Конструкторско-технологическая инженерия рабочих поверхностей зубчатых колес газотурбинных двигателей

E V Shekhovtseva; T V Shekhovtseva

doi:10.22213/2413-1172-2023-3-16-25

Authors

E. V. Shekhovtseva Public Joint Stock Company “United Engine Corporation “Saturn”
T. V. Shekhovtseva P. A. Solovyov Rybinsk State Aviation Technical University

DOI:

https://doi.org/10.22213/2413-1172-2023-3-16-25

Keywords:

acceptability factor, inconsistency, digital twin, design-technological interaction, gear wheel, physical-mechanical property of material

Abstract

The design and production of gear wheels includes a number of specialized principles and disciplines aimed to practical application of scientific and practical knowledge. The proposed design method for the subsequent production of the gear configuration together with the technology of virtual life cycle modeling allows predicting its behavior in certain operating modes taking into account the capabilities of an existing production at the design stage. Ensuring the functional properties of the gearing is a complex task, which is solved at all stages of the mechanism life cycle. The solution requires a model of design and technological control of operability, covering the whole life cycle, based on the management of the gearing configuration and the way of objective assessment of the operational properties, based on ensuring the functionality and acceptability. A model of design engineering based on the analysis of the gear acceptability, particularly of the tooth working surface damage classification, based on the reliability of strength calculations, knowledge of materials and precision machining inherent in serial production, with the analysis of the serviceability by functional parameters is proposed. This model allows considering the inconsistencies as acceptable, which often appear, but are not significant. The possibility of making optimal design decisions at the design stage of developing the mechanism configuration in the conditions of using information on serial technological capabilities based on the concept of a “digital twin” when performing feedback between the technological and design directions of gear wheel creating is considered. This creates the groundwork for the development of a new organizational approach to the engineering development of the configuration of assemblies with a tight advantageous cooperation of the designer and technologist.

Author Biographies

E. V. Shekhovtseva, Public Joint Stock Company “United Engine Corporation “Saturn”

PhD in Engineering

T. V. Shekhovtseva, P. A. Solovyov Rybinsk State Aviation Technical University

PhD in Engineering, Associate Professor

References

Клименко И. С., Плутанов М. А. О ранжировании критериев выбора решений, сформированных на матрице риска // Вестник Российского нового университета. Серия: Сложные системы: модели, анализ и управление. 2017. № 2. С. 63-65.

Бобрышев А. Д., Панова (Зенова) Е. С. Применение современных управленческих инструментов при внедрении новаций на промышленных предприятиях. Москва ; Берлин : Директ-Медиа, 2016. 152 с.

Шарая О. А., Пастухов А. Г., Кравченко И. Н. Инженерия поверхности упрочненных деталей. М. : Научно-издательский центр ИНФРА-М, 2020. 124 с.

Крукович М. Г., Федотова А. Д. Инженерия поверхностей деталей машин для повышения износостойкости // Новые материалы и технологии в машиностроении. 2021. № 34. С. 52-58.

Голубев А. П., Корнеев А. А. Разработка и применение перспективных методов инженерии поверхностей деталей машин с использованием информационных технологий // Информационные технологии. Эволюционные процессы. 2018. С. 104-108.

Причины разрушения зубчатых колес / А. П. Яковлева, Л. В. Савельева, В. А. Наумов, С. Н. Шарапов, Л. И. Бессуднов // Главный механик. 2017. № 1. С. 43-48.

Мыльников В. В., Шетулов Д. И., Мясников А. М. Влияние режимов термической обработки мартенситностареющей стали на усталостные характеристики и параметры микродеформации // Современные наукоемкие технологии. 2021. № 6-1. С. 74-78.

К вопросу об учете технологической наследственности при формировании свойств деталей / Э. С. Гордеева, В. Б. Богуцкий, Л. Б. Шрон, Ю. К. Новоселов // Механики - XXI веку. 2018. № 17. С. 248-254.

Моргаленко Т. А. Технология обработки поверхностей трения скольжения, основанная на применении твердых износостойких покрытий, с учетом влияния технологической наследственности // Наукоемкие технологии в машиностроении. 2020. № 12 (114). С. 31-38.

Суслов А. Г. Развитие учения о контактной жесткости и инженерия поверхности деталей машин // Вестник Брянского государственного технического университета. 2018. № 11 (72). С. 12-17.

Киричек А. В., Соловьев Д. Л., Федонина С. О. Проявление технологической наследственности при исследовании твердости деформационно термически упрочненных сталей // Наукоемкие технологии в машиностроении. 2019. № 8 (98). С. 25-28.

Шеховцева Т. В., Шеховцева Е. В. Особенности повреждения рабочих поверхностей зубчатых колес ГТД // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2019. № 6. С. 406-416.

Овсеенко А. Н., Клауч Д. Н., Носов Д. П. Качество поверхностного слоя цилиндрических зубчатых колес при механической обработке // Тяжелое машиностроение. 2019. № 4. С. 19-23.

Радченко С. П., Валько А. Л., Сандомирский С. Г. О применении экономнолегированных сталей для высоконагруженных зубчатых колес // Металлургия машиностроения. 2020. № 2. С. 14-18.

Повышение ресурса работы зубчатой передачи на основе выбора технологий упрочнения рабочих поверхностей зубьев / Л. И. Куксенова, С. А. Поляков, М. С. Алексеева, С. В. Рубцов // Вестник научно-технического развития. 2019 № 3 (139). С. 24-36.

Wang Q.J., Chung Y-W. (2013) Encyclopedia of Tribology. Springer New York Heidelberg Dordrecht London, 2013, 4190 p.

Развитие терминологии в области зубчатых передач и трансмиссий. Ч. 3. Идентификация понятий по видам повреждений зубчатых колес / В. Е. Старжинский, В. И. Гольдфарб, С. В. Шилько, E. В. Шалобаев, E. И. Тескер // Энергетическое, металлургическое и химическое машиностроение. 2017. Т. 15, № 3. С. 51-61.

Онишков Н. П., Короткин В. И. К оценке контактно-усталостной долговечности химико-термоупрочненных зубчатых колес // Вестник Донского государственного технического университета. 2017. Т. 17, № 2 (90). С. 5-13.

Сопротивление контактной усталости крупномодульных зубчатых колес из хромоникелевых сталей / С. П. Руденко, А. Л. Валько, С. А. Шишко, П. Г. Карпович // Механика машин, механизмов и материалов. 2019. № 1 (46). С. 58-63.

Rudenko S.P., Val’ko A.L. (2017) Contact fatigue resistance of carburized gears from chromium-nickel steels. Metal science and heat treatment, 2017, vol. 59, no. 1-2, pp. 60-64.

Комплексная фрактодиагностика авиационных конических зубчатых колес / Н. В. Туманов, Н. А. Воробьев, А. И. Калашникова, Д. В. Калинин, Е. В. Кожаринов // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2018. Т. 84, № 2. С. 55-63.