Разработка и исследование технологических процессов изготовления роторов магнитоэлектрических агрегатов летательных аппаратов

Авиация России — это единый оборонный и народнохозяйственный комплекс, который включает в себя государственную, гражданскую и экспериментальную авиацию, авиационную науку, промышленность, инфраструктуру и систему подготовки кадров. В соответствии с концепцией развития авиации РФ наличие мощной современной военной и гражданской авиации России, авиационной науки и промышленности является свидетельством стабильного экономического положения, гарантом национальной безопасности и способствует укреплению международного престижа страны.

Одной из главных задач является повышение качества авиационной техники и её всестороннее развитие при ограничении ресурсных потребностей, что в значительной степени связано с дальнейшим ростом уровня электрификации JIA, повышением требований к надежности, качеству электрической энергии и весовым характеристикам бортовых систем электроснабжения (СЭС).

Анализ систем электроснабжения отечественных и зарубежных JIA показывает, что в настоящее время монопольное положение занимают СЭС переменного тока 115/200 В постоянной частоты 400 Гц. Опыт производства и эксплуатации подобных систем насчитывает более 50 лет. Реализация новых научно-технических идей, технологий и материалов позволили обеспечить достаточно высокий уровень функциональной эффективности и в основном удовлетворить требования, предъявляемые к СЭС JIA военного и гражданского назначения.

Применение первичной СЭС постоянного тока низкого напряжения значительно ухудшает массо-энергетические характеристики отечественных СЭС. Данные, характеризующие удельные массовые показатели СЭС российских и американских ДА, приведены в табл.1.

Таблица 1.

Удельные сравнительные характеристики бортовых систем электроснабжения.

ТипЛА Удельная масса СГ, кг/кВА ток = ток.

Ту-160 0,63 2,14 (72 кВт).

В-1 В 0,61 1,52 (18 кВт).

Су-27 1,15 1,82 (18 кВт).

F-15 0,98 1,65 (12 кВт).

Примечание. СГ — система генерирования.

В целом можно отметить, что удельные массы СЭС переменного тока у рассмотренных JIA достаточно близки. Краткий анализ удельных характеристик позволяет сформулировать задачу по увеличению удельной мощности и снижению веса авиационных электрических машин.

Для авиации, а также других отраслей техники наиболее перспективными являются бесщеточные высокооборотные магнитоэлектрические электромашины (БВЭ).

Сравнительный анализ генераторов электромагнитного и магнитоэлектрического возбуждения (см. табл. 2) показывает, что электрические машины магнитоэлектрического возбуждения с ротором на основе постоянных магнитов, имеют лучшие удельные характеристики по соотношению масса-мощность, обладают большим КПД.

В связи с этим исследования и разработка современных конструкций, технологических процессов изготовления магнитоэлектрических роторов, наиболее важных узлов бесщеточных высокооборотных магнитоэлектрических электромашин, является весьма актуальной проблемой для современного производства агрегатов летательных аппаратов.

Таблица 2.

Сравнительный анализ генераторов электромагнитного и магнитоэлектрического возбуждения.

Тип электрическрй-машины ^^^ ЭМ МЭГ ЭМ МЭГ Параметр

Мощность, кВт 120 120 60 60.

Частота вращения, 6000 6000 6000 15 000 об/мин.

Масса генератора, кг 67 62 44 26.

Масса ротора, кг 21 17 14 9.

Доля массы ротора в полной массе 31 27 32 34 генератора, %.

КПД 0,92.0,94 0,95.0,97 0,90.0,92 0,94.0,96.

Примечание. ЭМ — генераторов электромагнитного возбуждения;

МЭГ — генераторов магнитоэлектрического возбуждения.

Особенностями современного авиамашиностроения и других отраслей промышленности являются постоянное увеличение мощности и производительности выпускаемых электродвигателей, генераторов, агрегатов, приборов и изделий. В результате этого наблюдается постоянный рост потребления высокоэнергетических магнитов, металлов и сплавов с более высокими механическими и специальными характеристиками, обработка которых традиционными методами формообразования, основанными на резании, затруднена, а во многих случаях экономически нецелесообразна.

В АКБ «ЯКОРЬ» за последние годы выполнены комплексные научно-исследовательские работы в области разработок новых технологий, оборудования, теоретических проблем производства изделий авиационной техники, в том числе крупные научно-исследовательские работы по разработке, исследованию и внедрению в промышленность прогрессивных технологических процессов, специального оборудования для размерных комбинированных электрофизических и электрохимических методов обработки, в которых автор принял непосредственное участие в качестве ведущего специалиста.

В настоящее время объем промышленного использования электрофизических и электрохимических методов обработки постепенно растет, но остается пока незначительным из-за недостаточно высокой точности формообразования, необходимости использования дорогостоящих, с малой стойкостью электродов-инструментов при электроэрозионной обработке и сложных катодов-инструментов с корректированной формообразующей поверхностью при размерной электрохимической обработке. Они требуют применения дополнительных механических финишных и доводочных операций. Этими методами невозможно обрабатывать литые сплавы постоянных магнитов, содержащие неметаллические включения, повреждающие рабочую поверхность электрода-инструмента. Им свойственны и другие технико-экономические недостатки.

Разработка и внедрение комбинированных электрофизических и электрохимических методов обработки (КЭФЭХ МО) — одно из прогрессивных направлений развития наукоемкой технологии машиностроительного производства. КЭФЭХ МО основаны на комплексном использовании анодных явлений электролиза для формирования поверхностей обрабатываемых деталей, совмещенных с контактным механическим и совместными контактным и бесконтактным электрическими воздействиями различных методов на зону формообразования обрабатываемой поверхности.

Синергетические явления КЭФЭХ МО исследованы недостаточно, что не позволяет использовать все потенциальные преимущества комбинированной обработки при выполнении магнитов для роторов электрических машин. Осуществление комбинированной обработки позволяет резко сблизить инструмент с обрабатываемой деталью, уменьшить межэлектродные зазоры, тем самым повысить точность формообразования, активно воздействовать на формирование поверхностного слоя обрабатываемых деталей, упростить технологическое оборудование, повысить стабильность, качество обработки и производительность технологических процессов, сократить цикл технологической подготовки производства.

Целью исследования в данной диссертационной работе является:

1. Разработка высокопроизводительных ресурсосберегающих технологических процессов изготовления современных конструкций магнитоэлектрических роторов и их составных компонентов: полиметаллических бандажей, требуемой формы высокоэнергетических постоянных магнитов с направленной кристаллизацией текстуры, магнитов из редкоземельных металлов на основе применения комбинированных электрофизических и электрохимических методов обработки.

2. Повышение надежности, прочности, технологичности, снижение веса и габаритов конструкций электрических машин за счет разработки и реализации эффективных конструктивных и технологических решений по применению композиционных материалов с металлической матрицей.

Для достижения поставленной цели в работе решалась научная задача по определению параметров и технологических режимов процессов и методов оптимального управления производством для обеспечения максимальной производительности и экономии материальных и энергетических ресурсов.

В качестве теоретической базы исследований в работе использованы методы математического анализа с учетом достижений теории комбинированных электрофизических и электрохимических методов обработки, теории абразивной обработки, теории резания, теории пайки, теории сварки и технологии машиностроения. Для количественной оценки влияния технологических факторов на основные дифференциальные характеристики разрабатываемых технологических процессов применялись математическое моделирование на основе многофакторного анализа и планирования эксперимента, оптимизация в условиях неопределенности. Научная новизна работы заключается в следующем: На основании комплекса теоретических и экспериментальных исследований, внедрения результатов в производство решена важная народнохозяйственная проблема разработки процессов изготовления магнитоэлектрических роторов на основе высококоэрцитивных и редкоземельных магнитов и получены новые научные результаты:

1. Закономерности проявления синергетических эффектов в комбинированных электрофизических и электрохимических методах обработки профильных поверхностей постоянных магнитов магнитоэлектрических машин.

2. Закономерности протекания комбинированных процессов при неаддитивности съема металла в субтрактивных средах с перекрестным массовым автокаталитическим взаимодействием составляющих, приводящим к возникновению мигрирующих микрозон обработки с проявлением механохимических эффектов, которые увеличивают производительность изготовления магнитоэлектрических роторов вдвое.

3. Моделирование формы контактирования абразивных зерен профильного дискового электрода-инструмента с обрабатываемой поверхностью для процесса многопроходного комбинированного электроабразивного шлифования.

4. Метод изготовления ротора магнитоэлектрической машины путем наплавления на внутреннюю поверхность заготовки немагнитного материала, например мельхиора, до образования втулки с последующей обработкой сегментов и образованием пазов из периферийных участков втулки. Данный метод позволяет создавать высокоскоростные магнитоэлектрические машины.

5. Метод изготовления полиметаллических «бандажных» элементов конструкции магнитоэлектрических роторов, состоящих из ферромагнитных и диамагнитных компонентов.

6. Метод изготовления композиционных бандажей на узлах электрических машин путем нанесения пленочного полимерного материала, расплавляемого при термообработке, антиадгезионной пленки и термоусаживающегося материала. Данный метод позволяет упрочнять бандажи электрических машин в условиях работы при динамических нагрузках.

7. Исследованы возможности изготовления «бандажных» элементов роторов с использованием композиционных непрофилированных бор-углеродных нитей для изготовления перспективных конструкций магнитоэлектрических роторов, что в дальнейшем может служить основой для совершенствования и повышения эффективности магнитоэлектрических машин летательных аппаратов.

Практическая ценность работы.

1. Разработаны и внедрены в производство следующие универсальные технологические процессы: комбинированное электроэрозионно-электрохимическое разрезание заготовок постоянных магнитов, обеспечивающие сокращение технологического цикла создания новых изделий в 1,5−2 раза, улучшение их технологичности при повышении производительности труда в 3−5 раз и одновременном снижении отходов заготовок магнитов в брак в 1,5-Зразакомбинированное электроабразивное шлифование профильных поверхностей постоянных магнитов из перспективных высококоэрцитивных сплавов с направленной кристаллизацией зерен, редкоземельных самарий-кобальтовых магнитов, что позволило создать и освоить производство современных магнитоэлектрических изделий: генераторов серии АГ-0,25, АГ-0,25Д, СГКвысокооборотных электромашинных преобразователей серии ПТ, ПТО, ПОэлектродвигателей и тахогенераторов серий МП, МА, ТАГ, отличающихся высокими удельными массо-энергетическими характеристиками для современных авиакосмических объектов моделей ТУ, МИГ, СУ, Як, Буранисточников питания электрической энергией бортовой аппаратуры зенитных ракет комплексов типа 5П55- ряда систем спецтехники военного назначения, со значительным выигрышем в массе и габаритах (1,4.2 раза), обладающие высокой надежностью, ресурсом, при повышении производительности обработки магнитов в 3.4 и более раз, сокращении брака в 2.3 разаизготовление магнитоэлектрических роторов, статоров магнитоэлектрических машин с заданными характеристикамитехнология изготовления полиметаллических бандажей повышенной прочности с высокими точностными параметрами границ зон ферромагнетика и диамегнетика для изготовления сборных магнитоэлектрических роторов на основе магнитов с направленной кристаллизацией зерен и редкоземельных магнитовтехнология сборки, обеспечивающая высокое качество изготовления магнитоэлектрических роторов и статоров из высококоэрцитивных сплавов для ряда магнитоэлектрических машин серий ГС-3, ГС-ЗРМ, МП-3, МП-ЗС, МП-1, АГ-0,25 и др.

2. Результаты работы автора в области КЭФЭХ МО магнитоэлектрических роторов, их компонентов, технологические процессы сборки роторов, изготовления полиметаллических бандажных обойм для роторов, получили внедрение в АКБ «Якорь», КЭМПО им. Лепсе, МНПО «Коммунар», СЭГПО, УАПКО, ТЭМЗ, ММЗ «Маяк» и на других предприятиях страны со значительным экономическим эффектом в сфере производства.

3. Разработка новых оригинальных технологий, КЭФЭХ МО способствовала своевременному решению важных народно-хозяйственных проблем создания агрегатов ЛА на соответствующем современном научно-техническом уровне.

Апробация работы. Основные результаты технологических исследований, разработок в области производства современных магнитоэлектрических машин докладывались на симпозиумах, всесоюзных, отраслевых, межвузовских, республиканских конференциях, научно-технических семинарах, координационных совещаниях, коллегиях министерства, на Всесоюзных и Всероссийских конференциях по электрофизическим, электрохимическим и комбинированным методам обработки, в том числе: «Эхо-80», «Эхо-86» в Туле (ТПИ-1980, 1986) — в Кишиневе (1989) — в Уфе (УАИ — 19&3, 1988) — в Казани (1983) на.

Всесоюзных конференциях по высококоэрцитивным сплавам и постоянным магнитам в Новочеркасске (1985 г.), научно-технических конференциях МАТИ, НИАТа, ЭНИМСа, НИИДа, НИТИ, УкрНИИССМИ, Института электрохимии АН СССР и других организаций, предприятий, институтов, на ВДНХ СССР, на МДНТП в городах Москве, Киеве, Тюмени, Пензе, Перми, Запорожье в период с 1980 по 2000 г.

Работа состоит из введения, четырех глав и выводов.

В первой главе на основе анализа современного производства магнитоэлектрических машин для авиакосмической электроэнергетики и электромеханики обосновывается актуальность решения задачи поиска высокопроизводительных ресурсосберегающих технологических процессов изготовления современных конструкций магнитоэлектрических роторов и их составных компонентов. Установлено, что эффективное использование магнитоэлектрических машин сдерживается двумя основными проблемами: во-первых, разработкой эффективных методов изготовления постоянных магнитов, в частности технологических процессов формирования профильных поверхностей магнитов с направленной кристаллизацией зеренво-вторых, разработкой эффективных конструкторско-технологических решений сборки роторов, как на базе редкоземельных магнитов, так и высококоэрцитивных с направленной кристаллизацией зерен, в которых ведущую роль играют методы закрепления магнитов биметаллическими либо непрофилированными бандажами и бандажами на основе композиционных материалов и покрытий.

Рассмотренные технологические процессы на основе применения комбинированных электрофизических и электрохимических методов обработки высокоэнергетических постоянных магнитов с направленной кристаллизацией текстуры, магнитов из редкоземельных металлов, полиметаллических бандажей, композиционных материалов и покрытий, позволяют конструировать, изготавливать и внедрять в производство магнитоэлектрические агрегаты летательных аппаратов, обеспечивающие современные тактико-технические требования.

На основе проведенного анализа сформулирована задача исследования.

Во второй главе разработана методика исследования технологических процессов изготовления роторов магнитоэлектрических агрегатов. В главе представлены теоретические основы термодинамического процесса изменения поверхности комбинированными электрофизическими и электрохимическими методам и обоснована математическая модель технологического процесса формообразования поверхности комбинированными методами обработки, представляющая собой систему дифференциальных уравнений, полученных по аналитическим уравнениям соответственно для деформационной, термической, химической, электрической составляющих форм процесса и их перекрестных связей.

На основе выбранного показателя оптимизации, которым является производительность станка, объем удаления материала детали до заданных геометрических размеров в единицу времени, с учетом параметров технологического режима разработана методика, позволяющая: определить параметры и технологические режимы процесса изготовления конструкций магнитоэлектрических роторов с использованием высококоэрцитивных и редкоземельных магнитов с минимизацией уровня брака и максимизацией производительностиоценить эффективность конкретного комбинированного электрохимического метода шлифования профильных поверхностей ЛСДПМоценить взаимное влияние параметров и технологических режимов процесса изготовления конструкций магнитоэлектрических роторов на производительность.

Обоснован выбор оптимальных режимов комбинированного электроабразивного шлифования и электроэрозионно-электрохимического разрезания литых постоянных магнитов.

В третьей главе приведены материалы исследований процессов изготовления сборных безобмоточных роторов из высококоэрцитивных постоянных магнитов, полиметаллических бандажных элементов магнитоэлектрических роторов. Разработаны способы соединения разнородных сплавов бесконтактной высокоскоростной машины и оптимальные технологические процессы в области направленной кристаллизации расплавленного припоя в полиметаллических изделиях электромашин.

Основное внимание уделяется исследованиям технологических процессов изготовления биметаллических бандажей различных конструкций, обеспечивающих надежное закрепление магнитов, полное использование их энергии, требуемых параметров роторов.

Для создания наиболее благоприятных условий направленной кристаллизации и вытеснения усадочных дефектов, спроектированы и исследованы душирующие устройства при различных вариантах индукционного нагрева заготовок биметаллических бандажей и припоя МНМц20−20.

Разработаны авторские конструкторско-технологические решения сборки роторов высокоскоростных магнитоэлектрических машин.

В четвертой главе дан анализ научно-технических решений и разработаны рекомендации по изготовлению соединений изделий из композиционных материалов.

Исследованы свойства композиционных материалов на неметаллической основе и полимерной основе.

Установлены оптимальные технологические режимы, спроектированы и испытана технологическая оснастка, оборудование для определенного типа изделия, упрочняемого с помощью композиционных материалов газотермическим методом. Разработан способ изготовления бандажей электрических машин путем скрепления композиционных проволок при многослойном армировании цилиндрических изделий, требующих упрочнения, пленочным полимерным материалом.

Представлены рекомендации по применению композиционных материалов на основе металлов.

Публикации.

По теме диссертации автором опубликовано 28 работ [2.10. 2.37], получено 12 авторских свидетельств на изобретения [5.1.5.12], в том числе 4 работы в материалах Международного симпозиума «Якоби — 200», который состоится в июне 2001 года.

На защиту выносятся:

1. Методика исследования технологических процессов изготовления роторов магнитоэлектрических агрегатов, включающая: математическую модель и алгоритм оценки параметров технологического процесса формообразования поверхности комбинированными методами обработкиматематическую модель и алгоритм выбора технологического режима комбинированного электроабразивного шлифования и электроэрозионно-электрохимического разрезания литых постоянных магнитов.

2. Метод изготовления сборных безобмоточных роторов из высококоэрцитивных постоянных магнитов.

3. Метод изготовления композиционных бандажей на узлах электрических машин.

4. Рекомендации по выбору технологий изготовления элементов конструкций роторов электрических машин на основе композиционных материалов и покрытий.

Автор выражает глубокую благодарность и признательность всем своим коллегам, сотрудникам ФГУП АКБ «Якорь», специалистам серийных предприятий совместная работа, дискуссии и обсуждения с которыми результатов этапов исследований позволяла выявлять и решать актуальные научно-технические задачи, что обеспечило внедрение в производство результатов работы.

12. Результаты работы внедрены в АКБ «Якорь», КЭМПО им. Лепсе, МНПО «Коммунар», СЭГПО, УАПКО, ММЗ «Маяк» и на других предприятиях со значительным экономическим эффектом в сфере производства.

1. Книги, монографии, сборники статей.

1.1. Адлер Ю. П. Марков Е.П. Планирование эксперимента при оптимальных условиях. — М.: Наука, 1978. 205 с.

1.2. Автонов В. Н. Создание современной техники. — М.: Машиностроение, 1991, 305 с.

1.3. Александер Дж., Л.Дэвис. Изготовление композиционного материала на металлической матрице методом непрерывной пропитки волокон. Сб. Композиционные материалы в конструкции летательных аппаратов. М. Машиностроение, 1975. 271с.

1.4. Асатурян В. И. Теория планирования эксперимента. — М.: Радио и связь, 1983. 248 с.

1.5. Баймаков Ю. В. Электролитическое осаждение металлов. — Л.: ЛХТИ, 1985. 189 с.

1.6. Балакшин Б. С. Основы технологии машиностроения. — М.: Машиностроение. 1969. — 358 с.

1.7. Барвинский А. П., Козлова А. Г. Электрооборудование самолетов М.: Транспорт, 1990.

1.8. Бертинов АИ., Бут Д. А., Мизюрин С. Р. и др. Специальные электрические машины. Кн. 1, 2 / Под ред. Л. Алиевского. — М.: Энергоатомиздат, 1953.

1.9. Бертинов А. И. Авиационные электрические генераторы. Государственное издательство оборонной промышленности, М. 1959.

1.10. Бирюков Б. Н. Электрофизические и электрохимические методы размерной обработки. -М.: Машиностроение, 1981. 128 с.

1.11. Брусиловский З. М. Формообразование и оптимизация технологических операций электрохимической размерной обработки. -Уфа, 1982.

1.12. Брускин Д. Э. Зубакин С.И. Самолеты с полностью электрифицированным оборудованием. Итоги науки и техники. Том 6.-М.: Изд-во ВИНИТИ, 1980.

1.13. Бусленко Н. П. Моделирование сложных систем. — М.: Наука, 1978. 393 с.

1.14. Бут Д. А. Основы электромеханики. — М.: Изд-во МАИ, 1990.

1.15. Бут Д. А. Бесконтактные электрические машины. — М.: Высшая школа, 1990. С. История электротехники. /Под ред. Глебова И. А., М.: Изд-во МЭИ, 1999.

1.16. Бут Д. А. Синтез автономных электроэнергетических систем. — М.: Электричество, 1994. 118 с.

1.17. Венцель Е. С., Овчаров JI.A. Теория случайных процессов и ее инженерное приложение. — М.: Наука, 1991. 384 с.

1.18. Вольдек А. И. Электрические машины. — Л.: Энергия, 1978.

1.19. Вощинин Е. С., Сотиров JT.A. Оптимизация в условиях неопределенности. — Издательство МЭИ Техника НРБ, 1989. 224 с.

1.20. Гурьянов Г. В. Электроосаждение износостойких композиций. Кишинев, 1985.

1.21. Гелин Ф. Д. Металлические материалы. Справочник. Минск: Высшая школа, 1977. 368 с.

1.22. Дружинин Г. В. Методы оценки и прогнозирования качества. — М.: Радио и связь, 1982. 160 с.

1.23. Душинский В. В. и др. Оптимизация технологических процессов в машиностроении. — Киев: Техника, 1977. 290 с.

1.24. Заико А. И. Точность аналоговых линейных измерительных каналов ИИС. — М.: Издательство стандартов, 1987. 135 с.

1.25. Ивоботенко Б. А., Ильинский Н. Ф. Планирование эксперимента в электромеханике. — М.: Энергия, 1975. 184 с.

1.26. Исследование операций / под ред. Дж. Моудера, С. Элмаграби — М.: Мир, 1981. 600 с.

1.27. Испытание электрических микромашин / под ред. Астахова Н. В. -М.: Высшая школа, 1984, 272 с.

1.28. КеллиА. Высокопрочные материалы. М., Мир, 1976, 256с.

1.29. Киселев Е. А., Харитонов О. В., Семенов Б. И. и др. Отчет по научно-технической работе: «Разработка технологии и оборудования для неразъемного соединения изделий из композиционных материалов». — М.: 1982.

1.30. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. — М.: Наука, 1984.-832с.

1.31. Кохан Ю. Д. Современные электроэрозионные станки. — М.: ВНИИТЭМР, 1991. 220 с.

1.32. Крупецкий В. А., Мордехай В. М., Старухин И. П. Электрохимическая обработка деталей гидроаппаратуры вращающимся электродом инструментом — В кн.: Организация и исследования в области повышения эффективности программного управления в машиностроении. — Ташкент, ТашПИ, 1976. с .73−75.

1.33. Кузьмин Б. А., Самохоцкий А. И., Кузнецова Т. Н. Металлургия, металловедение и конструкционные материалы. М.: Высшая школа, 1977. 368 с.

1.34. Максимей И. В. Имитационное моделирование на ЭВМ. — М.: Радио и связь. 1988. 232 с.

1.35. Малахов А. И., Тютина К. М., Цупак Т. В. Коррозия и основы гальваностегии. М.: Химия, 1987. 372 с.

1.36. Маркова Е. В., Лисенков А. Н. Комбинаторные планы в задачах многофакторного эксперимента. — М.: Наука, 1979. 348 с.

1.37. Марчук Г .И., Образцов И. Ф. и др. Научные основы прогрессивной техники и технологии. — М.: Машиностроение, 1986. 376 с.

1.38. Мордехай В. М., Верпуховский А. Г. Перспективы внедрения электрохимических методов размерной обработки в электромашиностроении. — В кн.: Основные проблемы развития технологии машиностроения. — М.: ЭНИМС — МДНТП, 1976, с. 139−145.

1.39. Мордехай В. М. Комбинированное электроабразивное шлифование винтовых поверхностей спиральных роторов. — В кн.: Новые электротехнологические процессы в машиностроении. Кишинев, КТИ, 1990.

1.40. Мушик Э., Мюллер П. Методы принятия технических решений. — М.: Издательство Мир, 1990. 206 с.

1.41. Новик Ф. С., Арсов А. Б. Оптимизация процессов технологии металлов методами планирования эксперимента. — М.: Машиностроение, София, Техника, 1980. 340 с.

1.42. Накопители энергии / Бут Д. А., Алиевский, Б. Л. Мизюрин С.Р. М.: Изд-во МАИ, 1991.

1.43. Особенности физико-химических процессов получения композиционных материалов с помощью плазмы. В кн. Плазменные процессы в металлургии и технологии неорганических материалов. Рыкалин Н. Н., М. Х. Шоршоров, В. В. Кудинов, Ю. А. Галкин и др. /Под ред. Бута Д. А. — М.: Энергоатомиздат, 1991. 230 с.

1.44. Орлов К. Я., Пархимович В. А. Авиационные материалы. — М.: Транспорт, 1993. 207 с.

1.45. Основы металлургического производства /В.К. Бабич, Н. Д. Лукашин и др. М.: Металлургия, 1988. 372 с.

1.46. Поспелов Л. И. Конструкции авиационных электрических машин. /Под ред. ФедосееваА.Ф. — М.: Энергоиздат, 1982, 320 с.

1.47. Сайфуллин Р. С. Композиционные покрытия и материалы. — М.: Химия, 1977. 272 с.

1.48. Сайфуллин Р. С. Неорганические композиционные материалы. -М.: Химия, 1983. 304 с.

1.49. Саркисян С. А., Старик Д. Э. Экономика авиационной промышленности. — М.: Высшая школа, 1985. 320 с.

1.50. Седыкин Ф. В. Размерная электрохимическая обработка деталей машин. — М.: Машиностроение, 1976. 298 с.

1.51.. Сипайлов Г. А., Кононенко Е. В. Электрические машины. — М.: Высшая школа, 1987. 287 с.

1.52. Смоленцев В. П. Технология электрохимической обработки внутренних поверхностей. — М.: Машиностроение, 1978. 176 с.

1.53. Справочник паяльщика. / И. Е. Петрунин, И. Ю. Маркова и др. — М.: Машиностроение, 1991. 224 с.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

1.. Объем промышленного использования электрофизических и электрохимических методов обработки постепенно растет, но остается пока незначительным из-за недостаточно высокой точности формообразования, необходимости использования дорогостоящих, с малой стойкостью электродов-инструментов при электроэрозионной обработке и сложных катодов-инструментов с корректированной формообразующей поверхностью при размерной электрохимической обработке.

2. Эффективное использование магнитоэлектрических машин сдерживается двумя основными проблемами: разработкой эффективных методов изготовления постоянных магнитов, в частности технологических процессов формирования профильных поверхностей магнитов с направленной кристаллизацией зеренразработкой эффективных конструкторско-технологических решений сборки роторов, как на базе редкоземельных магнитов, так и высококоэрцитивных с направленной кристаллизацией зерен, в которых ведущую роль играют методы закрепления магнитов биметаллическими либо непрофилированными бандажами и бандажами на основе композиционных материалов и покрытий.

3. Сочетание совместно действующих первичных силовых, электрических, термических, химических факторов с механохимическим, хемомеханическим и другими эффектами, образует комплексы тесно взаимосвязанных явлений комбинированных электрофизических и электрохимических методов обработки металлов, представляющих собой управляемый физико-химический механизм процессов, обладающий качеством, которое позволяет получать эффективные технологические решения.

4. Магнитоэлектрические ротора на основе редкоземельных магнитов, характеризуемые намагничиванием в тангенциальном направлении, существенно изменяют конструкцию и технологию изготовления отдельных элементов роторов, технологичность процессов сборки и отделки.

5. Конструкторско-технологические решения и внедрение авторских способов сборки роторов электрической машины на основе применения технологических имитаторов магнитов, наплавления на внутреннюю поверхность заготовки перед обработкой полюсных сегментов немагнитного материала мельхиора до образования втулки позволило повысить надежность электрических машин за счет существенного, практически 2-х кратного, увеличения жесткости конструкции.

6. Применение метода направленной кристаллизации расплавленного припоя в технологии изготовления пустотелых биметаллических бандажей сборных роторов обеспечивает получение четких границ и высокую конструктивную прочность соединения ферромагнитных и диамагнитных сегментов бандажа.

7. Конструкторско-технологические решения и внедрение авторского варианта реализации метода направленной кристаллизации расплавленного припоя на основе применения душирующих устройств с рациональными характеристиками позволило создать благоприятные условия направленной кристаллизации и вытеснения усадочных дефектов, в результате чего, снизился расход немагнитного сплава до 120—130% его веса в готовом изделии, и соответственно, уменьшился припуск на обработку.

8. Сформулирован понятийный аппарат композиционного материала на основе включения в контекст термина «фаза» и исключением из контекста термина «ярко выраженная граница». Данное контекстуальное определение имеет обобщенный смысл и наиболее полно сочетается с представлениями физики, термодинамики, физической и общей химии.

9. Установлены оптимальные технологические режимы, спроектированы и испытана технологическая оснастка, оборудование для определенного типа изделия, упрочняемого с помощью композиционных материалов газотермическим методом. Изготовленные изделия не подвергнуты специальным комплексным испытаниям, что не позволяет сделать предварительное заключение по сертификации качества новых технологических процессов, конструкции изделия и применяемого оборудования, технологических режимов методов соединения.

10. Конструкторско-технологические решения и внедрение авторских способов изготовления бандажей электрических машин и других цилиндрических поверхностей, требующих упрочнения, с использованием чередования слоев высокомодульной органической нити и пленочного полимерного материала на упрочняемую поверхность, с завершающим наложением слоя антиадгезионной пленки и слоя термоусаживающего материала, которые удаляют после отверждения, позволили увеличить прочность бандажа при динамических нагрузках в 2 раза, и улучшить условия производственной деятельности специалистов за счет исключения операции пропитки бандажа жидким связующим.

11. Композиционные материалы на металлической основе по сравнению с неметаллической основой имеют более высокие характеристики по прочности, сохраняют свои свойства при достижении достаточно высоких температур, негорючие и обладают электрической проводимостью, что обуславливает потенциальные возможности применения их в авиационной электрооборудовании.