Изготовление вала двигателя АЛ-31Ф
Актуальность упрочнения отдельных деталей двигателя АЛ-31Ф и его конструктивные особенности. Способы повышения надежности и крепости его особо нагруженных частей. Определение основных экономических показателей. Проблемы акустики в современной авиации.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | дипломная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 11.08.2011 |
Размер файла | 1,1 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Затраты на электроэнергию, руб
Токарный станок
6
12
1130
123667
Фрезерный станок
1
8
750
9120
Координатно-расточной станок
1
5
2250
17100
Шлифовальный станок
3
10
1250
57000
Штамп
1
10
900
13680
Итого:
ЗЭЛ.ЭН=220567
5.2.1.8 Расчет затрат на работы и услуги сторонних организаций
К этой статье относятся расходы, связанные с выполнением работ по данной НИОКР сторонними организациями, оплата работ и услуг опытного производства, особых испытаний и др. Расчет этих затрат проводится по специальным сметам.
5.2.1.9 Расчет расходов на командировки
К этой статье относятся все расходы по командировкам, связанные с выполнением данной разработки. Обычно расходы на командировки ЗКОМ составляют 8-10% от суммы основной зарплаты научно-производственного персонала.
5.2.1.10 Расчет величины накладных расходов
К этой статье относятся расходы, связанные с управлением и обслуживанием всех НИР, проводимые в данной организации (например, расходы по содержанию зданий и сооружений, зарплата, питание; штрафы, пени и неустойки в связи с нарушением хоздоговоров и т.д.).
Величина накладных расходов исчисляется в процентах от суммы основной и дополнительной зарплаты научно-производственного персонала. Этот процент различен для каждого предприятия.
(21)
где КН - коэффициент накладных расходов
Результаты расчетов по всем статьям сметы оформляются по форме, представленной в таблице 5.2.1.10.
Таблица 5.2.1.10
№ п/п |
Элементы затрат |
Затраты, руб |
% к итогу |
|
1 |
Материалы (основные и вспомогательные) |
416108 |
26,1 |
|
2 |
Покупные комплектующие изделия, полуфабрикаты |
нет |
- |
|
3 |
Специальные расходы |
17250 |
1,1 |
|
4 |
Основная зарплата |
608400 |
37,6 |
|
5 |
Дополнительная зарплата |
140040 |
10,1 |
|
6 |
Единый социальный налог |
277740 |
1,2 |
|
7 |
Амортизационные отчисления |
18513 |
8,2 |
|
8 |
Расходы на электроэнергию |
220567 |
12,1 |
|
9 |
Работы и услуги сторонних организаций |
нет |
- |
|
10 |
Расходы на командировки |
нет |
- |
|
11 |
Накладные расходы |
55575 |
3,6 |
|
Итого: 1534193 |
100% |
5.2.2 Расчет единовременных затрат на подготовку производства при втором варианте
5.2.2.1 Расчет затрат на материальные расходы
К этой статье относятся затраты на все материалы (основные и вспомогательные), покупные и комплектующие изделия, используемые в процессе НИОКР, технологической подготовки производства (на основании макетов, образцов изделий, испытаний и т.п.). Для расчета затрат на материалы составляется таблица 5.2.2.1.
Таблица 5.2.2.1
№ п/п |
Наименование и марка материала |
Единица измерения |
Колич. единиц |
Оптовая цена за ед., руб |
Сумма, руб. |
Отходы |
Затраты, руб. |
||
Колич. |
Цена |
||||||||
А. Основные материалы |
600 |
3300 |
4,75 |
166,25 |
3133,75 |
||||
1 |
ЭП866 |
кг |
5,5 |
Итого: (х150) |
495000 |
712,5 |
24937,5 |
470062,5 |
|
Б. вспомогательные материалы |
230 |
1725 |
4,8 |
72 |
1653 |
||||
Ѕ |
Ст20 |
кг |
7,5 |
250 |
3000 |
7,2 |
108 |
2892 |
|
1/2 |
Ст45 |
кг |
12 |
Итого: |
4725 |
12 |
180 |
4545 |
|
Всего: |
499725 |
724,5 |
25117,5 |
474607,5 |
Затраты (руб.) на материалы с учетом реализуемых расходов:
где gМ - норма расхода основного (вспомогательного) материала на одно изделие, кг (м);
ЦМ - оптовая цена основного (вспомогательного) материала за единицу, руб.;
ВОТХ - норма отходов материала на изделие, кг (м);
ЦОТХ - цена реализуемых отходов, руб.;
n - номенклатура материалов на изделие
5.2.2.2 Расчет затрат на специальное оборудование
К этой статье относятся затраты на приобретение или изготовление специального оборудования, которое используется только для разработки данной НИР или ОКР. Если же указанное оборудование используется и для других исследований, то его цена в данную статью включается частично в виде амортизационных отчислений за время использования (tРАБ).
Затраты на специальное оборудование определяются по формуле:
Ведомость затрат ни спецоборудование представлена в виде таблицы 5.2.2.2.
Таблица 5.2.2.2
№ п/п |
Наименование и тип оборудования |
Количество, шт |
Цена единицы оборудования, руб |
КДОСТ |
Затраты, руб. |
|
Приспособление для контроля |
1 |
15000 |
1,15 |
17250 |
||
Итого: |
ЗОБ=17250 |
5.2.2.3 Расчет затрат на основную заработную плату разработчиков (участников НИР, ОКР)
Величина затрат на основную зарплату каждого из участников НИР (ОКР) определяется по формуле:
где ОМЕС - месячный оклад участника НИР;
ДР.МЕС - среднее количество рабочих дней в месяце (ДР.МЕС=21 день = 168 час);
ТРАБ - фактическое время участия в разработке, дн.;
КД - коэффициент, учитывающий доплаты к основной зарплате (премии),
КД = 1,3
Отношение характеризует среднюю дневную зарплату участника НИР, ОКР
Ведомость расчета основной зарплаты ИТР составляется в виде таблицы 5.2.2.3.
Таблица 5.2.2.3
№ п/п |
Исполнитель |
Месячный оклад, руб. |
Время работы, ч. |
Средняя дн. зарплата, ОМОГ/ДР.МЕС |
Премия |
Затраты на основную зарплату, руб. |
|
1 |
Руководитель |
15000 |
168 |
715 |
4500 |
19500 |
|
2 |
Инженер |
6000 |
150 |
315 |
1800 |
7800 |
|
3 |
Конструктор |
6500 |
100 |
520 |
1950 |
8450 |
|
4 |
Технолог и др |
6500 |
168 |
310 |
1950 |
8450 |
|
Программист |
5000 |
40 |
1000 |
5000 |
6500 |
||
Итого: |
39000 |
586 (73 дня) |
2860 |
10300 |
ЗОСН ИТР=50700 |
Отчисления на единый социальный налог составляют:
Расчет основной зарплаты производственных рабочих, выполняющие отдельные виды работ.
Расчет зарплаты рабочих производится на основе тарифной системы:
где Т - трудоемкость работ, н.-час;
- часовая тарифная ставка (соответствует разряду работ);
КП - коэффициент премии к основной зарплате,
КП = 1,3.
Ведомость расчета основной зарплаты производственных рабочих введена в таблицу 5.2.2.4.
Таблица 5.2.2.4
№ п/п |
Наименование операции (работы) |
Исполнитель |
Разряд работ |
Часовая тарифная ставка |
Трудоемкость н.-час (Т) |
Затраты на тариф, зарплату |
|
Заготовительная |
5 |
50 |
12 |
600 |
|||
Токарная |
Штамповщик |
5 |
50 |
32 |
1600 |
||
Фрезерная |
Токарь |
3 |
45 |
5 |
225 |
||
Сверлильная |
Фрезеровщик |
5 |
40 |
5 |
200 |
||
Слесарная |
Слесарь |
5 |
30 |
10 |
300 |
||
Шлифовальная |
Шлифовщик |
7 |
50 |
20 |
1000 |
||
Итого: |
ЗТАР.раб=3925 |
Основная зарплата составляет:
5.2.2.4 Расчет затрат на дополнительную плату
Дополнительная зарплата определяется по формуле:
,
где КДОП - коэффициент, учитывающий величину дополнительной зарплаты. Для производственных рабочих КДОП = 0,14.
5.2.2.5 Расчет единого социального налога
Размер отчислений на единый налог составляет 35,6% от суммы основной и дополнительной зарплат:
5.2.2.6 Расчет затрат на амортизацию оборудования
Расчет этих затрат осуществляется по формуле:
где ЦОБ - цена i-го вида оборудования;
аi - годовая норма амортизационных отчислений;
ФД.О. - действительный годовой фонд времени работы оборудования;
tРАБi - время работы i-го вида оборудования;
n - количество единиц i-го вида оборудования.
Ведомость расчета расходов на амортизацию оборудования сведена в таблицу 5.2.2.6.
Таблица 5.2.2.6
№ п/п |
Наименование оборудования |
Количество единиц оборудования, ед |
Время работы оборудования, час |
Норма амортизационных отчислений, % |
Затраты на амортизацию, руб |
|
Токарный станок |
6 |
2400 |
10 |
15000 |
||
Координатно-расточной станок |
1 |
750 |
10 |
845 |
||
Фрезерный станок |
1 |
750 |
10 |
562,5 |
||
Шлифовальный станок |
3 |
1000 |
10 |
2625 |
||
Штамп |
1 |
900 |
10 |
2250 |
||
Итого: |
РАМ=21282,5 |
5.2.2.7 Расчет затрат на электроэнергию
Расчет затрат на электроэнергию осуществляются по формуле:
где Рi - мощность i-го вида оборудования, кВт;
tPi - время работы i-го вида оборудования, час;
ni - количество единиц i-го вида оборудования;
ЦЭН - цена 1 кВт - час электроэнергии, ЦЭН=1,52 руб/кВт-час
Расчет затрат на электроэнергию сводится в таблицу 5.2.2.7.
Таблица 5.2.2.7
№ п/п |
Наименование оборудования |
Количество единиц оборудования, ед. |
Мощность оборудования, кВт |
Время работы оборудования, час |
Затраты на электроэнергию, руб |
|
Токарный станок |
2 |
15 |
2240 |
102144 |
||
Фрезерный станок |
1 |
8 |
750 |
9120 |
||
Координатно-расточной станок |
1 |
5 |
750 |
5700 |
||
Шлифовальный станок |
3 |
10 |
1000 |
45600 |
||
Штамп |
1 |
10 |
900 |
13680 |
||
Итого: |
ЗЭЛ.ЭН=176244 |
5.2.2.8 Расчет величины накладных расходов
К этой статье относятся расходы, связанные с управлением и обслуживанием всех НИР, проводимые в данной организации (например, расходы по содержанию зданий и сооружений, зарплата, питание; штрафы, пени и неустойки в связи с нарушением хоздоговоров и т.д.).
Величина накладных расходов исчисляется в процентах от суммы основной и дополнительной зарплаты научно-производственного персонала. Этот процент различен для каждого предприятия.
где КН - коэффициент накладных расходов
Результаты расчетов по всем статьям сметы оформляются по форме, представленной в таблице 5.2.2.8.
Таблица 5.2.2.8
№ п/п |
Элементы затрат |
Затраты, руб |
% к итогу |
|
1 |
Материалы (основные и вспомогательные) |
474608 |
25,8 |
|
2 |
Покупные комплектующие изделия, полуфабрикаты |
нет |
- |
|
3 |
Специальные расходы |
17250 |
1 |
|
4 |
Основная зарплата |
669636 |
36,6 |
|
5 |
Дополнительная зарплата |
191100 |
10,4 |
|
6 |
Единый социальный налог |
241452 |
13,1 |
|
7 |
Амортизационные отчисления |
21282,5 |
1,1 |
|
8 |
Расходы на электроэнергию |
176244 |
1,1 |
|
9 |
Работы и услуги сторонних организаций |
нет |
- |
|
10 |
Расходы на командировки |
нет |
- |
|
11 |
Накладные расходы |
43635 |
2,3 |
|
Итого: 1835207,5 |
100% |
5.3 Калькуляция полной себестоимости изделия (продукции, работы)
Полная себестоимость включает в себя следующие статьи затрат:
Материалы основные;
Материалы вспомогательные;
Покупные комплектующие изделия, полуфабрикаты;
Энергия на технологические цели;
Основная зарплата основных производственных рабочих;
Дополнительная зарплата основных производственных рабочих;
Единый социальный налог;
Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования;
Расходы на подготовку и освоение производства;
Цеховые расходы.
Итого: цеховая себестоимость СЦЕХ
Общезаводские расходы;
Потери от брака;
Внепроизводственные расходы.
Итого: полная себестоимость СПОЛ
Рассмотрим порядок расчета отдельных статей калькуляции себестоимости изделия.
Для расчета затрат на материалы (основные и вспомогательные) надо использовать таблицу 7.2.1.1.
Для расчета затрат на покупные комплектующие изделия и полуфабрикаты используем таблицу 7.2.1.2.
Энергия на технологические цели определяется по формуле:
(22)
где Рi - мощность электродвигателей технологического оборудования на i-ой операции;
m - число операций технологического процесса выполнения;
tШТ-Кi - штучно-калькуляционное время i-ой операции н.-час;
ЦЭН - стоимость 1 кВт-часа электроэнергии, руб;
М - коэффициент, учитывающий загрузку электродвигателей по мощности, М =0,8;
П - коэффициент, учитывающий потери электроэнергии в сети, П =1,15;
- коэффициент полезного действия электродвигателя.
Штамповка
Токарная
Фрезерная
Токарная
Затраты на основной зарплате основных производственных рабочих на единицу продукции рассчитываются так:
(23)
где tШТ - норма штучного времени на изготовление единицы продукции, н.-час;
- часовая тарифная ставка среднего разряда, руб
Дополнительная зарплата основных производственных рабочих составляет 12% от зарплаты основной:
Единый социальный налог составляет 35,6% от суммы и дополнительной зарплаты:
Расходы на содержание и эксплуатацию включают в себя затраты на амортизацию и ремонт оборудования:
где РАМ - затраты на амортизацию оборудования;
РРЕМ - затраты на ремонт оборудования
(27)
где ЦОБi - цена оборудования на i-ой операции технологического процесса, руб.;
m - число операций технологического процесса;
аi - норма амортизационных отчислений i-ой операции, н.-час;
tШТi - штучное выполнение i-ой операции, н.-час;
ФД.О. - действительный годовой фонд времени работы оборудования, час.
Штамповка
Токарная
Фрезерная
Токарная
Суммарная
Штамповка
Токарная
Фрезерная
Токарная
Суммарная
где r - коэффициент, характеризующий затраты на ремонт и наладку оборудования, %. r = 5%
Расходы на подготовку и освоение производства включаются в себестоимость только при освоении производства новых изделий, они составляют примерно 10% от предпроизводственных затрат.
Общецеховые расходы определяются в процентах от себестоимости изделия. Этот процент уточняется на конкретном предприятии.
Сумма первых десяти статей определяет цеховую себестоимость изделия - СЦЕХ. Потери от брака статей определяется в процентах от суммы первых девяти статей калькуляции себестоимости изделия.
где КБР - коэффициент, характеризующий выход брака при производстве изделий, %.
КБР = 10%
Общезаводские расходы определяются в процентах от суммы брака себестоимости изделия.
Сумма первых двенадцати статей определяет производственную себестоимость изделия - СПР.
Внутрипроизводственные расходы определяются в процентах от производственной себестоимости изделия.
где КВН - коэффициент внутрипроизводственных расходов, принимается равным 2-3%.
Сумма всех тринадцати статей определяет себестоимости изделия - СП.
5.3.1 Расчет оптовой цены изделия
Оптовая цена определяется по формуле:
Таблица 5.3.1
Калькуляция себестоимости изделия (продукции, работы) |
||||
№ п/п |
Статьи затрат |
Затраты, руб. |
% к итогу |
|
1 |
Материалы основные |
2022,5 (1 вариант) 1602,5 (2 вариант) |
7,2 |
|
2 |
Материалы вспомогательные |
48,175 |
0,2 |
|
3 |
Покупные комплектующие изделия, полуфабрикаты |
Нет |
- |
|
4 |
Энергия на технологические цели |
3100 |
13 |
|
5 |
Основная зарплата основных производственных рабочих |
8807 |
11 |
|
6 |
Дополнительная зарплата основных производственных рабочих |
1232 |
4,4 |
|
7 |
Единый социальный налог |
3574 |
12,7 |
|
8 |
Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования |
62,76 |
0,2 |
|
9 |
Расходы на подготовку и освоение производства |
450 |
1,6 |
|
10 |
Цеховые расходы |
4403,5 |
12,7 |
|
Итого цеховая себестоимость |
23669,92 (1) 20227,35 9(2) |
|||
11 |
Общезаводские расходы |
1388,55 |
5 |
|
12 |
Потери от брака |
2423,6435 |
8,6 |
|
13 |
Внепроизводственные расходы |
572,7987 (1) 538,7887 (2) |
2,3 |
|
Итого полная себестоимость (заводская) |
28085 (1) 24578 (2) |
100% |
Выводы
Внедрив второй вариант производства не удалось снизить заводскую себестоимость изделия (соответственно снизить затраты на производство), но при этом удалось снизить затраты при эксплуатации.
Это удалось благодаря изменению технологии, а именно, изменению метода упрочнения детали: дополнительно, перед азотированием вводится дробеструйное упрочнение микрошариками.
Затраты на внедрение второго варианта, по расчетам, удастся окупить менее через 7лет производства детали.
6. Проблемы акустики в современной авиации
6.1 Акустика пассажирских самолетов
Вопросы экологии в последние десятилетия все больше волнуют человечество. Это и радиация, и загрязнение почвы, воды, воздушной среды, продуктов питания. Авиационный шум и выбросы вредных веществ самолетами также ухудшают среду обитания людей, поэтому вопросы снижения шума и связанного с этим улучшения экологической обстановки продолжают оставаться актуальными в настоящее время и станут определяющими для пассажирских самолетов будущего.
Традиционно авиационная акустика развивается в трех направлениях:
шум летательных аппаратов на местности;
шум в салонах и кабинах;
акустические нагрузки на летательные аппараты.
6.2 Акустика современных самолетов 2000-х годов
6.2.1 Шум на местности
Известно, что шум самолетов на местности ограничивается Стандартом ИКАО. В настоящее время для реактивных самолетов продолжают действовать требования, записанные в гл. 2 и 3 Стандарта ИКАО. Но если десятилетие назад происходила интенсивная модификация мирового парка самолетов с целью выполнения требований гл. 2, то сейчас тенденция развития резко изменилась. Парк самолетов все больше наполняется новыми, более тихими самолетами, соответствующими по шуму на местности требованиям гл. 3 Стандарта ИКАО. Так, по данным ИКАО на 1 января в 1988 г., в мировом парке самолетов почти не осталось не сертифицированных по шуму самолетов, 62% удовлетворяют требованиям гл. 2 и 33% - требованиям гл. 3 Стандарта. Такая тенденция, естественно, привела к постановке вопроса о сокращении парка самолетов, соответствующих гл. 2, в законодательном порядке. В Западной Европе принято решение о запрещении с 1 ноября 1990 г. регистрации магистральных самолетов, не соответствующих требованиям гл. 3. На 27-й сессии Ассамблеи ИКАО, состоявшейся в сентябре 1988 г., обсуждались предложения группы стран об установлении даты прекращения полетов самолетов, не удовлетворяющих гл. 3. В качестве возможной даты был назван 1995 г. В ИКАО рассматриваются предложения об ужесточении требований, изложенных в гл. 3. Предлагается снизить предельно допустимые уровни шума в каждой из контрольных точек на 4 ЕРN 1дБ по сравнению с уровнем, указанным в гл. 3.
Ужесточение требований по шуму - это веление времени, это повышение требований по экологии, это и конкуренция. Эти требования непрерывно повышаются, как только появляется техническая возможность снижения шума при приемлемых затратах, т. е. если экономическая целесообразность налицо, то требования ужесточаются. Сейчас на отдельных самолетах получены уровни шума ниже указанных в гл. 3 и поэтому следует ожидать появления новых, более жестких норм для следующего поколения самолетов - самолетов 21-го века. Такова тенденция, она явно видна из графика, приведенного на рис. 6.1.
Рис. 6.1
Отметим, что введение запрета эксплуатации самолетов, не удовлетворяющих требованиям гл. 3, приведет к сложным экономическим последствиям,
По данным ИКАО в мире находится ~5000 самолетов, не удовлетворяющих требованиям гл. 3. Переоборудование некоторых из них (~1500), списание (~3000) и закупка новых (3000) обойдется компаниям в 50-75 млрд. долларов. Это слишком высокие затраты.
Процесс подготовки промышленности Запада к запрету эксплуатации самолетов, не соответствующих гл. 3, постепенно набирает темпы. Он идет как по пути модернизации выхлопной системы двигателей со сравнительно низкой степенью двухконтурности с целью снижения шума струи, так и по пути замены старых двигателей новыми, с высокой степенью двухконтурности.
Так, в США для самолетов В-727, В-737 и DС-9 относительно старых выпусков, имеющих двигатель JТ8D с малой степенью двухконтурности, разработано специальное выхлопное устройство (рис. 6.2). Оно включает в себя смеситель выхлопа, систему перепускных створок перед смесителем, передвижной блок на выхлопе и сопло со звукопоглощающей облицовкой. При взлете и посадке блок смещается вперед, в крейсерском полете - назад.
Прорабатывается модификация самолета В-727, состоящая в замене двигателей JT8D на CFM-56-5 с большей тягой степенью двухконтурности. Несмотря на высокую стоимость, авиакомпании идут на переделку самолетов, так как ресурс планера значительной части парка самолетов большой и поэтому модификация экономически выгодна.
В РФ на сегодняшний день реактивные самолеты Ту-134, Ту-154, Ту-154М, Як-40, Як-42, Ил-86, Ил-76ТД, Ил-62М имеют сертификаты, удостоверяющие их соответствие требованиям гл. 2 Стандарта ИКАО.
Работы по снижению шума самолета Ил-62, серийный выпуск которого прекращен и объем транспортных операций которого незначителен, не проводились, и самолет не имеет сертификата по шуму, хотя акустические характеристики его весьма близки к требованиям гл. 2.
Акустические характеристики активно эксплуатируемых и выпускаемых в настоящее время пассажирских самолетов Ту-154М, Як-42, Ил-62М доведены до требований гл. 3 Стандарта ИКАО, что удостоверено соответствующими сертификатами по шуму. На самолетах установлены модифицированные силовые установки: в воздухозаборниках и выхлопных каналах двигателей установлены звукопоглощающие конструкции (ЗПК), на самолете Ту-154М, кроме того, модифицированы предкрылки и закрылки.
Задача сейчас состоит в серийном выпуске новых самолетов с модифицированными силовыми установками (СУ) и замене на эксплуатируемых самолетах старых двигателей на модифицированные.
Новые самолеты Ту-204, Ил-96-300, Ил-114 создаются с акустическими характеристиками, обеспечивающими выполнение требований гл. 3.
Требованиям гл. 3 смогут удовлетворить и пассажирский самолет Ил-8б, и транспортные самолеты Ил-76ТД, Ан-74, ан-124, если провести следующую модернизацию:
1) заменить двигатель НК-86 на самолете Ил-86 на новый, с повышенной степенью двухконтурности (например, на двигатель ПС-90А);
2) на самолете Ил-76ТД модифицировать двигатель Д-ЗОКП, который при снижении посадочной массы самолета способен обеспечить выполнение требований гл. 3;
3) довести на самолетах Ан-74, ан-124 двигатели с высокой степенью двухконтурности до уровня, отвечающего требованиям гл. 3 по шуму.
Основные научные задачи по обеспечению соответствия отечественных самолетов требованиям гл. 3 Стандарта ИКАО практически решены. Необходима соответствующая конкретная работа по переоборудованию самолетов и экономическая заинтересованность производителей и эксплуатантов.
6.2.2 Основные пути снижения шума самолетов на местности
Главным источником шума на местности является силовая установка, в качестве которой на современных пассажирских самолетах применяется ТРДД или винт.
Для ТРДД со значительной степенью двухконтурности (т > 2) доминирующим источником шума является вентилятор: снижение его шума достигается конструктивными мероприятиями и применением резонансных ЗПК в каналах СУ. В основном благодаря применению ЗПК в СУ (рис. 6.3) удалось снизить шум самолетов Ту-154М и Ил-62М до уровня, требуемого гл. 3.
Звукопоглощающая конструкция
Рис. 6.3
двигатель экономический акустика авиация
ЗПК представляет собой сотовую конструкцию, включающую перфорированный лист, жесткое непроницаемое основание и воздушную полость между ними, разделенную на отдельные ячейки сотовым заполнителем.
Созданы теория выбора ЗПК и инженерный метод расчета затухания шума в каналах с ЗПК при наличии потока. Повышение акустической эффективности применяемых средств достигается рациональным выбором импеданса, учетом распределения звукового давления в канале по модам и, конечно, использованием новых методов снижения шума вентилятора в канале.
Сложнее снизить шум ТРДД с низкой степенью двухконтурности, где основным его источником является выхлопная струя двигателя. Несмотря на большой объем исследований по снижению шума струи двигателя НК-86 для самолета Ил-86, не удалось добиться выполнения этим самолетом требований гл. 3 (превышение составляет от 3 до у ЕРN дБ). Пробовали применять рассекатели, эжектор, дополнительные патрубки, но это приводило к значительным потерям тяги при малоэффективном снижении шума струи.
Проблема шума струи встает в полный рост при создании нового поколения СПС-2. СПС первого поколения - «Конкорд» и Ту-144 создают уровни шума, существенно более высокие, чем указано в гл. 2 Стандарта ИКАО, что стало значительным препятствием для эксплуатации самолетов. Новое поколение СПС-2 должно ориентироваться на требования гл. 3. Обеспечение этих требований - задача архисложная, для ее решения необходимо или применить двигатель изменяемого цикла, или пойти на потери в экономичности самолета для снижения шума струи при взлете.
Проблема выполнения норм шума на местности для нового поколения самолетов с винтовентиляторными двигателями не представляет больших трудностей, если не будут введены ограничения по шуму при пролетах самолетов. Задача для этого поколения самолетов - обеспечение норм шума в салоне.
6.2.3 Снижение шума в канале с помощью ЗПК
Интересные и перспективные результаты получены в исследованиях распространения звуковых возмущений в плавно-неоднородных каналах с потоком. Эта задача находится на стыке классической дифракционной задачи волноводного распространения звука в канале и аэроакустической задачи волноводного распространения звука в неоднородном потоке. Аналитически исследованы ключевые случаи, когда в зависимости от геометрии и акустических параметров стенок канала, возможно возникновение так называемых критических сечений, или сечений, в окрестностях которых происходит слияние двух простых мод в двойную. Рассмотренные случаи интересны с практической точки зрения, поскольку позволяют сформулировать перспективную концепцию оптимизации затухания отдельных мод в плавно-неоднородных каналах. С помощью этой методики в настоящее время подбирают ЗПК для снижения шума лопаточных машин в СУ самолета.
Для расширения полосы заглушаемых частот предполагается использовать двухслойную звукопоглощающую конструкцию (рис. 6.4). Импедансные характеристики двухслойных ЗПК должны быть близки к оптимальным значениям на требуемых частотах. Как правило, такие конструкции предназначаются для снижения дискретных составляющих на двух различных частотах (например, первой и второй гармоник частоты следования рабочего колеса вентилятора на посадочном режиме). Эффективность двухслойных ЗПК на каждой из требуемых частот не ниже эффективности однослойных сотовых ЗПК, настроенных на эти частоты.
Рис. 6.4
Исследуемые в настоящее время резонансные ЗПК с перфорированной панелью в качестве пористого слоя имеют существенный недостаток: импеданс таких конструкций сильно зависит от уровня звукового давления и скорости обтекающего потока. Вследствие этого такие конструкции могут быть максимально эффективны только на одном каком-либо режиме. Для уменьшения нелинейных эффектов и расширения полосы звукопоглощения необходимо уменьшить диаметр отверстия или вместо перфорированной панели использовать сетки саржевого плетения. Конструкции с сетками меньше подвержены влиянию изменения уровней звукового давления, чем ЗПК с перфорированной панелью. Однако эти решения не нашли поддержки в ОКБ из-за большой массы таких конструкций и опасений, что в процессе эксплуатации они будут быстро терять акустические свойства (например, из-за замасливания), а профилактическое обслуживание их затруднено.
Высокая эффективность системы шумоглушения на различных режимах работы двигателя может быть обеспечена также с помощью плавного, изменения входного сопротивления сотовых ЗПК в заданных пределах. Одним из способов управления входным сопротивлением ЗПК является просос сквозь нее воздуха; регулируя количество воздуха, проникающего через отверстия, можно приближать импеданс к оптимальным значениям на каждом режиме. Такие работы начаты несколько лет назад, в дальнейшем предполагается их продолжать с тем, чтобы использовать просос воздуха через ЗПК и для расширения полосы заглушаемых частот.
Для снижения шума низкочастотных ударных волн, излучаемого из воздухозаборника, в ЦАГИ разработано специальное устройство в виде кольцевой камеры, которая соединяется с проточной частью щелевым каналом (рис. 6.5). Первые испытания такого кольцевого резонатора на модельном компрессорном стенде показали, что максимальные уровни шума ударных волн можно снизить на величину до 14 дБ. При определенной геометрии резонатора снижение уровней получено также в высокочастотной области (f>4 кГц). Поскольку устройство компактно, оно может быть размещено в воздухозаборниках двухконтурных двигателей перед рабочим колесом в сочетании с обычной сотовой ЗПК, что позволит существенно расширить диапазон заглушаемых частот. Кроме того, кольцевой резонатор представляет существенный интерес как средство глушения шума винтовентиляторного двигателя с закапотированным вентилятором, так как особенностью этих двигателей является наличие очень короткого и тонкого кольца, в котором практически невозможно разместить обычные сотовые ЗПК, настроенные на частоту следования лопаток винтовентилятора.
Рис. 6.5
Дальнейшая разработка эффективных методов снижения шума в каналах силовой установки связана, во-первых, с развитием теории возбуждения и распространения акустических волн в каналах с учетом неоднородности потока и переменной геометрии, влияния пограничного слоя на стенке канала и отражения волн от открытого конца канала и, во-вторых, с возможностями моделирования свойств реальных ЗПК импедансными граничными условиями.
6.2.4 Структурная акустика
Структурная акустика изучает явления, определяющие передачу звуковой энергии в салон и формирование в нем акустического поля. Она непосредственно связана с классической акустикой и динамикой упругих систем. Поскольку аэроакустические нагрузки по поверхности самолета представляют собой случайные по пространству и времени поля, изучение явлений требует вероятностного подхода.
В настоящее время в ЦАГИ в рамках метода конечных элементов разрабатывается численная модель упругоакустической системы, описывающей связанные колебания каркассированной обшивки фюзеляжа и акустической среды в салоне при возбуждении внешним полем пульсации давления с заданными рассредоточенными амплитудно-фазовыми характеристиками. При этом учитываются дискретность ребер жесткости (стрингеров и шпангоутов) и особенности конфигурации акустического объема.
Численная модель реализуется на современной ЭВМ и используется для оценки влияния параметров поля нагрузки, упругоинерционных параметров оболочки и др. Несмотря на то что разработка методов расчета шума в салоне пока не завершена, уже удалось, используя численную модель, провести качественный анализ влияния ряда параметров акустических нагрузок, конструкции фюзеляжа и салона на уровни шума в салоне. В результате намечены новые нетрадиционные способы снижения уровней шума, особенно низкочастотного, внутри самолета:
уменьшение вибровозбудимости и излучения фюзеляжной конструкции и панелей интерьера;
увеличение потерь звуковой энергии в полости между стенками;
увеличение поглощения в салоне.
Одним из способов управления виброакустическими характеристиками фюзеляжной конструкции является ее «настройка» путем изменения упруго-инерционных свойств силового набора таким образом, чтобы в конструкции не возбуждались длинноволновые моды на частотах ниже собственной частоты ячейки.
Теоретические и экспериментальные исследования, проведенные для малоразмерных (l = 0,20,3 м) модельных панелей, показали, что имеется принципиальная возможность осуществления такой настройки (рис. 23). Однако для крупноразмерных фюзеляжных панелей (l ? 1,5 м) эффективность настройки оказывается ниже ожидаемой, что отчасти объясняется недостаточной жесткостью шпангоутов на изгиб.
Проведены также исследования по созданию слоистых конструкций, служащих для облицовки упругих элементов и повышающих, в конечном счете, звукоизоляцию фюзеляжа в области низких частот. Они показали, что отдельные образцы слоистых конструкций позволяют достичь существенного эффекта при значительно меньших массовых затратах, чем это требуется для традиционных схем (рис. 24).
Весьма перспективным для снижения шума в салоне является применение резонансных поглотителей. В результате расчетных и экспериментальных исследований акустических характеристик одиночных резонансных поглотителей звука (рис. 25) была показана возможность достижения высоких (0,8-0,95) значений коэффициента звукопоглощения в диапазоне низких частот (100-200 Гц); у типовых самолетных конструкций в этом диапазоне частот он не превышает 0,2-0,3. Дополнительного увеличения звукоизоляции самолетной конструкции можно также добиться путем неравномерного распределения звукопоглощающего материала в полости между стенками.
В настоящее время в ОКБ разрабатываются опытные панели фюзеляжа, в которых используются предложенные способы увеличения их акустической эффективности.
Основные задачи, стоящие перед исследователями этого направления:
разработка аналитических и численных методов расчета шума в ЛА от различных внешних источников, создающих неоднородные аэроакустические поля на поверхности фюзеляжа;
поиск принципиально новых перспективных высокоэффективных методов снижения шума в салонах, особенно в области низких частот.
6.2.5 Активные методы гашения шума в авиации
Идея снижения шума активными методами с помощью адаптивных электронно-акустических устройств привлекает внимание во всем мире. Это объясняется преимуществами и потенциальными возможностями активных систем подавления шума, особенно в области низких частот.
Можно выделить три направления исследований по разработке систем «антишума» в авиации:
исследования, связанные с разработкой средств индивидуальной защиты антишумовых наушников, шлемофонов и кресельных гарнитуров (рис. 26). Активные системы индивидуальной защиты наиболее просты в техническом отношении и не требуют больших аппаратурных, энергетических и массовых затрат. Обычно система включает в себя электронную аппаратуру синхронного синтезатора формы волны и легкие, акустически проницаемые наушники. Лабораторные испытания показали, что речь и сигналы тревоги не искажаются, а фоновый шум снижается на величину до 40 дБ;
изучение возможности создания распределительных активных систем для гашения шума в основной части кабины или салона летательного аппарата;
изучение возможности создания системы антишума, устанавливаемой снаружи фюзеляжа для гашения поля акустических нагрузок на поверхности обшивки фюзеляжа.
Применение систем антишума перспективно также в каналах систем кондиционирования и вентиляции.
В заключение отметим, что одним из наиболее интересных способов активного управления акустическим полем в салоне винтового самолета является управление импедансом стенок в сочетании с применением низкочастотных резонансных звукопоглощающих конструкций (рис. 27). Активные системы позволяют при малой толщине звукопоглощающей конструкции просто управлять ее резонансной частотой и характеристикой поглощения. Начатые исследования активных резонансных ЗПК показали возможность в довольно больших частотных пределах автоматически управлять импедансом.
Системы антишума, кроме их использования для решения типично акустических задач, могут найти применение также как средство активного воздействия на пограничный слой для снижения гидродинамических пульсаций. Предпринимаются попытки использования антишума для подавления волн Толмина-Шлихтинга перед областью перехода ламинарного пограничного слоя в турбулентный и тем самым для смещения вниз по потоку точки перехода. Подавление волн Толмина-Шлихтинга достигалось несколькими способами: путем механических колебаний ленточки, установленной в пограничном слое, путем периодического нагревания полоски поверхности и периодического вдува-отсоса воздуха из пограничного слоя. Следует отметить, что положительные результаты пока получены только для двумерного пограничного слоя при малых скоростях потока.
рис. 6.9
рис. 6.10
6.3 Шум и борьба с ним
Одним из наиболее вредных производственных факторов, влияющих на человека, является шум, который можно квалифицировать следующим образом:
По источникам:
механический;
аэродинамический;
гидравлический;
электромагнитный.
По частоте:
низкочастотный до 300 Гц;
среднечастотный 3008000 Гц;
высокочастотный свыше 8000 Гц.
По характеру спектра:
широкополосный с непрерывным спектром свыше одной октавы;
тональный.
По переменным характеристикам:
постоянный - в течение рабочего дня (звуковое давление Lp меняется менее, чем на 5 дБ);
переменный - в течение рабочего дня (звуковое давление Lp меняется более, чем на 5 дБ);
колеблющийся;
прерывистый;
импульсный.
Шум, когда он невелик (при уровне 50 - 60 дБ) создает значительную нагрузку на нервную систему человека, оказывая на него психологическое воздействие. Под воздействием шума, превышающего 85 - 90 дБ, в первую очередь, снижается слуховая чувствительность на высоких частотах. Длительное воздействие шума с уровнем 100 - 120 дБ на низких частотах и 80 - 90 дБ на средних и высоких частотах может вызвать необратимые потери слуха, характеризуемые постоянным изменением порога слышимости. Люди, работающие в условии повышенного шума, жалуются на быструю утомляемость, головную боль, бессонницу. Воздействие шума на вегетативную нервную систему проявляется даже при небольших количествах звука 40 - 0 дБ, что приводит к нарушению периферического кровообращения, за счет сужения капилляров кожного покрова и слизистой оболочки.
Для нормирования шума используют метод нормирования по предельному спектру шума. Здесь нормируются уровни звуковых давлений в восьми октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц.
С ростом частоты допускаемые уровни уменьшаются. Таким образом, шум на рабочих местах не должен превышать допустимых уровней, значения которых приведены в таблицах 6.3 и 6.4.
Количественная оценка опасных факторов при измерениях шума в испытательном боксе
Таблица 6.3
Место замера |
Дополнительные сведения |
Уровни звукового давления в дБ в октавных полосах со среднегеометрическими частотами в Гц |
Уровень звука в дБА |
||||||||
63 |
125 |
250 |
500 |
1000 |
2000 |
4000 |
8000 |
||||
ПДУ |
95 |
87 |
82 |
78 |
75 |
73 |
71 |
69 |
80 |
||
Стенд управления Режим малого газа |
усредненное |
79 |
64 |
62 |
62 |
54 |
51 |
46 |
41 |
66 |
|
превышенное |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
Таблица 6.4
Место замера |
Дополнительные сведения |
Уровни звукового давления в дБ в октавных полосах со среднегеометрическими частотами в Гц |
Уровень звука в дБА |
||||||||
63 |
125 |
250 |
500 |
1000 |
2000 |
4000 |
8000 |
||||
Фон внутри бокса при режиме малого газа |
усредненное |
115 |
116 |
116 |
120 |
112 |
108 |
110 |
114 |
121 |
Исходя из этих норм, выбираются необходимые средства защиты органов слуха. Уровни шума могут быть снижены средствами индивидуальной защиты, нормируются по ГОСТ 12.4.051-78.
Эффективность средств защиты органов слуха
Таблица 6.5
Тип |
Группа |
Уровни звукового давления в дБ в октавных полосах со среднегеометрическими частотами в Гц |
|||||||
125 |
250 |
500 |
1000 |
2000 |
4000 |
8000 |
|||
Наушники |
А |
12 |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
35 |
|
Б |
5 |
7 |
15 |
20 |
25 |
30 |
30 |
||
Вкладыши |
А |
10 |
15 |
12 |
17 |
25 |
30 |
30 |
|
Б |
5 |
7 |
10 |
12 |
20 |
25 |
25 |
||
В |
5 |
5 |
5 |
7 |
15 |
20 |
20 |
||
Шлемы |
- |
17 |
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
40 |
Для уменьшения шума необходимо применять следующие методы:
уменьшение шума источника;
изменение направления излучения;
рациональное планирование предприятия и цехов;
акустическая обработка помещений;
уменьшение шума на пути его распространения.
Интенсивность шума зависит не только от прямого, но и от отраженного звука. Поэтому если нет возможности уменьшить прямой звук, то для снижения шума нужно уменьшить энергию отраженных волн. Это достигается путем размещения на внутренних поверхностях звукопоглощающих облицовок и экранов. Этот способ называется акустической обработкой помещений.
6.4 Расчет освещенности
Освещение рабочего места - наиболее важный фактор создания нормальных условий труда. Недостаточное освещение рабочего места может вызвать быстрое утомление глаз, потерю внимания и, как следствие, привести к производственной травме.
Таблица 6.6
Наимен. операции |
Мин. размер объекта |
Фон |
Контраст |
Освещенность |
|||||
Разряд работ |
Общее лк |
Местное лк |
Естеств. КЕО% |
Совмещ. лк |
|||||
Испытания, контроль параметров |
1,0 мм |
Светлый к отраж-ти 0,45 |
Большой, к более 0,55 |
1-Г |
400 |
450 |
15 |
25 |
В современных осветительных установках, предназначенных для освещения производственных помещений, в качестве источников света применяют люминесцентные лампы.
Вычислим освещаемую площадь освещения, м2:
,
где А и В - соответственно, длина и ширина помещения.
Для расчета освещения методом светового потока вычисляем индекс помещения:
С учетом i находим коэффициент светового потока ; для ГЛ - = 0,74
Определяем потребное количество светильников, шт.
Световые и электрические параметры ламп накаливания
Таблица 6.7
Лампы накаливания, 220 В |
Люминесцентные лампы |
|||||
Тип |
Мощность, Вт |
Световой поток, лм |
Тип |
Мощность, Вт |
Световой поток, лм |
|
В,Б |
25 |
230 |
ЛДЦ(ЛБ) |
15 |
600,820 |
|
Б(БК) |
40 |
415,460 |
ЛДЦ(ЛД) |
30 |
1500,1800 |
|
5(БК) |
60 |
715,790 |
ЛХБ |
30 |
1940,2020 |
|
Б(БК) |
75 |
950,1020 |
ЛБ |
30 |
2180 |
|
Б(БК) |
100 |
1350,1450 |
ЛДЦ(ЛД) |
40 |
2200,2500 |
|
Б,Г |
200 |
2920 |
ЛХБ(ЛБ) |
40 |
3000,3200 |
|
Г |
300 |
4610 |
ЛД(ЛБ) |
65 |
4000,4800 |
|
Г |
500 |
8300 |
ЛДЦ(ЛД) |
80 |
3800,4300 |
|
Г |
1000 |
18600 |
ЛХБ(ЛБ) |
80 |
5040,5400 |
По таблице 6.7 находим Фл = 4800, для ЛБ (мощность = 65 Вт)
Минимальная мощность - Еmin = 300лк
,
где К3 = коэффициент запаса, учитывающий снижение освещенности при эксплуатации (Кз = 1,1 - 1,3);
Z - отношение средней освещенности к минимальной (обычно принимается равным 1,1 - 1,2); ni - число ламп в светильнике; - коэффициент использования (выражается отношением светового потока, падающего на расчетную поверхность, к суммарному потоку всех ламп и исчисляется в долях единиц; зависит от характеристик светильника, размеров помещения, окраски стен и потолка).
5. Определяем фактическую освещенность, лк, по формуле:
По окончании монтажа системы освещения обязательно проверяют освещенность. Если фактическая освещенность отличается от расчетной более чем на -10+20%, то изменяют схему расположения светильников или мощность ламп. В данном расчетном случае освещенность отличается на 10%.
6.5 Расчет системы шумоглушения
При расчете стенда образуется ряд вредных веществ, загрязняющих атмосферу, так как для приведения механизмов в движение используется сжигание топлива в турбинной установке. Одним из основных вредных факторов, влияющих на окружающую среду, является также шум и вибрация.
Для защиты от шума и возможной вибрации, характерных при испытаниях компрессоров двигателей, испытательный стенд имеет мощный фундамент, причем участок фундамента под газовыми турбинами, ускорителем и барокамерой - более массивный и выполнен отдельно от общего фундамента.
Стены боксов, шахты всасывания и выхлопа оборудованы элементами шумоглушения. В качестве звукопоглощающих элементов применены блоки прямоугольной формы, облицованные перфорированной лентой из стали или дюрали, и заполнены стекловолокном; цилиндры, подвешиваемые в шахтах всасывания и выхлопа, а также поролоновые щиты, уложенные в специальные кассеты и расположенные в жалюзных воротах шахты всасывания.
Уровень шума, создаваемый работающими турбинами, ускорителями и испытуемым компрессором, не должен превышать уровня шума в радиусе защитной зоны, предусмотренного СНиП СН-245-81 и составляющего 100…105 дБ. Уровень шума в производственных помещениях бокса должен быть еще меньше. Для этого кабина наблюдения отделена от бокса толстой стеной; двери из кабины наблюдения в бокс выполнены двойными, герметичными, с набивкой из звукопоглощающего материала; стекла кабины также двойные, с прокладками из звукопоглощающего материала, с воздушными промежутками. Кроме своего основного назначения, стекла выполняют еще и защитную функцию - задерживают возможные осколки частей установки, возникающие при аварийной ситуации. Бригада испытателей имеет также индивидуальные средства защиты: шлемы, противошумные пробки, наушники, применяемые при выходе в бокс.
Рассмотрим расчет шумоглушителя, отводящего выхлопной поток воздуха в шахту выхлопа. Кожух шумоглушителя выполняется из листовой стали и облицовывается звукопоглощающим покрытием, состоящим из слоя совелита толщиной 60…80 мм.
В качестве звукопоглощающих элементов выхлопной шахты применены цилиндры диаметром 200 мм, выполненные из перфорированной стальной ленты и заполненные стекловолокном. Изнутри цилиндры заклеены стеклотканью.
Суммарный уровень шума незаглушенного источника принят равным 138 дБ. Заглушение шума происходит в трех секциях шумоглушителя, где расположены звукопоглощающие цилиндры.
Расчет шумоглушения сведем в таблицу.
Таблица 8.1
Частота, Гц |
6800 |
3400 |
1700 |
850 |
425 |
212 |
106 |
53 |
|
Исходный спектр шума, дБ |
128 |
129 |
132 |
133 |
132 |
131 |
126 |
126 |
|
Расчетный коэф-т звукопоглощения |
0,35 |
0,46 |
0,60 |
0,60 |
0,55 |
0,40 |
0,24 |
0,18 |
|
Расчетное заглушение L |
35 |
46 |
60 |
60 |
55 |
40 |
24 |
18 |
|
Остаточный уров. шума после глуш. |
93 |
83 |
72 |
73 |
77 |
91 |
102 |
108 |
|
Разность бол. и мен. суммир. уровней |
- |
10 |
21,4 |
20,4 |
16,5 |
2,58 |
7,0 |
14,8 |
|
Добавка к бол. суммир. уровню |
- |
0,31 |
0,02 |
0,03 |
0,05 |
0,92 |
0,89 |
1,17 |
|
Суммарный уровень |
- |
93 |
93 |
93 |
93 |
95 |
103 |
109 |
Общий уровень шума при работающей установке:
где, r - расстояние от выхлопного колена шумоглушителя;
S - площадь выходного сечения шумоглушителя;
d=0,015•r - поправка на затухание шума в атмосфере;
Выводы
Основой Политики предприятия в области качества является создание, производство и выпуск надежных, безопасных авиадвигателей для военной и гражданской авиации и промышленных газотурбинных установок, соответствующих требованиям и ожиданиям потребителей, при высокой эффективности и экономичности разработок и производства и, как следствие, обеспечение стабильности работы предприятия и его финансового положения.
Сборка первого опытного образца нередко показывает, что характеристики отдельных узлов двигателя не имеют достаточной согласованности, некоторые узлы и детали оказываются недостаточно прочными и при испытаниях ломаются. Устранение этих дефектов, установление причин поломок деталей, их упрочнение достигаются в процессе доводки двигателя.
Технические условия на изготовление валов зависят от требований к конструкции. Обработку валов производят, как правило, в центрах. Наиболее жесткие требования по точности и шероховатости поверхности предъявляются к шейкам валов, на которые устанавливают подшипники качения. Предел выносливости деталей и из элементов определяют на базе 2107 циклов, кроме специальных случаев. При расчетной оценке влияния эксплуатационных, конструктивных и технологических факторов используются зависимости и экспериментальные данные, соответствующие базе 2107 циклов. Испытания деталей ГТД и их элементов с целью определения пределов выносливости должны проводиться в условиях, наиболее имитирующих реальные условия работы. Влияние факторов, невоспроизведенных при испытаниях деталей, должно быть учтено по результатам испытаний образцов, изготовленных из материала детали.
Испытания таких образцов необходимо проводить с одновременным воспроизведением нескольких факторов: асимметрия цикла и температуры; асимметрия цикла, температуры и концентрации напряжений; концентрации напряжений, температуры, шероховатости поверхности и упрочнения.
Основными для валов являются постоянные и переменные нагрузки от деталей передач и рабочих дисков (например, дисков компрессора, турбины и т.д.). Переменные напряжения в валах могут вызываться изменяющейся по времени внешней нагрузкой.
Постоянные по величине и направлению силы передач вызывают во вращающихся валах переменные напряжения, изменяющиеся по асимметричному циклу. Валы могут быть нагружены и постоянными напряжениями (например, от неуравновешенности вращающихся деталей).
На статическую прочность валы рассчитывают по наибольшей возможной кратковременной нагрузке (с учетом динамических и ударных воздействий), повторяемость которой мала и не может вызвать усталостного разрушения. Так как валы в основном работают в условиях изгиба и кручения, а напряжения от продольных усилий не велики, то эквивалентное напряжение в точке наружного волокна.
Упрочнение поверхностным деформированием, обеспечивающим получение в поверхностном слое структур с повышенным содержанием дефектов, широко используется для повышения сопротивления усталости как деталей без концентраторов напряжений, так и деталей с концентраторами напряжений, работающих при умеренных температурах нагрева (до температур возврата).
Химико-термические и термические упрочняющие методы обработки (поверхностная закалка, цементация, ионное азотирование, алитирование, борирование) позволяют резко изменить физико-химическое состояние поверхностного слоя деталей и обеспечить требуемые эксплуатационные свойства (износостойкость, сопротивление усталости, жаростойкость и др.). Применение этих методов является не только эффективным, но в ряде случаев, единственно возможным способом обеспечения заданного ресурса и надежности работы деталей.
Целью комплексного упрочнения (поверхностное деформирование микрошариками с последующим ионным азотированием) является повышение, наряду с характеристиками износостойкости и контактной стойкости, характеристик выносливости детали.
Анализируя приведенные в экологической части данные, можно сделать вывод, что, применяя перечисленные средства индивидуальной и общей защиты от шума и правильно подбирая освещенность помещений, можно достичь таких значений, при которых воздействия на человека не приводили бы к неблагоприятным последствиям.
Общий уровень шума при работе установки со значением в 91 дБ удовлетворяет санитарным нормам уровня шума.
Литература
1. Описание двигателя АЛ31ФН
2. Г.С. Скубачевский «Авиационные газотурбинные двигатели» М.: Машиностроение, 1974
3. И.А. Биргер, Б.Ф. Шорр, Г.Б. Иосилевич «Расчет на прочность деталей машин», справочник, М.: Машиностроение, 1979.
4. М.А. Болтер «Упрочнение деталей машин» М.: Машиностроение, 1978
5. А.М. Сулима, В.А. Шулов, Ю.Д. Ягодкин «Поверхностный слой и эксплуатационные свойства деталей машин», М.: Машиностроение, 1988г.
6. Г.Н. Дубинин, Я.Д. Коган «Прогрессивные методы химико-термической обработки» М.: Машиностроение ,1979
7. Н.В. Абраимов, Ю.С. Елисеев, В.В. Крымов «Авиационное материаловедение и технология обработки металлов», М.: Высшая школа, 1998.
8. Л.Г. Одинцов «Упрочнение и отделка деталей поверхностным пластическим деформированием», М: Машиностроение, 1987.
9. С.И. Пудков, Г.М. Рыбаков «Методические основы аналитического определения оптимальных режимов упрочняющей дробеструйной обработки деталей» М.: Машиностроение, 1990
10. А.Г. Мунин «Авиационная акустика» М.: Машиностроение, 1986.
11. Л.Я. Кудисова, А.В. Топоров «Параметрические исследования по обеспечению акустической комфортности в салонах самолетов» Л.: Стройиздат, 1990.
12. Н.Н. Лямина, Л.В. Михайлова, Д.А. Комонов «Методические указания по выполнению организационно-экономического раздела дипломного проекта» М.: МАТИ им. К.Э.Циолковского. 2003
13. А.М. Геворкян «Экономика и организация производства летательных аппаратов» М.: Машиностроение, 1995
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Краткое описание конструкции двигателя. Нормирование уровня надежности лопатки турбины. Определение среднего времени безотказной работы. Расчет надежности турбины при повторно-статических нагружениях и надежности деталей с учетом длительной прочности.
курсовая работа [576,7 K], добавлен 18.03.2012Выбор основных конструктивных параметров дизельного двигателя. Параметры процесса газообмена. Сгорание в дизельном двигателе. Параметры, характеризующие рабочий цикл. Расчет перемещения, скорости и ускорения поршня. Расчеты основных деталей двигателя.
дипломная работа [2,3 M], добавлен 18.01.2014Технологический процесс, конструктивные особенности и принцип действия трёхфазного асинхронного двигателя. Последовательность технологических операций изготовления статора трёхфазного асинхронного двигателя. Проектирование участка по производству статора.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 13.02.2012Техническая характеристика двигателя. Тепловой расчет рабочего цикла двигателя. Определение внешней скоростной характеристики двигателя. Динамический расчет кривошипно-шатунного механизма и системы жидкостного охлаждения. Расчет деталей на прочность.
курсовая работа [365,6 K], добавлен 12.10.2011Предназначение и конструкция турбины двигателя. Расчет надежности лопатки первой ступени турбины с учетом внезапных отказов и длительной прочности, а также при повторно-статических нагружениях и в конце выработки ресурса. Оценка долговечности детали.
курсовая работа [714,7 K], добавлен 18.03.2012Основные сведения о проектируемом двигателе и краткое описание конструкции. Термогазодинамический расчет двигателя. Анализ рабочего чертежа и определение показателей технологичности вала. Выбор и обоснование оборудования формообразования заготовки.
дипломная работа [812,4 K], добавлен 14.06.2012Выбор основных размеров двигателя. Расчет обмоток статора и ротора, размеров зубцовой зоны, магнитной цепи, потерь, КПД, параметров двигателя и построения рабочих характеристик. Определение расходов активных материалов и показателей их использования.
курсовая работа [602,5 K], добавлен 21.05.2012Краткие сведения о конструкции турбин и двигателя. Расчет надежности лопатки турбины с учетом внезапных отказов или длительной прочности, а также при повторно-статических нагружениях. Оценка долговечности с учетом внезапных и постепенных отказов.
курсовая работа [223,5 K], добавлен 18.03.2012Общая характеристика судового дизельного двигателя внутреннего сгорания. Выбор главных двигателей и их основных параметров в зависимости от типа и водоизмещения судна. Алгоритм теплового и динамического расчета ДВС. Расчет прочности деталей двигателя.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 10.06.2014Описание двигателя MAN 9L 32/40: общая характеристика и функциональные особенности, структурные элементы и их взаимодействие. Выбор и обоснование исходных данных для теплового расчета двигателя, определение эффективных показателей. Расчет на прочность.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 12.10.2011