Transport engineering

Транспортное машиностроение

2782-5957

95157

10.30987/2782-5957-2025-2-4-15

Машиностроение

Mechanical engineering

Машиностроение

ENGINEERING FEATURES OF COMBINED FINISHING AND HARDENING TREATMENT OF GTE BLADES

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ КОМБИНИРОВАННОЙ ОТДЕЛОЧНО-УПРОЧНЯЮЩЕЙ ОБРАБОТКИ ЛОПАТОК ГТД

Михайлов

Александр Николаевич

Mikhailov

Alexander N.

mntk21@mail.ru

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

Анастасьев

Александр Владимирович

Anastas'ev

Aleksandr Vladimirovich

anastasyev.av@yandex.ru

аспирант технических наук;

graduate student of technical sciences;

Донецкий национальный технический университет Донецк Россия Donetsk National Technical University Donetsk Russian Federation

Донецкий национальный технический университет, Автомобильно-дорожный институт Горловка Россия Donetsk National Technical University, Automobile and Road Institute Gorlovka Russian Federation

28 02 2025

2025 2 4 15 09 01 2025 14 01 2025

https://bstu.editorum.ru/en/nauka/article/95157/view

В статье представлены современные подходы к совершенствованию технологий отделочно-упрочняющей обработки лопаток газотурбинных двигателей (ГТД) с целью улучшения их эксплуатационных характеристик. Лопатки являются одними из наиболее нагруженных компонентов ГТД, их качество напрямую влияет на эффективность, надежность и долговечность работы двигателя. Актуальность работы обусловлена высокими требованиями, предъявляемыми к эксплуатационным характеристикам современных авиационных ГТД, реализация которых напрямую связана с совершенством технологии отделочно-упрочняющей обработки лопаток турбины. Рассмотрены основные методы синтеза технологических процессов и их адаптации для обеспечения функционально-ориентированного подхода. Основное внимание уделено методам синтеза технологических процессов отделочно-упрочняющей обработки, включая разработку функционально-ориентированного технологического обеспечения (ФОТО). Приведены частные вариации реализации общих методов синтеза, такие как создание комбинированного полировальника и устройство для зонального поверхностного упрочнения. Описан алгоритм синтеза ФОТО, позволяющий адаптировать его применение в типовых технологических процессах. Приведены алгоритмы и структурные схемы синтеза технологического обеспечения, а также результаты экспериментального анализа повышения твердости и качества обработанных поверхностей. Результаты работы демонстрируют возможность интеграции предложенных технологий в существующие производственные процессы и их потенциал для дальнейшего развития.

The paper gives modern approaches to advancing the technologies of finishing and hardening treatment of gas turbine engine (GTE) blades in order to improve their operational characteristics. The blades are one of the most stressed GTE components, their quality directly affects the efficiency, reliability and durability of the engine. The relevance of the paper is due to the high requirements made to the operational characteristics of modern aviation gas turbine engines, which implementation is directly related to the improvement of the technology of finishing and hardening treatment of turbine blades. The basic methods of synthesis of engineering processes and their adaptation to ensure a function-oriented approach are considered. The main attention is paid to the methods of synthesis of engineering processes of finishing and strengthening equipment, including the development of functionally oriented technological support. Particular variations of implementing general synthesis methods are given, such as the construction of a combined polisher and a device for zonal surface hardening. An algorithm for functionally oriented technological support synthesis is described, which makes it possible to adapt its application in typical engineering processes. Algorithms and schematic diagrams for the synthesis of engineering support are given, as well as the results of an experimental analysis of increasing the hardness and quality of treated surfaces. The results of the study demonstrate the possibility of integrating the proposed technologies into existing production processes and their potential for further development.

технологическое обеспечение лопатка профиль полировальник упрочнение

technological support blade profile polisher hardening

Суслов, А.Г., Порошин, В.В. Комплексная система обеспечения и повышения качества и конкурентоспособности машин. Наукоемкие технологии в машиностроении. 2015. № 7(49). С. 4-7.

Suslov AG, Poroshin VV. An integrated system for ensuring and improving the quality and competitiveness of machines. Science Intensive Technologies in Mechanical Engineering. 2015;7(49):4-7.

Суслов, А.Г. Конструкторско-технологическое обеспечение качества и конкурентоспособности изделий машиностроения. Наукоемкие технологии в машиностроении. 2017. № 7(73). С. 25-28.

Suslov AG. Design-technological support of quality and competitive ability of engineering products. Science Intensive Technologies in Mechanical Engineering. 2017;7(73):25-28.

Анастасьев, А.В., Михайлов, А.Н. Синтез структуры технологического процесса обеспечения постоянства условий резания при отделочной обработке лопаток ГТД. Наука, инновации и технологии: от идей к внедрению: Материалы Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых, Комсомольск-на-Амуре, 16–17 ноября 2023 года. Комсомольский-на-Амуре государственный университет. Комсомольск-на-Амуре, 2023. С. 3-5.

Anastasyev AV, Mikhaylov AN. Synthesis of the technological process structure for ensuring the consistency of cutting conditions during the finishing treatment of GTE blades. Proceedings of the All-Russian Scientific and Practical Conference of Young Scientists, November 16-17, 2023: Science, Innovation and Technology: From Ideas to Implementation; Komsomolsk-on-Amur: Komsomolsk-on-Amur State University; 2023.

Михайлов, А.Н., Анастасьев, А.В., Пичко, Н.С. Методика синтеза технологического обеспечения повышения ресурса отделочно-упрочняющей обработки лопаток турбины ГТД. Прогрессивные технологии и системы машиностроения. 2023. № 1(80). С. 41-50.

Mikhaylov AN, Anastasyev AV, Pichko NS. Method of synthesis of technological support of increasing the resource of finishing and hardening treatment of GTE turbine blades. Progressive Technologies and Systems of Mechanical Engineering. 2023;1(80):41-50.

Михайлов, А.Н., Анастасьев, А.В., Пичко, Н.С. Основы синтеза механизма повышения ресурса лопаток турбины газотурбинного двигателя на базе функционально-ориентированного подхода. Прогрессивные технологии и системы машиностроения. 2022. № 4(79). С. 35-43.

Mikhaylov AN, Anastasyev AV, Pichko NS. Basis of synthesis of the mechanism of increasing the resource of turbine blades of a gas turbine engine on the basis of a function-oriented approach. Progressive Technologies and Systems of Mechanical Engineering. 2022;4(79):35-43.

Пичко, А.П., Михайлов, Д.А., Михайлов, А.Н. Технологические особенности синтеза структуры процессов отделочно-упрочняющей обработки лопаток компрессора и турбины с функционально-ориентированными покрытиями. Прогрессивные технологии и системы машиностроения. 2019. № 4(67). С. 56-71.

Pichko AP, Mikhaylov DA, Mikhaylov AN. Technological features of the synthesis of the structure of the process-in finishing and strengthening treatment of compressor and turbine blades with functional oriented coatings. Progressive Technologies and Systems of Mechanical Engineering. 2019;4(67):56-71.

Хавлин, Т.В., Михайлов, Д.А., Михайлов, А.Н. Метод разработки функционально-ориентированных технологических решений для обработки поверхности пера лопаток турбин газотурбинных двигателей. Прогрессивные технологии и системы машиностроения. 2019. № 2(65). С. 65-76.

Khavlin TV, Mikhaylov DA, Mikhaylov AN. A method of developing a functionally-oriented technological solutions for surface treatment of the pen turbine blades of gas turbine engines. Progressive Technologies and Systems of Mechanical Engineering. 2019;2(65):65-76.

Михайлов, А. Н. Основные принципы и особенности синтеза функционально ориентированных технологий машиностроения. Упрочняющие технологии и покрытия. 2007. № 2(26). С. 44-53.

Mikhaylov AN. Basic principles and features of synthesis of function-oriented engineering technologies. Uprochnyaushie Tekhnologii I Pokrytiya (Strengthening Technologies and Coatings). 2007;2(26):44-53.

Михайлов, А.Н., Цыркин, А.Т., Петров, А.М. Обеспечение свойств изделий при синтезе функциональноориентированных технологий машиностроения. Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2016. № 8-2. С. 283-290.

Mikhaylov AN, Tsyrkin AT, Petrov AM. Ensuring the properties of products in the synthesis of function-oriented engineering technologies. Izvestiya Tula State University. Tula State University. Technical Sciences. 2016;8-2:283-290.

10.

Медаpь, А. В. Методология технологического синтеза. Технология машиностроения. 2008. № 4. С. 78-81.

Medar AV. Methodology of technological synthesis. Technologiya Mashinostroeniya. 2008;4:78-81.

11.

Михайлов, А. Н., Анастасьев, А.В., Пичко, Н.С. Синтез функционально-ориентированного технологического обеспечения для поверхностно-пластического упрочнения лопаток ГТД. Высокие технологии в машиностроении: Материалы XXI всероссийской научно-технической конференции с международным участием, Самара, 10–12 апреля 2024 года. Самарский государственный технический университет. Самара, 2024. С. 175-179.

Mikhaylov AN, Anastasyev AV, Pichko NS. Synthesis of function-oriented technological support for surface-plastic hardening of turbine blades. Proceedings of the XXI All-Russian Scientific and Technical Conference with International Participation, April 10-12, 2024: High Technologies in Mechanical Engineering; Samara: Samara State Technical University; 2024.

12.

Михайлов, А.Н., Анастасьев, А.В., Хавлин, Т.В., Пичко, Н.С. Синтез функционально-ориентированного материального обеспечения для отделочно-упрочняющей обработки лопаток газотурбинного двигателя. Математическое моделирование систем и процессов: сборник материалов Международной научно-практической конференции, Псков, 10–11 ноября 2022 года. Псковский государственный университет. Псков, 2022. С. 107-110. DOI 10.37490/978-5-00200-102-6-107-110.

Mikhaylov AN, Anastasyev AV, Khavlin TV, Pichko NS. Synthesis of function-oriented material support for finishing and hardening treatment of gas turbine engine blades. Proceedings of the International Scientific and Practical Conference, November 10-11, 2022: Mathematical Modeling of Systems and Processes; Pskov: Pskov State University; 2022. DOI 10.37490/978-5-00200-102-6-107-110.

13.

Федорченко, Д.Г., Новиков, Д.К. Технологические методы повышения надёжности деталей ГТД. Вестник Уфимского государственного авиационного технического университета. 2015. Т. 19, № 1(67). С. 62-66.

Fedorchenko DG, Novikov DK. Technological methods to improve the reliability of gas turbine engine. Vestnik USATU. 2015;19(1(67)):62-66.

14.

Кротинов, Н.Б. Поверхностное пластическое упрочнение лопаток газотурбинных двигателей. Вестник СГТУ. 2014. №3(76). С. 68-71.

Krotinov NB. Surface plastic hardening of blades of gas turbine engines. Vestnik SSTU. 2014;3(76):68-71.

15.

Макаров, В.Ф., Жукотский, В.А., Бычина, Е.Н. Проблемы автоматизации финишной обработки сложнопрофильных поверхностей лопаток ГТД. Известия Тульского государственного университета. 2016. № 8-2. С. 52-55.

Makarov VF, Zhukotsky VA, Bychina EN. Problems of automating finishing of complex-profile surfaces of gas turbine blades. Izvestiya Tula State University. 2016;8-2:52-55.

16.

Михайлов, А.Н., Анастасьев, А.В., Пичко, Н.С. Испытание экспериментального устройства поверхностно-пластического упрочнения при обработке сложных пространственных поверхностей. Технологическое оборудование для горной и нефтегазовой промышленности: сборник трудов XXII международной научно-технической конференции, Екатеринбург, 04–05 апреля 2024 года. Уральский государственный горный университет. Екатеринбург. 2024. С. 330-333.

Mikhaylov AN, Anastasyev AV, Pichko NS. Testing of an experimental surface-plastic hardening device for processing complex spatial surfaces. Proceedings of the XXII International Scientific and Technical Conference, April 04-05, 2024: Technological Equipment for Mining, Oil and Gas Industry; Yekaterinburg: Ural State Mining University; 2024.