Основные научные и практические результаты

В НИРС получены следующие основные результаты.

1. Предложен комплекс электротепловых и термомеханических моделей процесса индукционного нагрева изделий неканонического профиля, проблемно ориентированный на решение задач проектирования и автоматического управления специализированными нагревательными установками для ремонтнно–восстановительных технологий газотурбинных двигателей; С ее помощью проведены расчеты и выполнен анализ распределения мощности электромагнитных источников тепла для различных вариантов конструкции индукционной системы. Получены диаграммы распределения плотности токов, мощности внутренних источников тепла по объему нагреваемого изделия.

2. Выполнен расчет и анализ систем индукционного нагрева диска в процессе термоупрочнения для стандартного ряда частот в диапазоне 50÷8000 Гц. Анализ индукционных систем различных конструкций для локального нагрева сегмента диска показал, что преимущества по массогабаритным показателям, простоте конструкции, согласованию параметров индуктора и источника питания имеет щелевой индуктор без магнитопровода с рабочей частотой 8000 Гц.

3. Произведен сравнительный анализ температурных полей, термонапряжений и смещений при нагреве деталей в процессе демонтажа и монтажа ротора турбоагрегата нагревательными устройствами различного типа – открытым пламенем газовой горелки, нагревом в печи сопротивления, с помощью индукционных нагревателей. Показано, что существенное снижение энергозатрат, уменьшение времени нагрева, улучшение массогабаритных показателей нагревательных устройств можно обеспечить за счет применения индукционного способа нагрева.

4. Разработаны методика и алгоритм поиска конструкции и режимов работы индукционных систем для нагрева элементов конструкций в процессе монтажных работ, обеспечивающих наилучшие энерготехнологические характеристики. Исследованы параметры и характеристики различных вариантов конструкций и режимов индукционных нагревателей, использующих различные частоты от 50 Гц до 8000 Гц. Показано, что для целей демонтажа с ротора и монтажа на ротор сложных конструкций ротора турбоагрегата наилучшие энерготехнологические характеристики достигаются при использовании индукционных нагревателей на частоте 50 Гц. Предложены конструкции индукционных нагревателей для нагрева ступицы диска перед демонтажём с вала или напрессовкой на вал, обеспечивающие создание заданных смещений с минимальными энергозатратами.

Разработана и реализована в виде опытно–промышленного образца автоматизированная установка термопластического упрочнения диска ротора газотурбинного двигателя ГТ-10-4.

Основное содержание работы отражено в следующих публикациях.

В изданиях по списку ВАК:

1. Головачев А.Л. Индукционная установка для термопластического упрочнения дисков газовых турбин. [Текст]/А.Л. Головачев А.А. Базаров, А.И. Данилушкин, Ю.М. Парамонов// Вестник СамГТУ. Серия «Технические науки», 2005г., Вып 37. с.17–23.

2. Головачев А.Л. Исследование электромагнитных полей при индукционном нагреве сложнопрофильного диска [Текст]/ Головачев А.Л., Данилушкин И.А// Вестник Самарского государственного технического университета. Серия «Технические науки», Выпуск 37. 2005, с. 30–34.

3. Головачев А.Л. Расчет и анализ щелевого индуктора для термообработки замковой зоны диска турбины [Текст]/Базаров А.А., Головачев А.Л., Данилушкин А.И., Данилушкин В.А.//Вестник СамГТУ. Серия «Технические науки», 2008г., Вып.1(21)– с. 144–148.

В других изданиях:

4. Головачев А.Л. Моделирование и оптимизация системы индукционного нагрева диска неканонического профиля. [Текст]/ Базаров А.А., Головачев А.Л., Данилушкин А.И. Моделирование и оптимизация динамических систем и систем с распределенными параметрами. Труды Третьей Всероссийской научной конференции. Ч. 2.: г.Самара; СамГТУ, 2006. – С. 31–34.

5. Головачев А.Л. Система индукционного нагрева для термообработки елочного паза дисков турбоагрегатов. [Текст]/Головачев А.Л., Данилушкин А.И., Мишанин Е.А.// Вестник Саратовского гос. техн. универ–та. Вып.1. 2006. С. 108–113.

6. Головачев А.Л. Расчет и анализ устройств электронагрева для термопластического упрочнения дисков турбин. [Текст]/А.А. Базаров, А.Л. Головачев, А.И. Данилушкин.// «Актуальные проблемы энергосберегающих технологий». Труды Всероссийской научно-технической конференции с международным участием, г. Екатеринбург, 2006г. С. 52–56.

7. Головачев А.Л. Исследование и разработка индукционной системы для термопластического упрочнения дисков турбоагрегатов. [Текст]/ А.Л. Головачев, А.И. Данилушкин, Е.А. Мишанин.// «Состояние и перспективы развития электротехнологии». Труды Международной научно-технической конференции (XIII Бенардосовские чтения), Ивановский государственный энергетический университет, г. Иваново, 2006. С. 167–169.

8. Головачев А.Л. Электротепловая модель индукционного нагрева дисков турбин в процессе термоупрочнения. [Текст]/Головачев А.Л., Данилушкин А.И., Мишанин Е.А., Алымов А.И.// Автоматизация технологических процессов и производственный контроль. Сб. докл. Международной научно–технической конференции Ч. I – Тольятти: ТГУ, 2006.С.76–80.

9. Головачев А.Л. Применение индукционного нагрева для термообработки элементов и узлов турбоагрегатов. [Текст]/А.А.Базаров, А.Л. Головачев, А.И. Данилушкин.// ЕФЕКТИВНIСТЬ ТА ЯКИСТЬ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ ПРОМИСЛОВИХ ПIДПРИЄМСТВ. VI МIЖНАРОДНА НАУКОВО–ТЕХНIЧНА КОНФЕРЕНЦIЯ.., Марiуполь, УкраЇна. 2008р С. 364–367.

10. Головачев А.Л. Расчет внутренних источников тепла при локальном индукционном нагреве сектора диска[Текст]/Головачев А.Л., Мишанин Е.А.// Энергоэффективность и энергобезопасность производственных процессов. Труды Всероссийской научно-технической конференции студентов, магистрантов и аспирантов ТГУ, г. Тольятти, 2007. С. 65-67.

11. Головачев А.Л. Система автоматического управления процессом термоупрочнения. [Текст]/А.Л. Головачев, Е.А. Мишанин.//Сб. докл. Международной научно– техн. конференции. Ч.1. Новосибирский государственный технический университет (НГТУ), г, Новосибирск, 2007. С.135-137.

12. Головачев А.Л. Синтез системы автоматического управления индукционным нагревом диска. [Текст]/Данилушкин А.И., Головачев А.Л., Бажутова Е.С., Иванов Д.А.// НАУКА. ТЕХНОЛОГИИ, ИННОВАЦИИ// Материалы Всероссийской научно-технической конференции, г.Новосибирск, 2008. С. 11-13.

Личный вклад автора. В работах, написанных в соавторстве, автору принадлежат: в работах [1, 2, 4, 8] –электромагнитная и тепловая модели, [3, 6, 10]– численные эксперименты по расчету электромагнитных полей в системе, в работах [6, 9, 12] – анализ температурных полей, в работах [5, 7, 11, 12] – синтез системы управления термоупрочнением.

Дата добавления: 2015-07-08