Основные узлы и элементы комплекса «ГТД»
|
|
| Реакционная камера «ГТД» |
Полузамкнутая камера для размещения в ней деталей и осуществления технологического процесса их обработки с механизмами ее вращения и перемещения в пространстве.
|
| Вытяжной конус |
Обеспечивает соединение реакционной камеры с вытяжной вентиляционной системой для удаления из реакционной камеры тепловых и многофазных потоков, оказывающих воздействие на детали. В вытяжном конусе расположен также механизм крепления и перемещения СВА.
|
| Рама |
Основная несущая конструкция, на которой располагается Реакционная камера и вытяжной конус с узлами корректировки их взаимного положения в пространстве.
|
| Сверхзвуковой аппарат (CBA) |
Устройство для формирования многофазных сверхзвуковых потоков рабочих тел, оказывающих воздействия на обрабатываемые детали согласно выбранных технологических карт.
|
| Пульт управления комплексом «ГТД-5N» |
Предназначен для запуска оборудования и контроля и управления основными параметров технологического процесса.
|
| Система топливоподачи и подачи пассивирующего состава |
Предназначена для хранения и подачи углеводородного топлива и пассивирующих составов в СВА.
|
| Блок дозаторов порошковых материалов |
Предназначен для хранения и регулируемого дозирования порошковых материалов в СВА, согласно технологической карте обработки деталей.
|
| Бокс для готовой продукции |
Предназначен для выгрузки и хранения обрабатываемых деталей.
|
| Комплект шлангов с коммутирующими элементами. |
Предназначен для подачи по ним в СВА многофазных потоков рабочих тел согласно технологических карт.
|
| Документация |
Включает в себя паспорт и руководство по эксплуатации комплекса ГТД-5.1. |
Общие технические характеристики
|
|
| Габаритные размеры и масса |
|
| Реакционная камера ГТД с вытяжным конусом на раме. ШхВхД |
1700х2000х1800 мм, 250 кг
|
| Пульт управления на раме с насосной станцией. ШхВхД |
1100х1700х600 мм, 50 кг
|
| Блок дозаторов абразивного и напыляемого материалов с ПУ. ШхВхД |
1000х1800х500 мм, 80 кг
|
| Бокс для готовой продукции. ШхВхД |
600х400х300 мм, 5 кг
|
| Потребляемые мощности |
|
| Комплекс «ГТД-5.1» (без учета компрессора и ВФУ) |
2 кВт
|
| Параметры основных узлов установки ГТД |
|
| Реакционная камера. Объем |
50 л
|
| Масса загружаемых деталей (одна загрузка) |
До 25 кг
|
| Емкость для абразива. Объем |
120 л
|
| Емкость для напыляемого материала. Объем |
4 л
|
| Топливная система. Емкость для ДТ. Объем |
30 л
|
| Расход ДТ |
4-10 л/час
|
| Регулируемый расход напыляемого материала |
1-30 кг/час
|
| Регулируемый расход абразива |
40-200 кг/час
|
| Ограничения по размеру и массы обрабатываемых деталей |
|
| В зависимости от конфигурации детали: -максимальная масса отдельной детали до 1,5 кг - максимальный линейный размер до 300 мм (зависит от геометрии детали) |
|
| Производительность оборудования |
|
| Абразивная очистка деталей |
До 400 кг/час
|
| Абразивная очистка + покрытие Zn.B зависимости от степени загрязнения определяется необходимость абразивной очистки |
До 300 кг/час
|
| Уровень шума в районе реакционной камеры |
90-100 дБ |
Принцип действия:
Обрабатываемые детали помещаются в полузамкнутый вращающийся реактор, в который по заданному алгоритму поступает многофазная сверхзвуковая (1000-1300 м/с) струя продуктов сгорания углеводородного топлива с регулируемой тепловой мощностью, фракционным и химическим составом. Струя продуктов сгорания формируется в сверхзвуковом аппарате (СВА), который по конструкции и принципу своей работы аналогичен работе малогабаритного ракетного двигателя. В качестве окислителя в СВА используется сжатый воздух, а в качестве горючего углеводородное топливо – основной источник энергии комплекса. Комплекс «ГТД-5.1.» последовательно работает по следующему трехэтапному алгоритму.
Первый этап. В сверхзвуковую струю подается абразивный порошок. В реакторе организуется процесс активации поверхности деталей с помощью струйного термоабразивного воздействия. Выполняется операция удаления с поверхности деталей всех видов загрязнений и окисных пленок до уровня Sa3 по ISO 8501 или класс 1 по ГОСТ 9.402. На поверхности деталей формируется заданная шероховатость, происходит обезжиривание, обеспыливание и нагрев деталей. Процессы происходят практически в безкислородной среде близкой к восстановительной (в среде продуктов сгорания углеводородного топлива).
Второй этап. В сверхзвуковую струю подается порошок цинка или его микс с другими порошковыми материалами в зависимости от выбранного техпроцесса. Выполняется операция нанесения защитного покрытия на поверхность деталей. Этот процесс идет одновременно по двум механизмам. Первый в соответствии с классическим сверхзвуковым газодинамическим напылением порошков. Второй в соответствии с классическим нанесением покрытий по термодиффузионному механизму. Данные процессы также идут практически в бескислородной среде.
Третий этап. Происходит повторное обеспыливание деталей с последующей подачей в сверхзвуковую струю пассивирующего состава, защищающего нанесенное коррозионностойкое покрытие от самопроизвольного неуправляемого окислительного процесса. Данный этап может быть исключен из техпроцесса в зависимости от выбранной стратегии обработки деталей.
Все три этапа идут последовательно в реакторе без его остановки при непрерывном сверхзвуковом подводе-отводе к поверхности деталей свежей рабочей смеси и очень интенсивном тепломассообмене между поверхностью деталей и многофазными рабочими потоками. В реакторе, при необходимости, можно обеспечить поддержания стабильно высокой температуры до 400-500 °С.
Конструкция и алгоритм работы комплекса позволяет оперативно за единицы минут обеспечить нанесение коррозионностойких покрытий с качеством соответствующим ГОСТ 9.304 «Покрытия газотермические», ГОСТ 9.307 «Покрытия горячие цинковые», ГОСТ 9.316 «Покрытия цинковые термодиффузионные»
Комплекс сверхзвуковой газодинамической термодиффузии защитных покрытий на малогабаритные металлоизделия «ГТД-5.1» защищен патентом «Способ сверхзвуковой термошоковой подготовки поверхности и высокоскоростного газодинамического и термодиффузионного нанесения защитных покрытий на изделия и устройство для его осуществления» № 2724230 от 22.06.2020 г.
По техническому заданию заказчика в СКБ ЭТ проектируется и изготавливается приборный комплекс, реализующий данную технологию с учётом специфики деталей заказчика и его производственных площадей.
