться поза діапазоном робочих обертів.

Технологічна частина виконана за допомогою довідникової літератури, при цьому використовувались методики, прийняті для авіаційної галузі. При оформлені графічної частини використовувався програмний пакет Компас. При оформлені розрахунково-пояснювальної записки використовувались програмні продукти Microsoft Word, Microsoft Excel та прикладні програми операційної системи Microsoft Windows XP.

В технологічній частині ВРБ був спроектований технологічний процес виготовлення валу на спеціалізованій ділянці в умовах дрібносерійного виробництва. Цьому передували ретельний аналіз креслення вала та умов його роботи, аналіз деталі з точки зору технологічності. З загальної форми валу, технічних умов на неї та властивостей і особливостей власного матеріалу деталі було призначено тип заготівки деталі та спосіб її отримання. При протиставленні характеристик заготівки та готової деталі було розраховано потрібну кількість переходів обробки різанням. На підставі попередньо спроектованого плану технологічного процесу були розраховані припуски, як на поверхні обертання, так і на торцеві поверхні. Розрахунок припусків вівся за допомогою розрахунково-аналітичного та нормативного методів. Визначення проміжних розмірів-координат при обробці неодноразово оброблюваних протилежних торцевих поверхонь за допомогою розрахунково-аналітичного та нормативного методів викликає труднощі, тому розрахунок проміжних розмірів-координат вівся за допомогою методів розмірного аналізу із застосуванням прикладної теорії графів.

В розділі з охорони праці було виконано аналіз шкідливих та небезпечних факторів у робочому приміщенні спеціалізованої дільниці з виготовлення валів та їх імовірного впливу на працівників, а також на навколишнє середовище. Також були запропоновані заходи боротьби з імовірним впливом шкідливих та небезпечних факторів на працівників дільниці.

Оформлення конструкторської та технологічної документації при виконанні ВРБ було виконано у відповідності до вимог ЄСКД, ЄСТД і ЄСТПП.

___________________ Гайдук С.В.

Содержание

Введение

1. Конструкторская часть

1.1 Основные сведения о проектируемом двигателе и краткое описание конструкции

1.2 Термогазодинамический расчет двигателя

1.2.1 Выбор и обоснование параметров

1.2.2 Термогазодинамический расчет на ЭВМ

1.2.3 Формирование облика ГТД

1.3 Расчет на прочность элементов конструкции АД

1.3.1 Расчёт на прочность пера лопатки 1-й ступени КВД

1.3.2 Расчёт на прочность диска первой ступени КВД

1.3.3 Расчет динамической частоты первой формы изгибных колебаний лопатки компрессора и построение частотной диаграммы

2. Технологическая часть

2.1 Анализ рабочего чертежа и определение показателей технологичности вала

2.1.1 Технологичность по материалу

2.1.2 Технологичность по точности, шероховатости поверхностей вала

2.2 Выбор и обоснование метода, оборудования и параметров формообразования заготовки

2.3 Расчёт, оптимизация и обоснование потребного количества технологических операций (переходов) формообразования поверхностей-представителей вала

2.4 Выбор и технико-экономическое обоснование этапов технологического процесса изготовления, комплектов технологических баз, методов и последовательности обработки поверхностей вала

2.5 Разработка, обоснование, оптимизация и оформление предварительного плана технологического процесса изготовления вала

2.6 Расчеты припусков на обработку и операционных размеров-диаметров всех цилиндрических поверхностей вала нормативным методом

2.7 Расчеты припусков на обработку и операционных размеров-диаметров заданных цилиндрических поверхностей вращения вала расчетно-аналитическим методом

2.8 Разработка, расчеты и анализ размерной схемы формообразования и схем размерных цепей плоских торцевых поверхностей вала

2.8.1 Расчеты припусков на обработку и операционных размеров-координат плоских торцевых поверхностей вала расчетно-аналитическим методом

2.8.2 Расчеты и оптимизация припусков на обработку операционных размеров-координат плоских торцевых поверхностей с использованием прикладной теории графов размерных цепей

2.9 Проектирование и выполнение чертежа заготовки вала

2.10 Проектирование механических операций технологического процесса

2.10.1 Расчет режимов резания и разработка, оформление комплекта технологической документации

2.10.1.1 Токарная черновая операция

2.10.1.2 Сверлильная операция

2.10.1.3 Шлицефрезерная операция

2.10.1.4 Круглошлифовальная операция

2.10.1.5 Шлицефрезерная операция

2.11 Формирование и оформление окончательного плана маршрутно-операционного технологического процесса

3. Охрана труда

3.1 Выявление и анализ опасных и вредных производственных факторов, действующих в рабочей зоне на специализированном участке по производству деталей типа вал

3.1.1 Краткое описание прототипа объекта проектирования

3.1.2 Выявление опасных и вредных производственных факторов, действующих в рабочей зоне проектируемого объекта

3.1.3 Характеристика источников опасных и вредных производственных факторов

3.1.4 Анализ возможных последствий воздействия негативных факторов на работающих

3.2 Разработка мероприятий по предотвращению возможного воздействия опасных и вредных производственных на работающих

3.2.1 Обоснование возможностей устранения из состава проектируемого объекта источников опасных и вредных производственных факторов

3.2.2 Анализ возможных методов и устройств ослабления воздействия на работающих опасных и вредных производственных факторов

3.2.3 Обоснование и расчет наиболее целесообразных технических систем и устройств защиты работающих от воздействия опасных и вредных производственных факторов

3.3 Обеспечение экологической безопасности функционирования проектируемого объекта при воздействии опасных и вредных производственных факторов

Заключение

Список использованной литературы

Ведомость документов бакалаврской работы

Введение

Выпускная работа бакалавра состоит из трёх разделов: конструкторского, технологического и раздела по охране труда.

Целью конструкторского раздела является формирование облика и расчет на прочность элементов первой ступени компрессора высокого давления турбореактивного двухконтурного двигателя со смешением потоков для учебно-боевого истребителя. В качестве прототипа был выбран ТРДДФсм АИ-222-25, который обладает необходимыми параметрами по тяговооруженности и расходу топлива. Для формирования облика двигателя необходимо выполнить термогазодинамический расчет двигателя и согласование параметров компрессора и турбины роторов высокого и низкого давления. Для расчета диска и пера лопатки первой ступени компрессора высокого давления, а также расчета частоты первой формы изгибных колебаний лопатки будем использовать программное обеспечение, разработанное на кафедре 203.

Целью технологической части является конструкторско-технологическая подготовка мелкосерийного производства валов на специализированном участке. Для проектирования технологического процесса изготовления вала необходимо выполнить анализ рабочего чертежа данного изделия, анализ технологичности, выполнить расчет потребного количества переходов для формообразования поверхностей-представителей вала. На основании этого анализа, а также на основании материала изделия, видов потребной термической и химико-термической обработки его поверхностей необходимо разработать предварительный план технологического процесса. Предварительный план технологического процесса включает в себя собственно последовательность формообразующих и вспомогательных операций, а также назначение схем базирования, комплекта технологических баз. Далее необходимо выполнить расчет припусков на обработку для наружных и внутренних поверхностей вращения, а также для торцевых поверхностей. Для решения этой задачи будем использовать расчетно-аналитический и нормативный метод. Расчет припусков на обработку неоднократно обрабатываемых противолежащих торцевых поверхностей посредством расчетно-аналитического или нормативного метода является затруднительным. Поэтому для определения припусков на обработку торцевых поверхностей выполним анализ топографии технологических размеров-координат, для чего составим размерную схему формообразования торцевых поверхностей вала и выявим технологические размерные цепи.

Целью раздела охраны труда является выявление и анализ вредных и опасных факторов, действующих на проектируемом участке по производству валов. Также необходимо проанализировать возможность уменьшения влияния этих факторов на рабочих и окружающую среду.

компрессор двигатель припуск вращение

1. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

1.1 Основные сведения о проектируемом двигателе и краткое описание конструкции

Прототипом проектируемого двигателя служит двигатель АИ-222-25.

Параметры прототипа:

- Р_max = 2500 кгс

- С_уд = 0,64 кг/кгс*ч

- G_в = 49,5 кг/с

- р_К = 15,4

- Т_Г = 1470К

- m=1.18

Двухконтурный турбореактивный двигатель двухвальный. Состоит из:

-двухкаскадного осевого компрессора: вентилятора и КВД (компрессор высокого давления), которые приводятся во вращение одноступенчатыми турбинами низкого и высокого давления соответственно;

-разделительного корпуса с коробкой приводных агрегатов;

-камеры сгорания;

-реактивного сопла.

Для удобства сборки и ремонта конструкция двигателя выполнена модульной.

К модулям компрессора относятся:

-кок;

-колесо вентилятора 1 ступени;

-колесо вентилятора 2 ступени;

- валопровод;

-корпус вентилятора с НА 1 ступени;

-аппарат направляющий 2 ступени и СА вентилятора;

- КВД с корпусом разделительным.

Компрессор

Двухкаскадный осевой десятиступенчатый компрессор со степенью повышения давления состоит из сверхзвукового двухступенчатого вентилятора и дозвукового восьмиступенчатого КВД.

Вентилятор

Вентилятор является первым каскадом компрессора и состоит из статора и ротора.

Статор вентилятора состоит из двух узлов: корпуса вентилятора с НА 1 ступени и аппарата направляющего 2 ступени и СА вентилятора, соединяющимися между собой 59 титановыми (ВТ8М-1) болтами и стальными гайками (13X11Н2В2МФ).

Ротор вентилятора состоит из кока, трубы ПОС, колес вентилятора 1 и 2 ступени, валопровода.

Кок с обогреваемым носком конической формы. Переход к проточной части колеса вентилятора 1 ступени выполнен по сопряженным дугам двух окружностей. Воздух для обогрева кока отбирается из полости за лабиринтным уплотнением проточной части за колесом вентилятора 2 ступени. Через отверстия в валу воздух из полости поступает во внутреннюю поверхность вала, а затем в трубу ПОС и далее к отверстиям в носке кока. Воздух, выдуваемый через отверстия в носке кока, препятствует льдообразованию на его поверхности.

Передняя опора ротора КВД - шариковый радиально-упорный трехточечный подшипник с разрезной внутренней обоймой. В наружной обойме выполнены канавки под маслоуплотнительные кольца, а на торце имеется четыре выступа для фиксации, которые входят в пазы на корпусе опоры.

Механизм поворота лопаток ВНА и первых трех ступеней направляющих аппаратов, является частью системы регулирования компрессора с целью получения приемлемых запасов устойчивости на всех режимах работы двигателя. Механизм поворота лопаток ВНА, НА нулевой, 1 и 2 ступеней КВД позволяет изменять угол установки лопаток во всем диапазоне рабочих режимов двигателя по заданному закону и включает в себя силовой рычаг привода жестко связанный с валиком, плату с качалками, тягами и рейкой, синхронизирующие кольца поворота, связанные с рычагами поворотных лопаток, опорные катки колец поворота, лимб для настройки углов поворота лопаток. Плата с качалками, тягами и рейкой крепится к разделительному корпусу и корпусу КВД.

Клапан запуска установлен на корпусе компрессора и служит для получения приемлемых запасов устойчивости на режимах запуска. Клапан запуска состоит из корпуса, поршня со штоком, тарелки, пружины. Исходное положение клапана - открытое. При достижении оборотов малого газа, воздух из-за компрессора, поступающий в полость над поршнем преодолевает усилие пружины и давление воздуха на поршень клапана со стороны ресивера за 5 ступенью и закрывает клапан запуска.

Камера сгорания

Камера сгорания двигателя, кольцевая с завихрителем воздуха вокруг рабочих форсунок, состоит из следующих узлов: наружного корпуса диффузора, внутреннего корпуса диффузора, жаровой трубы и коллектора с двенадцатью форсунками.

Наружный корпус диффузора состоит из переднего наружного фланца, секций и заднего наружного фланца. Передним фланцем диффузор крепится к корпусу спрямляющего аппарата компрессора, а задним - к сопловому аппарату турбины.

Жаровая труба кольцевого типа состоит из наружного и внутреннего обтекателей с вваренными во внутренний обтекатель двенадцатью завихрителями, двух секций смесителя и двух опорных секций.

Турбина

Турбина двигателя является модификацией турбин двигателей ДВ-2, АИ-22 с изменениями, направленными на реализацию более высоких параметров и обеспечение заданного ресурса. Турбина состоит из одноступенчатых турбин высокого и низкого давления, опоры задней и реактивного насадка.

Турбина высокого давления (ТВД) 1 охлаждаемая, осевая, реактивная предназначена для преобразования энергии газового потока в механическую энергию вращения ротора ВД и приводных агрегатов.

Ротор ТВД состоит из рабочего колеса, диска лабиринтного, цапфы задней и экрана переднего. Колесо ротора включает в себя диск и рабочие лопатки, зафиксированные уплотнительным диском. На цапфе задней, имеющей гребешки лабиринтных уплотнений, установлено радиально- торцовое контактное уплотнение и внутреннее кольцо межвального роликоподшипника ТВД. Ротор ТВД соединяется с задним валом КВД стяжными болтами. Статор ТВД состоит из секторов сопловых лопаток, корпуса наружного, проставок над рабочими лопатками и корпуса внутреннего с элементами лабиринтных уплотнений.

Турбина низкого давления (ТНД) - осевая, реактивная, предназначена для преобразования энергии газового потока в механическую энергию вращения вентилятора. Ротор ТНД состоит из рабочего колеса, лабиринтного кольца и вала ТНД. Колесо ТНД состоит из диска и лопаток, зафиксированных в диске уплотнительными пластинами. На валу ТНД смонтированы элементы радиально-торцовых контактных уплотнений, наружное кольцо роликоподшипника ТВД и внутреннее кольцо роликоподшипника ТНД.

Статор ТНД состоит из секторов сопловых лопаток, корпуса наружного, проставок над рабочими лопатками и корпуса внутреннего с элементами лабиринтных уплотнений.

1.2 Термогазодинамический расчет двигателя

1.2.1 Выбор и обоснование параметров

Выбор параметров двигателя осуществляется в соответствии с рекомендациями, изложенными в методическом пособии[1].

В зависимости от назначения и условий, при которых рассчитывается двигатель, выбираются параметры узлов (_ВХ, _K, _{кс, г}, _т^*, _рн,) и соответствующие им режимы работы на характеристиках. В основу оптимизации параметров закладываются разные критерии (целевые функции): минимум удельного расхода топлива, максимум тяги, обеспечение надежности на чрезвычайных режимах работы и т.п.

Расчёт выполняется при заданных значениях высоты и числа Маха полёта: Н=0, M_п = 0.

Основными параметрами рабочего процесса двигателя, оказывающими существенное влияние на его удельные параметры, является температура газа Т^*_г и общая степень повышения давления в компрессоре р ^*_к1.

Выбор основных параметров двигателя сказывается на эффективности его работы как нагнетателя. Основным требованием к данному двигателю является высокая экономичность (малые значения удельного расхода топлива) и высокой удельной мощности, надежность. Топливом для данного двигателя является авиационный керосин.

Температура газа перед турбиной

Современные достижения материаловедения и технологии, а также совершенствование систем охлаждения лопаток газовых турбин позволяет существенно увеличивать допускаемое значение Т^*_г.

Увеличение температуры газов перед турбиной позволяет значительно увеличить удельную тягу двигателя и следовательно, уменьшить габаритные размеры и массу двигателя. Для обеспечения надежности работы турбины при высоких значениях температуры газа (Тг*>1250 К) необходимо применять охлаждаемые лопатки. Потребное количество охлаждающего воздуха зависит от температуры газа и способа охлаждения турбины, что приводит к снижению удельной тяги и росту удельного расхода топлива. С учетом использования конструктивных материалов двигателя-прототипа принимаем T_Г^*=1475 К

Общая степень повышения полного давления в компрессоре

внутреннего контура

Стремление получить двигатель с высокими удельными параметрами требует увеличения значения степени повышения давления (р_к1*) в компрессоре внутреннего контура. Но большие значения степени повышения давления ограничиваются усложнением конструкции и, следовательно, увеличением массы и габаритов двигателя. Увеличить р_к1*, не увеличивая количество ступеней, можно путём постановки сверхзвуковых или широкохордных ступеней. Выбор высоких значений р_к1* при проектировании приводит к получению малых высот лопаток последней ступени компрессора высокого давления и первых ступеней турбины высокого давления. Это, в свою очередь, приводит к росту потерь энергии из-за увеличения относительных радиальных зазоров и понижению относительной точности изготовления лопаток.

При Т_г*=1475 К оптимальное значение р_к1* составляет ? 11,0. При этом экономическое значение, соответствующие минимуму удельного расхода топлива (наилучшая топливная экономичность) равно~28.

Оптимальное значение р_{к1 опт}* - такая степень повышения давления, при которой реализуется максимальная удельная тяга двигателя. С увеличением Т^*_г в цикле значение р_{к1 опт}* увеличивается. Принимаем р_к1р*=15,55, т.е. р_{к1 эк}*> р_к1р*> р_{к1 опт}*.Это позволяет снизить Суд с незначительным снижением Руд.

Степень повышенеия давления в вентиляторе

Выбор степени повышения давления в вентиляторе наружного контура оказывает существенное влияние на удельные параметры двухконтурных двигателей. Для турбореактивного двигателя со смешением потока в качестве оптимальной величины рвIIопт* принимают значение р?*в II , соответствующее равенству полных давлений потоков наружного и внутреннего контуров на входе в камеру смешения Р*II= Р*I.Значение рв IIопт* получено в результате термогазодинамического расчета (см. табл.1.2).

КПД компрессора и турбины

Величина изоэнтропического КПД многоступенчатого компрессора по параметрам заторможенного потока зависит от степени повышения давления в компрессоре и КПД его ступеней:

где - среднее значение КПД ступеней.

На расчетном режиме среднее значение КПД ступеней в многоступенчатом осевом компрессоре современных ГТД лежит в пределах = 0,88.. .0,89. Принимаем = 0,890.

Рассчитываем КПД для р_к1*=17,1:

Значения КПД охлаждаемых турбин меньше значений КПД неохлаждаемых по той причине, что в охлаждаемых турбинах, в процессе их работы, охлаждающий воздух "отбирает" часть тепла у рабочего тела, лишая тем самым турбину возможности снять у рабочего тела всю работу полученную им от компрессора. Рекомендуется для неохлаждаемых турбин значения КПД выбирать в пределах от 0,9 до 0,92. Выбираем КПД неохлаждаемой турбины равным 0,91.

Для вычисления КПД охлаждаемых турбин рекомендуется использовать следующую формулу:

где ^*_{т неохл} - КПД неохлаждаемой турбины.

Неохлаждаемые турбины необходимо применять при температуре

Т^*_г ?1250 К. КПД неохлаждаемой турбины принимаем ^* _{т неохл} = 0,91. Тогда:

Потери в элементах проточной части двигателя

Потери в элементах проточной части двигателя задаются значениями коэффициентов восстановления полного давления в этих элементах.

Коэффициент восстановления полного давления для входных устройств:

Для самолётных двигателей - 0,95…0,98. Принимаем _ВХ=0,97.

Потери полного давления в камере сгорания вызываются гидравлическим и тепловым сопротивлением. Гидравлическое сопротивление определяется в основном потерями в диффузоре, фронтовом устройстве камеры сгорания, при смешении струи газов, имеющих различные плотности, при повороте потока газов _гидр=0,93...0,97, принимаем _{гидр =} 0,96.

Тепловое сопротивление возникает вследствие подвода тепла к движущемуся газу. Примем величину коэффициента теплового сопротивления _тепл ⁼ 0,965. Определяем величину коэффициента потерь полного давления в камере сгорания:

_кс = _гидр. _тепл = 0,96·0,965=0,926.

Потери тепла в камерах сгорания, главным образом, связаны с неполным сгоранием топлива и оцениваются коэффициентом полноты сгорания з_г. Этот коэффициент на расчётном режиме достигает значений 0,985.. .0,995.Выбираем з _г = 0,995.

При наличии переходного канала между турбинами компрессора НД и ВД коэффициент восстановления полного давления у_пт выбирается в пределах у_пт =0,985…1. Так как переходник между ступенями турбины отсутствует, принимаем у_пт=1.

Коэффициент восстановления полного давления в переходном канале между каскадами компрессора принимаем равным у_вк=0,990.

Коэффициент восстановления полного давления в камере смешения принимаем 0,985. Поскольку в рассматриваемом двигателе отсутствует форсажная камера, коэффициент восстановления полного давления _ф=1.

С помощью механического КПД учитывают потери мощности в опорах двигателя, отбор мощности на привод вспомогательных агрегатов, обслуживающих двигатель. Механический КПД находится в интервале з_m=0,98...0,995. Для ротора компрессора и турбины высокого давлания принимаем з_{m вд}=0,985. Для ротора вентилятора з_{m в}=0,990.

При истечении газа из суживающегося сопла возникают потери, обусловленные трением потока о стенки сопла, а также внутренним трением в газе. Эти потери оцениваются коэффициентом скорости ц_с. Для реактивного сопла принимаем ц_сЙ=0,985. Современные двигатели имеют сложную систему охлаждения горячих частей (первые ступени турбины). Необходимо также производить подогрев элементов входного устройства, а иногда и входного направляющего аппарата во избежание обледенения, поскольку попадание в проточную часть двигателя льда может привести к повреждению лопаток. Для всех этих нужд требуется воздух, отбираемый из-за компрессора или какой-либо его ступени. Отбор сжатого воздуха оценивается относительной величиной Для расчёта принимаем =0,1.

1.2.2 Термогазодинамический расчет на ЭВМ

Целью термогазодинамического расчета двигателя является определение основных удельных параметров (Руд - удельной тяги, Суд - удельного расхода топлива).

С помощью программы rdd.exe выполняем термогазодинамический расчет ГТД с использованием ЭВМ.

Исходными данными для расчета являются параметры, выбранные в предыдущем разделе.

Исходными данными для расчета являются следующие величины, определяющие расчетный режим двигателя:

> Gв - величина расхода воздуха через двигатель;

> р_к1*, Т*_г - параметры, определяющие термогазодинамический цикл двигателя на расчетном режиме;

> _І, , , - КПД компрессора, турбин компрессора и вентилятора;

> - механический КПД двигателя;

> - коэффициент полноты сгорания топлива;

> ,,, ц_с - коэффициенты восстановления полного давления в элементах проточной части двигателя.

Так как основной целью термогазодинамического расчета является определение удельных параметров двигателя Руд и Суд, то данный расчет обычно выполняют для Gв=1 кг/с. При этом вычисляют значения параметров рабочего тела в характерных сечениях по тракту двигателя. Эти данные используют при согласовании параметров компрессора и турбины и при общей компоновке проточной части двигателя.

В табл. 1.2.2 представлены данные, необходимые для термогазодинамического расчета двухконтурного двигателя, имеющего камеру смешения.

Таблица 1.2.2 - Результаты термогазодинамического расчёта

Параметры Руд=532 Н*с/кг и Суд=0,06528кг/Н*ч соответствуют современному уровню значений для ТРДДсм с малой степенью двухконтурности-m.Получено распределение Т* и Р* в характерных сечениях проточной части.

1.2.3 Формирование облика ГТД

Формирование облика ГТД производим по методике [2], и представлены в таблице 1.2.3.

При согласовании сформировали облик ТРДД см. Получили 2-х ступенчатый вентилятор с Н_zc=0,2588 и з*_кв=0,8700. Частота вращения 13617 об/мин.

Компрессор высокого давления, 8-ступенчатый Н_zc=0,2423, з*_к=0,8551, з=18450 об/мин.

Турбины высокого давления, одноступенчатая, М_z=1,6476 и з*=0,8820.

Турбины вентилятора, одноступенчатая, М_z=1,485 и з*=0,9000.

ТВД и ТВ-высоконагруженные.

Таблица 1.2.3 - Формирование облика ГТД

Рис. 1.2.3 - Схема проточной части двигателя

1.3 Расчет на прочность элементов конструкции АД

1.3.1 Расчёт на прочность пера лопатки 1-й ступени КВД

Рабочие лопатки осевого компрессора являются весьма ответственными деталями газотурбинного двигателя, от надежной работы которых зависит надежность работы двигателя в целом.

При работе газотурбинного двигателя на рабочие лопатки действуют статические, динамические и температурные нагрузки, вызывая сложную картину напряжений.

Расчет на прочность пера лопатки выполняем, учитывая воздействие только статических нагрузок.

К ним относятся центробежные силы масс лопаток, которые появляются при вращении ротора, и газовые силы, возникающие при обтекании газом профиля пера лопатки и в связи с наличием разности давлений газа перед и за лопаткой.

Центробежные силы вызывают деформации растяжения, изгиба и кручения, газовые - деформации изгиба и кручения.

Напряжения кручения от центробежных, газовых сил слабозакрученных рабочих лопаток компрессора малы, и ими пренебрегаем. Напряжения растяжения от центробежных сил являются наиболее существенными.

Напряжения изгиба обычно меньше напряжений растяжения, причем при необходимости для уменьшения изгибающих напряжений в лопатке от газовых сил ее проектируют так, чтобы возникающие изгибающие моменты от центробежных сил были противоположны по знаку моментам от газовых сил и, следовательно, уменьшали последние.

При расчете лопатки на прочность принимаем следующие допущения:

- лопатку рассматриваем как консольную балку, жестко заделанную в ободе диска;

- напряжения определяем по каждому виду деформации отдельно;

- температуру в рассматриваемом сечении пера лопатки считаем одинаковой, т.е. температурные напряжения отсутствуют;

- лопатку считаем жесткой, а деформацией лопатки под действием сил и моментов пренебрегаем;

- предполагаем, что деформации лопатки протекают в упругой зоне, напряжения в пере лопатки не превышают предел пропорциональности.

Целью расчета на прочность рабочей лопатки первой ступени компрессора является определение напряжений и запасов прочности в различных сечениях по длине пера лопатки.

В качестве расчетного режима выбираем режим максимальной частоты вращения ротора и максимального расхода воздуха через двигатель. Этим условиям соответствует взлетный режим работы двигателя.

Исходные данные

Материал лопатки: ВТ8

Длина лопатки L=0,051 м;

Радиус корневого сечения R_к =0,1466 м;

Радиус периферийного сечения R_п=0,2043 м;

Объем бандажной полки =0 м;

Хорда профиля сечения пера b

в корневом сечении b_k=0,027 м;

в среднем сечении b_cp=0,027 м;

в периферийном сечении b_п=0,027 м;

Максимальная толщина профиля в сечениях:

в корневом сечении =0,0028 м;

в среднем сечении =0,0022 м;

в периферийном сечении =0,0015 м;

Максимальная стрела прогиба средних линий профиля в сечениях:

в корневом сечении =0,0032 м;

в среднем сечении =0,0025 м;

в периферийном сечении =0,002 м;

Угол установки профиля в сечениях:

в корневом сечении =1,05 рад;

в среднем сечении =0,87 рад;

в периферийном сечении =0,70 рад;

Интенсивность газовых сил на среднем радиусе в плоскости вращения:

;

Интенсивность газовых сил в осевой плоскости:

;

Где - радиус сечения; - число лопаток; - плотность газа; и - осевая составляющая скорости газа перед и за лопаткой; W_1U, W_2U - окружные составляющие относительной скорости газа перед и за лопаткой; Р₁, Р₂ - давление газа перед и за лопаткой; - длина лопатки.

Н/м; Н/м; Н/м;

Частота вращения рабочего колеса =19500 об/мин;

Плотность материала лопатки =4500 кг/м;

Предел длительной прочности =1000 МПа;

Согласно нормам прочности минимальный запас по статической прочности профильной части рабочей лопатки компрессора должен быть не менее 1,5.

Расчет рабочих лопаток на растяжение от центробежных сил.

Напряжение растяжения в расчетном сечении F_п пера лопатки определяется по формуле:

,

где P_ц - центробежная сила части пера лопатки, расположенной выше расчетного сечения; _ угловая скорость вращения ротора.

Определение напряжений изгиба.

Напряжения изгиба в каждой точке расчетного сечения определяются по формуле [7]:

,

В целях упрощения расчета значения изгибающих моментов и моментов сопротивления берут без учета знаков (по модулю). Напряжение изгиба от газовых сил, как правило, определяют в трех точках, наиболее удаленных от осей и , относительно которых моменты инерции сечения лопатки соответственно максимальный и минимальный (на рисунке это точки А, В и С).

Рисунок 1.3 - Определению изгибных напряжений в лопатке.

где u, a - расчётные оси; _ угол между главными осями сечения и расчётными осями.

Так в точке А:

,

в точке В:

,

в точке С:

,

Вместе с тем знак при определении напряжения изгиба характеризует вид деформации волокон лопатки. Так, если волокна лопатки растянуты, то напряжение изгиба имеет знак "+", если же они сжаты, то "-". Заметим, что от действия газовых нагрузок на кромках профиля (в точках А и В) всегда возникают напряжения растяжения, а на спинке профиля (в точке С) - напряжения сжатия.

Определение запасов прочности лопаток.

При определении запасов прочности следует учитывать напряжения, как растяжения, так и изгиба лопатки. Суммарное напряжение в каждой точке расчетного сечения профильной части лопатки:

.

Для компрессорных лопаток запас прочности определяют по формуле [7]:

,

где _длит - предел длительной прочности материала лопатки с учетом температуры в данном сечении и длительность работы.

Согласно нормам прочности минимальный запас по статической прочности профильной части рабочей лопатки компрессора должен быть не менее 1,5.Вычисления выполняем с помощью программы Statlop.exe.

Таблица 1.3.1 - Результаты машинного счёта.



Рисунок 1.3.1 - Изменение напряжений по высоте лопатки.



Рисунок 1.3.2 - Изменение коэффициентов запаса прочности по высоте лопатки.

Вывод: Полученные значения запасов во всех сечениях удовлетворяют нормам прочности. Это значение больше минимально допустимого 1,5.

1.3.2 Расчёт на прочность диска первой ступени КВД

Диски компрессора - это наиболее ответственные элементы конструкции газотурбинных двигателей. От совершенства конструкции дисков зависит надёжность, легкость и надежная работа авиационных двигателей в целом.

Нагрузки, действующие на диск.

В общем, случаи в диске возникают следующие виды напряжений:

растяжения от центробежных сил и температурных нагрузок;

кручения, если диск передаёт крутящий момент;

изгибные от разности давления и температуры по радиусу диска, осевых газодинамических сил, действующих на лопатку, гироскопических моментов.

Допущения, принимаемые при расчете.

При расчете диска на прочность принимаются следующие допущения:

диск находится в плоском напряженном состоянии;

температура диска меняется только по радиусу и постоянна по толщине;

напряжения на любом радиусе не меняется по толщине;

наличие отверстий и бобышек на полотне диска, отдельных выступов и проточек на его частях не принимаются во внимание.

Целью данного расчета является расчет диска компрессора на прочность от действия центробежных сил масс лопаточного венца и диска, методом конечных разностей.

Метод конечных разностей основан на приближенном расчете дифференциальных уравнений (1.3.1) и (1.3.2):

, (1.3.1)

,(1.3.2)

где у_R и у_Т - радиальные и окружные напряжения;

b, R - текущее значение толщины и радиуса;

- угловая скорость вращения диска;

- плотность материала диска;

Е - модуль упругости первого рода;

t - температура элемента диска на радиусе R;

- коэффициент линейного расширения материала диска;

- коэффициент Пуассона.

Замена дифференциалов на конечные разности производится по таким формулам:

, ,

, , ,

где индексы n, принимающие значения от 0 до k, указывают номер кольцевого сечения диска.

Окончательные расчетные формулы [9]:

, ,

где , ,

, .

Значения _n, _n, _n, C_n, _n и _n определяются так [9]:

, , ,,

, .

Особенностью расчета диска со скачкообразным изменением толщины является то, что в случае скачка в толщине диска следует ожидать скачкообразного изменения напряжений. Величину скачка в напряжениях можно определить из условия равенства радиальных сил, действующих в сечениях на границе смыкания участков диска с разными толщинами, и равенства окружных удлинений кольцевых элементов диска, выделенных там же.

Отличие в расчетах состоит в том, что при расчете диска со скачкообразным изменением толщины в месте скачка проводится два совпадающих сечения с разными толщинами диска.

Расчетные формулы для вычисления напряжений в сечении после скачка при использовании метода конечных разностей имеют такой вид:

, ,

где _R`n1 и _Tn1 _ радиальные и окружные напряжения в диске на радиусе R_n после скачка в толщине диска;

₀ _ напряжение в центре диска.

Коэффициенты A^/_n, B^/_n, N^/_n и Q^/_n находятся по формулам:

; , ,

,

где b^/_n, b_n _ толщина диска на радиусе R_n до и после скачка в диске.

Значения коэффициентов А₀, В₀, N₀, Q₀ равны:

А₀ = 0, В₀ = 0, N₀ = 1, Q₀ = 0.

При разбивании диска на расчетные сечения должны выполнятся следующее условия:

отношения радиусов: ;

отношения толщин: .

Для первых трех ступеней диска с центральным отверстием:

В качестве нагружающего фактора рассматривается нагрузка от лопаточного венца и замочной части, которая учитывается величиной _Rn:

,

где z - число лопаток;

_Rk _ напряжения в корневом сечении лопатки от растяжения центробежными силами (из расчета лопатки на прочность);

F_k - площадь корневого сечения лопатки (из расчета лопатки на прочность);

- плотность материала диска (материал диска ВТ-8);

f - площадь радиального сечения разрезной части обода;

R_f- радиус центра тяжести площади f;

R_k - наружный радиус неразрезанного обода диска;

b_k - ширина обода диска на радиусе R_k.

Расчетным режимом для проведения расчета на прочность диска, обычно является режим максимальной частоты вращения диска. В этом случаи наибольшей величины достигают напряжения от центробежных сил собственной массы диска и лопаточного венца, которые почти всегда имеют решающие значение при оценке прочности диска.

Исходные данные:

материал диска - титановый сплав ВТ-8;

плотность материала = 4500 кг/м³;

предел длительной прочности _длит = 1000МПа;

частота вращения n = 19500 об/мин;

коэффициент Пуассона = 0,3;

площадь корневого сечения лопатки F_k = 0,52410^-4 м²;

число лопаток на рабочем колесе z = 43;

площадь радиального сечения разрезной части обода диска f = 0,00009 м²;

радиус центра тяжести радиального сечения разрезной части обода диска R_f = 0,14961 м;

Геометрические параметры диска в расчетных сечениях приведены в таблице 1.3.2

Рисунок 1.3.3 - Расчетная схема диска

Таблица 1.3.2 - Геометрические параметры сечений.

Номер сечения	R, м	Ri/Ri-1	b, м	bi/bi-1
1	0,0968	-	0,0282	-
2	0,1040	1,07	0,0282	1
3	0,1051	1,02	0,0279	0,99
4	0,1076	1,02	0,0234	0,858
5	0,1103	1,02	0,0190	0,81
6	0,1127	1,01	0,0154	0,81
7	0,1142	1,01	0,0130	0,84
8	0,1154	1,01	0,0108	0,827
9	0,1165	1,01	0,0088	0,829
10	0,1177	1,01	0,0072	0,81
11	0,1191	1,01	0,0059	0,81
12	0,1209	1,02	0,0048	0,81
13	0,1223	1,01	0,0044	0,92
14	0,1246	1,02	0,0049	1,1
15	0,1413	1,13	0,0049	1
16	0,1413	1,00	0,0136	2,78
17	0,1466	1,03	0,0136	1

Запас прочности находим по формуле: [9].

Так как диск находится в плосконапряженном состоянии, то за критерий прочности принимается эквивалентное напряжение:

.

Расчет на прочность диска компрессора выполнен с помощью ЭВМ по программе diskop.exe. Ниже приведены результаты расчетов:

Таблица 1.3.3 - Результаты машинного счета



Рисунок 1.3.4 - Распределение напряжений по радиусу диска



Рисунок 1.3.5- Изменение коэффициента запаса прочности по радиусу диска.

Вывод: Значения запасов прочности во всех сечениях удовлетворяют нормам прочности. Минимальное значение было получено в сечении 1-1 равно 2,2 и является больше минимально допустимого.

1.3.3 Расчет динамической частоты первой формы изгибных колебаний лопатки компрессора и построение частотной диаграммы

Цель расчета - определение частоты собственных колебаний рабочей лопатки осевого компрессора, и анализ частотной диаграммы для проверки отсутствия резонансных режимов в рабочей области частот вращения.

Вращение лопатки совместно с диском, на котором она закреплена, оказывает влияние на ее колебания, так как центробежная сила стремиться вернуть колеблющуюся лопатку в положение равновесия. Действие центробежной силы лопатки приводит к тому же результату, что и увеличение ее жесткости, потому частота собственных колебаний вращающейся лопатки (так называемая динамическая частота) повышается с увеличением частоты вращения ротора.

Динамическую частоту собственных колебаний вращающейся лопатки вычисляем по формуле [8]:

где n_c - частота вращения ротора, об/с;

B - коэффициент пропорциональности, зависящий от геометрии лопатки и формы упругой линии, который можно рассчитать по следующей формуле [8]:

f_c - частота собственных изгибных колебаний лопатки по 1й форме, определенная энергетическим методом Релея, который основан на законе сохранения энергии свободноколеблющейся упругой системы, рассчитанная по формуле:

Для вычисления значения по данным формулам воспользуемся кафедральной программой DinLop.exe.

Исходные данные:

Материал лопатки: ВТ-8;

Модуль упругости материала в рабочих условиях: 1,15•10⁵ МПа;

Плотность материала: 4500 кг/м³;

Объем бандажной полки: 0;

Расстояние от центра тяжести бандажной полки до оси вращения: 0;

Расстояние от центра тяжести бандажной полки до корневого сечения лопатки: 0;

Радиус корневого сечения: 0,14664м;

Длина пера лопатки: 0,051 м;

Площади лопатки:

в корневом сечении =0,0000524 м²;

в среднем сечении =0,0000412 м²;

в периферийном сечении =0,0000281 м²;

Минимальные моменты инерции лопатки:

в корневом сечении =5,6•10^-11 м⁴;

в среднем сечении =2,4•10^-11 м⁴;

в периферийном сечении =1,04•10^-11 м⁴;

Максимальная секундная частота вращения: 325 об/с.

Таблица 1.3.4 - Результаты машинного счета

По результатам расчета построена частотная диаграмма (рисунок 9). Из начала координат проведены лучи, представляющие собой частоты возбуждающих сил, кратные частоте вращения ротора:

,

где k - число кратности, определяющее порядок гармоник возбуждающей силы (k1=6, т.к. переходной канал имеет 6 силовых стоек, k2=42, так как перед рабочим колесом находится ВНА, содержащий 42 лопаток. (nС1= 10об/с и nС2 =325 об/с):

,

Пересечение линий показывает резонансные частоты (рисунок 1.3.6). Зона рабочих режимов начинается с зоны малого газа, составляющего ?65% от nmax, т.е. nмг=211,25 об/с, и заканчивается максимальным режимом - nmax=325об/с.

Рисунок 1.3.6 - Частотная диаграмма.

Вывод: возможные резонансные режимы работы двигателя не попадают в диапазон рабочих чисел оборотов, поэтому являются неопасными.

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Анализ рабочего чертежа и определение показателей технологичности вала

Рабочий чертеж детали является основным документом для контроля и приемки изготовленных деталей. На рабочем чертеже указывается материал детали, проставляются допуски на изготовление, шероховатость поверхностей, в технических условиях указывается группа контроля, термообработка и твердость материала, покрытия и прочие специфические требования. Для ответственных деталей в технических условиях указываются также физико-механические свойства сердцевины и поверхностного слоя, применяемые методы улучшения прочностных свойств с целью повышения надежности и долговечности детали. Указываются также методы и способы контроля, как наружных поверхностей, так и внутренней структуры материала детали.

В качестве исходной информации для выполнения бакалаврской рабоы был задан чертеж детали вала на листе формата А2. Он представляет чертеж вала, выполненный в одной проекции, с дополнительными видами, поясняющими конструкцию вала. С правой стороны размещена таблицыа параметров шлицевого венца. Ввиду сложности детали и высоких требований, предъявляемых к ней, некоторые поверхности или даже участки поверхностей нуждаются в особых видах обработки или способах контроля. Для идентификации таких участков используется буквенная индексация.

Данная деталь - вал ГП 23.095 применяется в регуляторе привода генератора ГП 23, который в свою очередь устанавливается на гидромашине.

Вал служит для восприятия и передачи крутящего момента.

Деталь представляет собой осесимметричную фигуру с центральным и радиальным отверстиями. Для восприятия и передачи крутящего момента служат такие конструктивные элементы как шлицы эвольвентного профиля. Точность большинства линейных размеров - 12 квалитет.

Одним из заданий было перевод чертежа в электронный вид и его выполнение в соответствии с требованиями ГОСТов.

2.1.1 Технологичность по материалу

Материал детали сталь 40ХН2МА (ТУ14-1-2765-79) по ГОСТ 4543-71.

Заменитель: 40ХГТ, 40ХГР, 30Х3МФ, 45ХН2МФА.

Классификация : Сталь конструкционная легированная.

Применение: коленчатые валы, клапаны, шатуны, крышки шатунов, ответственные болты, шестерни, кулачковые муфты, диски и другие тяжелонагруженные детали.

Химический состав и механические характеристики приведены в таблице 2.1.1 и 2.1.2.

Таблица 2.1.1 - Химический состав

C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Mo	Cu
0.37 - 0.44	0.17 - 0.37	0.5 - 0.8	1.25 - 1.65	до 0.025	до 0.025	0.6 - 0.9	0.15 - 0.25	до 0.3

Таблица 2.1.2 - Механические свойства

Сортамент	Размер	Напр.	в	т			KCU	Термообр.
-	мм	-	МПа	МПа	%	%	кДж / м2	-
Пруток	25		1080	930	12	50	780	Закалка и отпуск

Твердость материала 40ХН2МА после отжига HB 10 -1 = 269 МПа

Таблица 2.1.3 - Физические свойства

t		·106
°С	МПа	1/Град	кг/м3
20	2.15		7850
100	2.11	11.6
200	2.01	12.1
300	1.9	12.7
400	1.77	13.2
500	1.73	13.6
600		13.9

Критические точки:

Технологические свойства материала 40ХН2МА .

Свариваемость: трудносвариваемая.

Флокеночувствительность: чувствительна.

Склонность к отпускной хрупкости: не склонна.

2.1.2 Технологичность по точности, шероховатости поверхностей вала

Уровень технологичности конструкции по точности обработки:

;

; Тср - средний квалитет точности обработки изделия;

- число размеров соответствующего квалитета точности.

Так как > 0,82, деталь считается технологичной.

Уровень технологичности конструкции по шероховатости поверхности:

;

;

Шср - средняя шероховатость поверхности изделия,

- число поверхностей соответствующей шероховатости,

Ш - шероховатость конструкции.

Так как <0,320, деталь по шероховатости технологична.

Одним из важнейших показателей технологичности деталей является коэффициент использования материала - КИМ, представляющий собой отношение массы обработанной детали к массе исходной заготовки. В наиболее прогрессивных технологических процессах это отношение приближается к единице и зависит от способов получения заготовок и масштабов производства.

Коэффициент использования материала:

Масса детали: ;

Масса заготовки: mз=0,092 кг;

;

По КИМ деталь вала технологична.

В целом деталь вала относится к деталям средней технологичности и может быть изготовлена в условиях мелкосерийного производства, хотя ее выпуск сопряжен с определенными трудностями.