Способ электрохимической обработки отверстий форсунки


 


Владельцы патента RU 2557185:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к электрохимической обработке и может быть использовано для электрохимической доводки форсунок из токопроводящих материалов, преимущественно, для жидкостных ракетных двигателей. Способ включает подачу токопроводящей жидкости через полый инструмент-катод и обрабатываемые отверстия, причем первоначально подачу токопроводящей жидкости ведут без подключения тока к инструменту-катоду и регистрируют ее расход через каждое обрабатываемое отверстие. После регистрации расходов определяют отверстие с минимальным расходом и заглушают все отверстия, кроме упомянутого, включают ток и осуществляют прокачку токопроводящей жидкости через указанное отверстие до достижения расхода, равного среднему значению расхода через аналогичное отверстие. После отключают ток, снимают заглушки, регистрируют расход токопроводящей жидкости через каждое обрабатываемое отверстие, определяют неравномерность распределения жидкости по отверстиям, и, при необходимости, процесс повторяют до достижения требуемой равномерности распределения жидкости по отверстиям. Изобретение обеспечивает получение требуемой равномерности распределения жидкости по отверстиям форсунки без снижения перепада давления в ней. 1 ил.

 

Изобретение относится к электрохимической обработке и может быть использовано для электрохимической доводки форсунок из токопроводящих материалов, преимущественно, для жидкостных ракетных двигателей (ЖРД).

Известен способ изготовления распыливающих отверстий ЖРД на электроискровых полуавтоматах с последующим контролем при помощи проливки водой, где по замеру эквивалентного расхода воды, пропускаемого через форсунку в единицу времени, происходит отбраковка деталей, не отвечающих техническим требованиям по равномерности распыла отверстий форсунки (Изготовление основных деталей и узлов авиадвигателей. М.И. Евстигнеев, И.А. Морозов, А.В. Подзей и др.; Под общ. ред. А.В. Подзея - М.: Машиностроение, 1964. - 456 с., с.364-367).

Как показала практика, величина расхода жидкости через отверстие форсунки зависит не только от диаметра отверстия, но и от шероховатости внутренней поверхности и кромок отверстий, которые контролировать и дорабатывать ввиду малого диаметра отверстий, составляющим порядка 0,15 мм, чрезвычайно трудно, поэтому много форсунок отбраковываются.

Известен также способ струйной электрохимической обработки 121, где применяется полый электрод-инструмент, выполненный из электроизоляционного материала (стекла) и имеющий катодную втулку, при этом электрод-инструмент перемещается поступательно. На деталь подводится анод источника тока и электрохимическое прошивание осуществляется с использованием сформированной струи электролита, что позволяет производить формообразование отверстий диаметром 0,3-1,5 мм (Справочник по электрохимическим и электрофизическим методам обработки Г.Л. Амитан, И.А. Байсупов, Ю.М. Барон и др.; Под общ. ред. В.А. Волосатова. - Л.: Машиностроение, 1988. - 719 с., с.24-25).

Недостатком известного способа является невозможность получения мелких отверстий форсунок диаметром менее 0,3 мм с обеспечением равномерности расхода жидкости через каждое из них.

Известен также способ электролитического полирования выпускного отверстия топливной форсунки, включающий подачу токопроводящей жидкой среды через полый инструмент-катод и обрабатываемые отверстия, который позволяет удалять заусенцы с внутренней конусной поверхности отверстия конуса топливной форсунки двигателя внутреннего сгорания (Патент США 4578164, B23H 9/02, 25.03.1986 г.).

Однако этот способ не позволяет осуществлять доводку отверстий форсунок по равномерности распыла, т.к. не учитывает индивидуальных расходных характеристик каждого отверстия форсунки, поэтому много форсунок приходится отбраковывать.

Известен способ струйной электрохимической обработки отверстий форсунки, включающий подачу токопроводящей жидкости через полый инструмент-катод и обрабатываемые отверстия, при этом первоначально подачу токопроводящей жидкости ведут без подключения тока к инструменту-катоду, регистрируют ее расход через каждое обрабатываемое отверстие, затем определяют отверстие с наибольшим расходом и заглушают все отверстия, после чего включают ток и последовательно открывают отверстия, расположенные за отверстием с наибольшим расходом, и через каждое из них осуществляют прокачку токопроводящей жидкости до достижения расхода, равного расходу через отверстие с наибольшим расходом (патент РФ №2162394, МПК: B23H 3/10, B23H 9/14, B23P 15/00 - прототип).

Указанный способ осуществляют следующим образом.

Включают подачу токопроводящей жидкости через полый инструмент-катод и обрабатываемые отверстия без подключения тока к инструменту-катоду, регистрируют ее расход через каждое обрабатываемое отверстие, затем определяют отверстие с наибольшим расходом и заглушают все отверстия, после чего включают ток и последовательно открывают отверстия, расположенные за отверстием с наибольшим расходом, и через каждое из них осуществляют прокачку токопроводящей жидкости до достижения расхода, равного расходу через отверстие с наибольшим расходом. При этом за счет электрохимического процесса осуществляется съем материала около отверстия, что и позволяет повысить пропускную способность отверстия. Отсечка технологического напряжения происходит после наполнения мерной мензурки, всплытия поплавка и срабатывания выключателя.

Основным недостатком указанного способа является то, что все отверстия форсунки настраиваются на максимальный расход, т.к. при доработке обеспечивается максимальная площадь отверстия. При неизменности расхода через форсунку, это приведет к снижению перепада давления на форсунке и, соответственно, уменьшению дальнобойности струй компонентов, изменению углов факелов распыла форсунок, что, в конечном итоге, ухудшит условия смесеобразования компонентов топлива и не позволит получить требуемую экономичность работы.

Кроме того, доработка всех без исключения отверстий, без определения промежуточных результатов, приведет к значительному увеличению трудоемкости. После доработки второго отверстия, с обеспечением расхода через него, равному максимальному расходу через аналогичное отверстие, принятое за образец, и при неизменности общего расхода через форсунку произойдет перераспределение расхода по отверстиям; при этом максимальный расход через первое отверстие снизится, т.к. часть расхода пойдет через второе доработанное отверстие. При доработке всех последующих отверстий максимальный расход через одно отверстие будет снижаться, но тем не менее доработка будет проводиться для обеспечения принятого максимального расхода, определенного до доработки отверстий.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков и создание способа электрохимической обработки отверстий форсунки, обеспечивающего требуемую равномерность распределения без снижения перепада давления на форсунке.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в предложенном способе электрохимической обработки отверстий форсунок, заключающемся в подаче токопроводящей жидкости через полый инструмент-катод и обрабатываемые отверстия, причем первоначально подачу токопроводящей жидкости ведут без подключения тока к инструменту-катоду и регистрируют ее расход через каждое обрабатываемое отверстие, согласно изобретению, после регистрации расходов определяют отверстие с минимальным расходом и заглушают все отверстия, кроме упомянутого, после чего включают ток и осуществляют прокачку токопроводящей жидкости через указанное отверстие до достижения расхода, равного среднего значению расхода через аналогичное отверстие, после чего отключают ток, снимают заглушки, регистрируют расход токопроводящей жидкости через каждое обрабатываемое отверстие, определяют неравномерность распределения жидкости по отверстиям, и, при необходимости, процесс повторяют до достижения требуемой неравномерности распределения.

В этом случае, за счет изменения проходного сечения одного/нескольких отверстий в сторону увеличения, происходит перераспределение общего расхода с одновременным снижением максимального расхода через одно отверстие и, соответственно, снижением неравномерности распределения.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежом, где на фиг.1 показан пример осуществления способа электрохимической обработки отверстий форсунки.

В форсунку 1 вводится полый инструмент-катод 2, покрытый снаружи изолятором 3, который герметизируется в форсунке через электроизоляционную втулку 4. На форсунку 1 одета заглушка 5 с отверстием 6, которая может поворачиваться вокруг оси детали и открывать нужное отверстие 7 форсунки 1. Под отверстием форсунки находятся мерная мензурка 8 с поплавком 9 и выключателем 10.

Предлагаемый способ доводки форсунок осуществляют следующим образом.

Включают подачу токопроводящей жидкости через полый инструмент-катод 2 и обрабатываемые отверстия 7 без подключения тока к инструменту-катоду 2. Регистрируют расход токопроводящей жидкости через каждое обрабатываемое отверстие 7, затем определяют отверстия 7 с максимальным и минимальным расходами. Заглушают все отверстия, кроме отверстия 7 с минимальным расходом, после чего включают ток и осуществляют прокачку токопроводящей жидкости через отверстие 7. При прокачивании жидкости, за счет электрохимического процесса, осуществляется съем материала около отверстия, что и позволяет повысить пропускную способность обрабатываемого отверстия до достижения требуемого значения расхода. Прокачку токопроводящей жидкости через указанное отверстие осуществляют до достижения расхода, равного ближайшему/или следующего за ним минимальному значению расхода через аналогичное отверстие. Отсечка технологического тока происходит после наполнения мерной мензурки 8, всплытия поплавка 9 и срабатывания выключателя 10.

После отключения тока, снимают заглушки с отверстий 7, регистрируют расход токопроводящей жидкости через каждое обрабатываемое отверстие 7, определяют неравномерность распределения жидкости по отверстиям, которая изменилась за счет перераспределения расхода жидкости по отверстиям 7, и, при необходимости, процесс повторяют до достижения требуемой неравномерности распределения.

Использование предложенного технического решения позволит создать способ электрохимической обработки отверстий форсунки, обеспечивающего требуемую равномерность распределения компонента по отверстиям без снижения перепада давления на форсунке.

Способ электрохимической обработки отверстий форсунок, включающий подачу токопроводящей жидкости через полый инструмент-катод и обрабатываемые отверстия, причем первоначально подачу токопроводящей жидкости ведут без подключения тока к инструменту-катоду и регистрируют ее расход через каждое обрабатываемое отверстие, отличающийся тем, что после регистрации расходов определяют отверстие с минимальным расходом и заглушают все отверстия, кроме упомянутого, после чего включают ток и осуществляют прокачку токопроводящей жидкости через указанное отверстие до достижения расхода, равного среднему значению расхода через аналогичное отверстие, после чего отключают ток, снимают заглушки, регистрируют расход токопроводящей жидкости через каждое обрабатываемое отверстие, определяют неравномерность распределения жидкости по отверстиям, и, при необходимости, процесс повторяют до достижения требуемой равномерности распределения жидкости по отверстиям форсунки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электрохимической обработке и может быть использовано при электрохимической доводке форсунок из токопроводящих материалов, преимущественно форсунок для жидкостных ракетных двигателей.

Изобретение относится к электроэрозионной, электрохимической и эрозионно-химической прошивке глубоких отверстий в металлических заготовках. Устройство содержит подключенные к источнику тока электрод-инструмент и съемную втулку из эрозионностойкого материала, размещенную внутри электрода-инструмента с возможностью продольного перемещения, причем на торце втулки со стороны прошивки выполнены точечные диэлектрические упоры, высота которых не более межэлектродного зазора, на наружной поверхности втулка имеет слой изоляции, а на внутренней - размещенные ярусами разрядники для направления течения рабочей среды с продуктами обработки из межэлектродного зазора, подключенные через регулятор и преобразователь тока к упомянутому источнику тока.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при прошивке отверстий преимущественно малого диаметра в металлических заготовках. Электрод-инструмент содержит металлическую рабочую часть с рабочим и технологическим торцами, выполненную с возможностью подачи в зону обработки жидкой рабочей среды.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для изготовления каналов с произвольным изгибом оси в цельных металлических материалах.

Изобретение относится к электроэрозионному станку, предназначенному для формообразования тангенциальных отверстий в топливных форсунках. .

Изобретение относится к устройствам для электроэрозионного и электрохимического прошивания отверстий малых диаметров в электропроводящих материалах и изделиях, например в лопатках газотурбинных двигателей.

Изобретение относится к области машиностроения, может быть использовано при изготовлении сквозных отверстий любого контура в токопроводящих материалах и позволяет получить высокую точность контура отверстий при интенсификации процесса электрохимической обработки.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к электрохимической обработке. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для получения и обработки сквозных отверстий любого контура в листовых материалах. .

Изобретение относится к электрофизическим методам обработки, в частности к инструментам, предназначенным для перфорации листовой детали отверстиями преимущественно прямоугольного сечения, расположенными под острым углом к поверхности детали.

Изобретение относится к электрохимической обработке и может быть использовано при электрохимической доводке форсунок из токопроводящих материалов, преимущественно форсунок для жидкостных ракетных двигателей.

Изобретение относится к электрохимической обработке и может быть использовано для электрохимической доводки форсунок из токопроводящих материалов преимущественно для жидкостных ракетных двигателей.

Изобретение относится к электрохимической обработке и может быть использовано при электрохимической доводке форсунок из токопроводящих материалов, преимущественно форсунок для жидкостных ракетных двигателей.

Изобретение относится к электрохимической размерной обработке металлических деталей в рабочей среде с переменной проводимостью. Вначале межэлектродный зазор заполняют рабочей средой и на электрод-инструмент и деталь подают импульсы тока до достижения рабочей средой температуры порога проводимости, после чего включают прокачку рабочей среды в межэлектродном зазоре и продолжают подавать на электрод-инструмент и деталь импульсы тока с частотой обратно пропорциональной положительному градиенту между рабочей температурой и температурой порога проводимости рабочей среды.

Изобретение относится к очистке электролита и может быть использовано для подачи, регенерации и регулирования параметров электролита. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при электрохимической размерной обработке металлических деталей. .

Изобретение относится к электрохимической обработке и может быть использовано для электрохимической доводки форсунок жидкостных ракетных двигателей из токопроводящих материалов.

Изобретение относится к области электрофизических и электрохимических методов обработки, в частности к устройствам для электрохимического прошивания. .

Изобретение относится к машиностроению , в частности к станкам для электрохимической обработки. .

Изобретение относится к машиностроению , в частности к электрическим методам обработки токопроводящих материалов. .

Изобретение относится к электрохимической обработке. Способ электрохимической обработки каналов соосно-струйной форсунки для камеры жидкостного ракетного двигателя, содержащей корпус с пилонами и каналами для подачи компонентов топлива, включает доводку геометрических размеров каналов форсунки электрохимической обработкой, при которой осуществляют подачу токопроводящей жидкости в обрабатываемые каналы при помощи инструмента-катода. Причем при обработке на выходе из форсунки регистрируют расход упомянутой токопроводящей жидкости и электрохимическую обработку ведут до достижения расхода токопроводящей жидкости через каналы обрабатываемой форсунки заданного значения. Предложенное изобретение позволяет настроить соосно-струйную форсунку для камеры жидкостного ракетного двигателя на заданный расход без снижения перепада давления на форсунке. 2 ил.
Наверх