Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Основы конструирования авиационных двигателей и энергетических установок. Т. 3 Зубчатые передачи и муфты. Пусковые устройства. Трубопроводные и электрические коммуникации. Уплотне

.pdf
Скачиваний:
20
Добавлен:
19.11.2023
Размер:
32.57 Mб
Скачать

Глава 16. Автоматизация проектирования и поддержки жизненного цикла ГТД

-графическое представление сборки можно упростить, не затрагивая геометрию деталей;

-сборки обновляются автоматически, отра­ жая последние модификации деталей;

-условия стыковки позволяют позициониро­ вать детали в сборке с помощью ограничений (соотношений между деталями);

-можно осуществлять анализ зазоров и вза­ имных пересечений деталей сборки.

Различают два метода моделирования сборок: снизу-вверх и сверху-вниз.

Проектирование снизу-вверх. Этот способ

моделирования сборок применяется в том слу­ чае, если уже имеется конструкторская доку­ ментация (спецификации, чертежи деталей, сбо­ рочных единиц). По существующим чертежам деталей создаются геометрические модели.

Далее эти ГМ деталей (узлов) вставляются в сборки согласно спецификациям и сборочным чертежам (рис. 16.19) с помощью различных опе­ раций сопряжения деталей (выравнивание граней, соосность осей, расположение граней под углом и т.д.) (рис. 16.20).

Такой способ моделирования аналогичен операциям, выполняемым в сборочном цехе. Иногда такие сборки называют контрольными. С помощью контрольных сборок можно про­ верить:

-возможность сборки узла;

-правильность заданных присоединительных размеров;

-нет ли взаимных пересечений деталей;

-соответствие габаритных размеров изде­ лия действительности и многое другое.

Л

Си

s

ч>>

а

s н

6Q

ОS

=

о

s5

оЧ

CS

я

CL

я

5 =

8 §

к

| Д

ЕД X

яЯ-

Ис

се «

н

и

о

и

>

ПРОЕКТ

ИЗДЕЛИЯ

Управляющие структуры (УС) изделия

УС модуля 1

УС подмодуля 1

УС модуля N

Общий вид изделия

Модуль 1

Подмодуль 1 Модуль 2

Модуль У

Ассоциативные геометрические связи

I

4-

JL

I

-Г I

I

I I

T i ­

ll *тг

II 11

1 1

1 1

11

1 1

II

I I

I I

1 1

1 1

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

Рис. 16.21. Укрупненная схем а электронного проекта изделия

22 0

Кроме того, ГМ сборочных узлов можно использовать для создания сборочных, габа­ ритных или монтажных чертежей, при подго­ товке материалов для руководств по эксплуа­ тации, в том числе электронных, для создания рекламных видеороликов или презентационных материалов.

Проектирование сверху-вниз. Этот способ проектирования сборок очень тесно связан с понятием «управляющая структура изделия». Деталь создается в контексте сборки, т. е. с ис­ пользованием геометрии соседних деталей или УСИ, и ее не требуется размещать отно­ сительно других деталей.

Основой для проектирования сверху-вниз слу­ жит управляющая структура (УС) (рис. 16.21). Необходимо определить в УС информации об из­ делии, например, геометрию сопряжения сосед­ них деталей (узлов), контур проточной части, си­ ловую схему двигателя и т.д.

Компоновка и количество УС, как правило, отражают организационную структуру на пред­ приятии (существуют специализированные кон­ структорские отделы, например, отдел компрес­ соров, камер сгорания и т.д.), позволяя руководи­ телям отделов управлять проектированием соот­ ветствующих узлов (см. рис. 16.17).

Некоторые преимущества данного способа:

-создание облегченных сборок для проверки различных сценариев разработки;

-возможность нахождения сценариев опти­ мального проектирования;

-возможность накопления трехмерной гео­ метрии из различных источников;

-проверка изделия с помощью перестройки сборки снизу-вверх;

-полная ассоциативность между управляю­ щей структурой и проектируемым изделием.

Основная идея проектирования изделия по такой схеме состоит в том, что конструктор при проектировании конкретной детали уже име­ ет исходную информацию для работы. Эту ин­ формацию (базовые плоскости, эскизы и т.д.) он берет из управляющей структуры. Изменение управляющих структур приведет к изменению и всех зависящих от них деталей и узлов. Од­ ним из основных преимуществ данного подхода являются контролируемые изменения, как всего проекта, так и его отдельных частей.

Контрольные вопросы

1. В чем состоит концепция информационной поддержки жизненного цикла ГТД?

2. Приведите примеры CAD/CAM систем, ис­ пользуемых при проектировании ГТД.

Контрольные вопросы

3.Приведите примеры САЕ систем, исполь­ зуемых при проектировании ГТД.

4.В чем состоит принцип организации PDMсистем? Их основные функции?

5.Какой набор документов ставится в соот­ ветствие детали (сборочной единице) в рамках PDM-систем?

6.Что представляют собой ERP-системы

икакие функции они выполняют?

7.Что такое электронная подпись документа?

8.Для решения каких задач проектирования ГТД используются САЕ-системы?

9.Каким образом PDM-системы используют­ ся при планировании технического обслуживания двигателей в эксплуатации?

10.Что представляет собой интерактивное электронное техническое руководство? Какие за­ дачи оно позволяет решать?

11.Из каких операций складывается создание объемной геометрической модели?

12.Что понимается под ассоциативностью при моделировании деталей и узлов?

13.Что понимается под параметризацией при моделировании деталей и узлов?

14.В чем состоит принцип «мастер-модели»?

15.Что такое «мастер-процесс»?

Англо-русский словарь-минимум

«Documentum», Lotus, Docs Open, LanDocs - системы де­ лопроизводства

ANSYS, MARC, NASTRAN, LS-DYNA, CFX-TASCflow, CFX, Fluent, Star-CD, PROCAST, WinCAST - системы CAE высшего уровня

APT (Automatically Programmed Tools) - автоматически про­ граммируемые станки

AutoCAD - система CAD легкого уровня. Business-processes analysis and re-engineering - анализ и ре­ инжиниринг бизнес-процессов

CAD - комплексная система автоматизированного проекти­ рования САЕ - комплексная система инженерного анализа

CALS - Continuous Acquisition and Lifecycle Support (непре­ рывная поддержка поставок и жизненного цикла)

САМ - комплексная систем автоматизированной подготов­ ки производства

Change Management - управление изменениями производ­ ственных и организационных структур

Concurrent Engineering - параллельный инжиниринг Configuration Management - управление конфигурацией из­ делия

DEF STAN 0060 «Integrated Logistic Support» - стандарт Министерства обороны Великобритании, регламентирую­ щий логистическую поддержку

IDEF - Icam (Integrated Computer Aided Manufacturing)

DEFinition

221

Глава 16. Автоматизация проектирования и поддержки жизненного цикла ГТД

IDEFO - функциональное моделирование; отображает про­ цессы и функции системы, а также потоки информации и материальных объектов

IDEF1 - информационное моделирование, отображает струк­ туру и содержание информационных потоков, необходимых для поддержания функций системы

IDEF2 - динамическое моделирование меняющихся во вре­ мени функций, информации и ресурсов системы Information Management-управление интегрированной ин­ формационной средой

Integrated Logistic Support - интегрированная логистичес­ кая поддержка

КВЕ (Knowledge Based Engineering) - язык инженерных зна­ ний

Life Cycle Cost - величина затрат на поддержку жизненного цикла

Logistic Support Analysis-логистический анализ LSA/LSAR - программно-методические средства анализа логистической поддержки и ведения баз данных по результа­ там такого анализа

Metaphase - PDM-система фирмы EDS (США) MIL-STD-1388 - стандарт Министерства обороны США, регламентирующий логистическую поддержку

MRP II - Manufacturing Resource Planning

MRP/ERP - автоматизированные системы планирования и управления производством и предприятием

Paperless data interchange - безбумажный обмен данными PartY Plus - PDM-система фирмы «Лоция-Софт» (Россия) PDM-системы - Product Data Management (управление дан­ ными об изделии)

PLM - Product Lifecycle Management (управление жизнен­ ным циклом изделия)

Project Management - управление проектом Quality Management - управление качеством

SADT - методология и программные средства моделирова­ ния и анализа бизнес-процессов

Search - PDM-система фирмы Intermech (Белоруссия) Solid Works, Solid Edge - системы CAD среднего уровня Team Center Engineering - PDM-система фирмы EDS

TG Builder - система создания интерактивных технических руководств

Unigraphics, CATIA, Рго/ENGINEER - системы CAD выс­

шего уровня

WAVE - What ifAlternative Value Engineering (модуль WAVE - создание ассоциативных связей между геометрическими объектами различных частей сборки)

Work Flow - программные средства управления потоками работ

Windchill - PDM-система фирмы РТС (США) Workflow Management-управление потоками работ

Список литературы

16.1.NASA/CR-2000-210218. Multi-Disciplinary Design Optimization Using WAVE. Keith Irwin General Electric Aircraft Engines, Cincinnati, Ohio.

16.2.Нестационарные явления в турбомашинах /В.Г. Ав­ густинович, А.А. Иноземцев, Ю.Н. Шмотин [и др.]; под ред. В.Г. Августиновича; УрО РАН. - Екатеринбург; Пермь, 1999.

16.3.Грувер М. САПР и автоматизация производства /

М.Грувер, Э. Зиммере; пер. с англ. - М.: Мир, 1987.

16.4.Моделирование бизнеса. Методология ARIS / М. Каменнова [и др.]. - М., 2001.

16.5.Левин А.И. Выдержки из «Концепции внедрения ИПИ в промышленности Российской Федерации» /А.И. Левин, Е.В. Судов; Научно-иссл. центр CALS-технологий «Прикладная логистика». - М., 2001.

16.6.Основы технологии создания газотурбинных дви­ гателей для магистральных самолетов /под ред. А.Г. Брату­ хина, Ю.Е. Решетникова, А.А. Иноземцева. - М.: Авиагехинформ, 1999.

16.7.Потемкин А. Трехмерное моделирование /А. По­ темкин. -М .: КомпьютерПресс, 2002.

16.8.Справочник по Unigraphics NX. Unigraphics Solutions, Inc.

16.9.Шеер A.-B. Бизнес-процессы. Основные понятия. Теория. Методы /А.-В. Шеер. - М.: Вестъ-МетаТехнология,

2000.

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

Предисловие к серии «Газотурбинные двигатели»....................................................................................................................

3

Предисловие к книге «Основы конструирования авиационных

 

двигателей и энергетических установок»......................................................................................................................................

5

* ГЛАВА 10. Привод агрегатов, редукторы, муфты ГТД ............................................................................................................

9

10.1. Привод агрегатов ГТД ...............................................................................................................................................................

 

12

10.1.1. Центральный привод.......................................................................................................................................................

 

12

10.1.2. Коробки приводов агрегатов........................................................................................................................................

12

10.2. Редукторы Г Т Д ............................................................................................................................................................................

 

14

10.2.1. Редукторы Т В Д ..................................................................................................................................................................

 

14

10.2.1.1. Общие требования, кинематические схемы...................................................................................................

14

10.2.1.2. Конструкция редукторов Т В Д .............................................................................................................................

16

10.2.2. Редукторы привода несущего и рулевого винтов вертолетов...................................................................................

19

10.2.2.1. Редукторы привода несущего винта........................................................................................................................

19

10.2.2.1.1. Кинематические схемы главных редукторов вертолетов...................................................................

19

10.2.2.1.2. Конструкция главных редукторов вертолетов......................................................................................

22

10.2.2.2. Редукторы хвостовые и промежуточные.........................................................................................................

24

10.2.3. Редукторы ГТУ ..................................................................................................................................................................

 

27

10.3. Муфты приводов ГТД и Г Т У .................................................................................................................................................

 

30

10.3.1. Требования к муфтам....................................................................................................................................................

 

30

10.3.2. Конструкция м уф т...........................................................................................................................................................

 

31

10.4. Проектирование приводов агрегатов Г ТД .........................................................................................................................

40

10.4.1. Проектирование центрального привода...................................................................................................................

41

10.4.2. Проектирование коробок приводов агрегатов.......................................................................................................

45

10.5. Проектирование редукторов..................................................................................................................................................

 

52

10.5.1. Особенности проектирования редукторов Т В Д ....................................................................................................

52

10.5.2. Особенности проектирования вертолетных редукторов......................................................................................

53

10.5.3. Особенности проектирования редукторов Г Т У ....................................................................................................

54

10.6. Зубчатые передачи ГТД. Общие сведения.........................................................................................................................

56

10.6.1. Требования к зубчатым передачам............................................................................................................................

56

10.6.2. Классификация зубчатых

передач.............................................................................................................................

56

10.6.3. Исходный производящий

контур..............................................................................................................................

58

10.6.4. Нагруженность зубчатых

передач.............................................................................................................................

58

10.6.5. Конструктивные параметры зубчатых передач......................................................................................................

59

10.6.6. Материалы зубчатых колес, способы упрочнения................................................................................................

64

Контрольные вопросы ........................................................................................................................................................................

 

66

Англо-русский словарь-минимум..................................................................................................................................................

 

66

Список литературы..............................................................................................................................................................................

 

68

ГЛАВА 11. Пусковые устройства....................................................................................................................................................

 

69

11.1. Общие сведения...........................................................................................................................................................................

 

69

11.1.1. Основные типы пусковых устройств современных ГТД.......................................................................................

69

11.1.2. Технические характеристики пусковых устройств современных ГТД..............................................................

70

11.2.Электрические пусковые устройства ГТД

11.3.Воздушные пусковые устройства ГТД ...............................................................................................................................................................................................................................................................

11.3.1. Воздушно-турбинные пусковые устройства ГТД ...................................................................................................

75

11.3.2. Регулирующие и отсечные воздушные заслонки......................................................................................................

 

11.3.3. Струйное пусковое устройство Г ТД ...........................................................................................................................

84

223

Оглавление

 

11.4. Турбокомпрессорные пусковые устройства Г Т Д ..................................................................................................................

84

11.4.1. Классификация ТКС Г Т Д ........................................................................................................................................................

84

11.4.2. Принцип действия Т К С ............................................................................................................................................................

85

11.4.3. Одновальный Т К С .....................................................................................................................................................................

85

11.4.4. ТКС со свободной турбиной.................................................................................................................................................

88

11.4.5. Особенности систем Т К С ........................................................................................................................................................

91

11.5. Гидравлические пусковые устройства ГТД ...............................................................................................................................

95

11.6. Особенности пусковых устройств ГТД наземного применения.......................................................................................

97

11.6.1. Электрические пусковые устройства.................................................................................................................................

98

11.6.2. Газовые пусковые устройства.............................................................................................................................................

98

11.6.3. Гидравлические пусковые устройства...............................................................................................................................

99

11.7. Редукторы пусковых устройств....................................................................................................................................................

100

11.8. Муфты свободного хода пусковых устройств........................................................................................................................

100

11.8.1. Муфты свободного хода роликового т и п а .....................................................................................................................

101

11.8.2. Муфты свободного хода храпового типа.........................................................................................................................

102

11.9. Системы смазки пусковых устройств........................................................................................................................................

104

Контрольные вопросы ...............................................................................................................................................................................

105

Англо-русский словарь-минимум ........................................................................................................................................................

106

Список литературы ......................................................................................................................................................................................

106

ГЛАВА 12. Обвязка авиационных ГТД................................................................................................................................................

107

12.1. Общая характеристика обвязки.....................................................................................................................................................

107

12.2. Конструкция обвязки........................................................................................................................................................................

109

12.2.1. Трубопроводные коммуникации......................................................................................................................................

109

12.2.1.1. Основные сведения.......................................................................................................................................................

109

12.2.1.2. Трубы и патрубки..........................................................................................................................................................

109

12.2.1.3. Соединения.......................................................................................................................................................................

109

12.2.1.4. Компенсирующие устройства...................................................................................................................................

110

12.2.1.5. Соединительная арматура...........................................................................................................................................

113

12.2.1.6. Узлы крепления...............................................................................................................................................................

114

12.2.1.7. Неисправности трубопроводов.................................................................................................................................

114

12.2.2. Электрические коммуникации............................................................................................................................................

115

12.2.2.1. Общие сведения..............................................................................................................................................................

115

12.2.2.2. Конструкция элементов...............................................................................................................................................

116

12.2.2.2.1. Электрические жгуты ..........................................................................................................................................

116

12.2.2.2.2. Электрические провода.....................................................................................................................................

116

12.2.2.2.3. Электрические соединители............................................................................................................................

117

12.2.2.2.4. Материалы для изготовления электрических ж гутов.............................................................................

119

12.2.2.3. Неисправности электрических коммуникаций...................................................................................................

121

12.2.3. Узлы крепления агрегатов и датчиков..............................................................................................................................

121

12.2.4. Механическая проводка управления.................................................................................................................................

122

12.3. Проектирование обвязки .................................................................................................................................................................

123

12.3.1. Требования к обвязке.............................................................................................................................................................

123

12.3.2. Основные принципы и порядок проектирования обвязки ......................................................................................

125

12.3.3. Методы отработки конструкции обвязки .......................................................................................................................

127

12.3.3.1. Натурное макетирование............................................................................................................................................

127

12.3.3.2. Электронное макетирование обвязки....................................................................................................................

128

12.3.4. Размещение агрегатов, датчиков и проектирование узлов крепления................................................................

133

12.3.5. Проектирование трубопроводных коммуникаций.....................................................................................................

134

12.3.6. Проектирование электрических коммуникаций..........................................................................................................

137

12.3.6.1. Требования к электрическим коммуникациям..................................................................................................

137

12.3.6.2. Порядок проектирования электрических коммуникаций..............................................................................

138

224

 

 

 

Оглавление

 

12.3.6.3. Разработка электрических схем ........................................................................................................................

140

 

12.3.6.4. Разработка монтажных схем ..............................................................................................................................

141

 

12.3.6.5. Разработка чертежей электрических жгутов................................................................................................

142

12.4.

Особенности конструкции и проектирования обвязки наземных Г Т Д ...............................................................

142

Контрольные вопросы .......................................................................................................................................................................

142

Англо-русский словарь-минимум.................................................................................................................................................

144

Список литературы..............................................................................................................................................................................

144

ГЛАВА 13. Уплотнения в ГТД..........................................................................................................................................................

145

13.1. Уплотнение неподвижных соединений...............................................................................................................................

145

13.2. Уплотнения подвижных соединений...................................................................................................................................

149

13.3. Уплотнение газового тракта между ротором и статором ГТД ...................................................................................

153

13.3.1. Лабиринтные уплотнения.............................................................................................................................................

153

13.3.2. Щеточные уплотнения....................................................................................................................................................

157

13.3.3. Скользящие сухие уплотнения газодинамические................................................................................................

158

13.3.4. Скользящие сухие уплотнения газостатические.....................................................................................................

159

13.3.5. Сравнение эффективностей уплотнений газового тракта между ротором

 

 

 

и статором ГТД....................................................................................................................................................................

162

13.4. Примеры уплотнений газового тракта ГТД ......................................................................................................................

164

13.5. Уплотнения масляных полостей опор роторов, редукторов,коробок приводов.....................................................

169

Контрольные вопросы .......................................................................................................................................................................

171

Англо-русский словарь-минимум.................................................................................................................................................

171

Список литературы..............................................................................................................................................................................

172

ГЛАВА

14. Газотурбинные двигатели как силовой привод..................................................................................................

173

14.1. ГТД в силовом приводе ГТЭС и Г П А ................................................................................................................................

173

14.2. ГТД в силовых (энергетических) установках кораблей и судов.................................................................................

174

14.3. ГТД в силовых установках танков.........................................................................................................................................

181

14.4. Компоновка ГТД в ГТЭС и Г П А ..........................................................................................................................................

181

14.5. Компоновка корабельных и судовых ГГТД.......................................................................................................................

183

14.6. Компоновка ГТД в силовой установке танка....................................................................................................................

185

Контрольные вопросы .......................................................................................................................................................................

185

Англо-русский словарь-минимум.................................................................................................................................................

186

Список литературы..............................................................................................................................................................................

186

ГЛАВА 15. Шум Г Т Д .........................................................................................................................................................................

187

15.1. Источники шума ГТД...............................................................................................................................................................

187

15.2. Влияние параметров рабочего процесса и конструктивной схемы на шум ТРДД ...........................................

189

15.3. Методы оценки акустических характеристик...................................................................................................................

189

15.4. Снижение шума ГТД ................................................................................................................................................................

190

15.4.1. Методология проектирования систем шумоглушения........................................................................................

190

15.4.2. Шумоглушение в выходных устройствах авиационных ГТД..............................................................................

191

15.4.3. Конструкция звукопоглощающих узлов авиационных ГТД ................................................................................

192

15.4.4. Глушители шума в наземных ГТУ ..............................................................................................................................

193

15.4.5. Конструкция глушителей шума наземных ГТД ......................................................................................................

194

15.5. Обеспечение акустических характеристик компрессоров и вентиляторов..............................................................

195

Контрольные вопросы .......................................................................................................................................................................

196

Англо-русский словарь-минимум.................................................................................................................................................

196

Список

литературы.............................................................................................................................................................................

196

ГЛАВА

16. Автоматизация проектирования и поддержки жизненного цикла ГТД.....................................................

197

16.1.

Проектирование и информационная поддержка жизненного цикла ГТД (идеология CALS)........................

197

225

Оглашение

 

16.2. Жизненный цикл изделия. Обзор методов проектирования............................................................................................

200

16.3. Программные средства проектирования.................................................................................................................................

200

16.4. Аппаратные средства систем проектирования.....................................................................................................................

201

16.5. PDM-системы: роль и место в организации проектирования.......................................................................................

201

16.6. Организация производства и ERP-системы.............................................................................................................................

203

16.7. Параллельный инжиниринг. Интеграция эскизного и технического проектирования..........................................

204

16.8. Переход на безбумажную технологию .....................................................................................................................................

204

16.9. Взаимодействие CAD/CAM- и САЕ-систем............................................................................................................................

206

16.10. ИПИ-технологии и эксплуатация изделий..............................................................................................................................

208

16.11. ИПИ-технологии и управление качеством.............................................................................................................................

209

16.12. Анализ и реинжиниринг бизнес-процессов..........................................................................................................................

210

16.13. Основы трехмерного проектирования....................................................................................................................................

211

16.13.1. Общие принципы трехмерного проектирования.....................................................................................................

211

16.13.1.1. Способы создания геометрических м оделей...................................................................................................

211

16.13.1.2. Основные термины объемной геометрической м одели..............................................................................

213

16.13.1.3. Принцип базового т ел а .............................................................................................................................................

213

16.13.1.4. Основные термины при проектировании геометрической модели детали ..........................................

214

16.13.2. Управляющие структуры ...................................................................................................................................................

215

16.13.3. Принцип «мастер-модели»................................................................................................................................................

217

16.13.4. Накопление опыта конструирования в CAD/CAM-системах. «М астер-процессы»...................................

217

16.13.5. Моделирование сборок.......................................................................................................................................................

218

Контрольные во п р о сы ...............................................................................................................................................................................

220

Англо-русский словарь-м иним ум ........................................................................................................................................................

221

Список литературы ......................................................................................................................................................................................

222

226

Учебное издание

Иноземцев Александр Александрович, Нихамкин Михаил Александрович, Сандрацкий Валерий Львович

ОС Н О В Ы КОН СТРУИРОВАН ИЯ

АВИ АЦИ ОНН Ы Х ДВИГАТЕЛЕЙ

ИЭ Н ЕРГЕТИ Ч ЕС К И Х УСТАНОВОК

Учебник

Том 3 Зубчатые передачи и муфты. Пусковые устройства.

Трубопроводные и электрические коммуникации. Уплотнения. Силовой привод. Шум. Автоматизация проектирования и поддержки жизненного цикла

Редактор и корректор Н.В. Бабинова

Подписано в печать 10.05.2008. Формат 60*90/8. Уел. печ. л. 28,38. Тираж 1000 экз. Заказ № 604-3/2008.

ООО «Издательство Машиностроение», 107076, г. Москва, Стромынский пер., 4

Отпечатано в типографии ИД «Пресстайм». Адрес: 614025, г. Пермь, ул. Героев Хасана, 105.

Соседние файлы в папке книги