Підвищення ефективності виготовлення елементів торцевих імпульсних ущільнень турбомашин нанесенням функціональних покриттів

Abstract

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.02.08 – технологія машинобудування. – Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Харків, 2019. Дисертація присвячена вирішенню науково-технічної задачі забезпечення працездатності торцевих імпульсних ущільнень (ТІУ) турбомашин шляхом удосконалення технології виготовлення кілець із композиційних матеріалів, що поєднують у собі механічну міцність основи та захисні властивості покриттів. Проведено аналіз технології виготовлення й особливостей експлуатації ТІУ, з метою пошуку технологічних методів, які дозволяють створювати на підкладках зі сталей і сплавів функціональні покриття із заданими експлуатаційними властивостями. Розроблено методику спрямованого вибору технології забезпечення необхідної якості робочих поверхонь кілець ТІУ залежно від умов роботи ущільнення й властивостей навколишнього середовища. Удосконалено технологію виготовлення елементів ТІУ, які працюють в агресивних середовищах і виготовляються зі сталевих, нікелевих та бронзових сплавів, за рахунок застосування енергоефективних та екологічно чистих методів, альтернативних хіміко-термічній обробці. Розроблено новий метод збільшення товщини шару підвищеної твердості шляхом формування на попередньо зміцнених методом цементації електроерозійним легуванням торцевих поверхнях кілець ТІУ комбінованих електроерозійних покриттів. Проведено трибологічні дослідження та дослідження параметрів якості поверхневих шарів, сформованих методом іонного азотування, конденсованого іонного бомбардування та карбонітрацією. Розроблено метод зниження фретинг-корозії для контактуючих поверхонь ущільнювальних елементів ТІУ. Розроблено технологічні рекомендації виготовлення ТІУ залежно від умов роботи та перекачуваного середовища. Економічний ефект від впровадження основних положень роботи у виробництво становить 450 тис. грн.