1

Isinasaalang-alang ng papel ang mga pamamaraan para sa paggawa ng high-pressure compressor blades para sa mga gas turbine engine. Ang unang paraan ay iproseso ang profile ng balahibo ng talim sa pamamagitan ng paggiling sa mga coordinate machine na may numerical na kontrol, na sinusundan ng manu-manong pagpipino. Ang pangalawang paraan ay electrochemical processing, kung saan ang mekanikal at manu-manong pagproseso ng balahibo ng talim ay hindi kasama. Ang mga problema sa paggawa ng mga compressor blades sa pamamagitan ng paggiling ay pinag-aralan. Ang mga aktwal na gawain ay ipinakita, ang solusyon kung saan ay mapapabuti ang katumpakan, kalidad at alisin ang manu-manong paggiling at buli. Ang mga pakinabang ng pagpoproseso ng electrochemical ay ibinibigay. Ang mga gastos at input ng paggawa para sa paghahanda ng produksyon, ang mga gastos at input ng paggawa para sa paggawa ng mga blades ay ipinakita at sinusuri. Ang papel ay nagpapakita rin ng mga resulta ng mga sukat ng compressor blades. Ang pinakamahusay na mga resulta sa mga tuntunin ng katumpakan at katatagan ng geometry ng profile ng panulat ay nakuha bilang isang resulta ng pagproseso ng electrochemical.

pagpoproseso ng electrochemical

paggiling

paghahambing na pagsusuri

makina ng gas turbine

1. Galiev V.E., Fatkullina D.Z. Perspective teknolohikal na proseso para sa paggawa ng precision compressor blades [Text] / V.E. Galiev, D.Z. Fatkullina // Vestnik UGATU. - 2014. - Hindi. 3. - P. 9–105.

2. Nekhorosheev M.V. Ang paggamit ng volumetric at planar modeling ng isang two-electrode electrochemical cell sa ANSYS program [Text] / M.V. Nekhorosheev, N.D. Pronichev, G.V. Smirnov // Bulletin ng Samara University. Aerospace engineering, mga teknolohiya at mechanical engineering. - 2012. - Hindi. 3–3. – S. 98–102.

3. Lunev A.N. Pag-optimize ng mga parameter para sa paggiling ng mga GTE blades sa mga CNC machine [Text] / A.N. Lunev, L.T. Moiseeva, M.V. Solomin // Balita ng mga mas mataas na institusyong pang-edukasyon. Teknolohiya ng paglipad. - 2007. - Hindi. 2. - P. 52–55.

4. Nekhorosheev M.V. Automation ng disenyo ng teknolohiya ng electrochemical processing ng GTE blades airfoil sa batayan ng computer modeling ng proseso ng paghubog [Text] / M.V. Nekhorosheev., N.D. Pronichev., G.V. Smirnov // Mga Pamamaraan ng Samara Scientific Center Russian Academy Mga agham. - 2013. - T. 15, No. 4–6. – S. 897–900.

5. Pavlinich S.P. Mga prospect para sa paggamit ng pulsed electrochemical processing sa paggawa ng mga bahagi para sa mga gas turbine engine [Text] / S.P. Pavlinich // Vestnik UGATU. - 2008. - Hindi. 2. - P. 105–115.

6. Produksyon ng mga gas turbine engine [Text]: reference guide / A.M. Abramov, I.L. Zelikov, M.F. Idzon at iba pa - M .: Publishing house "MACHINE-BUILDING", 1996. - 472 p.

7. Pagbuo ng isang diskarte para sa paglikha ng mga makabagong teknolohikal na proseso [Text]: Pagtuturo/ N.D. Pronichev, A.P. Shulepov, L.A. Chempinsky, A.V. Meshcheryakov. - Samara: Samara State Aerospace University, 2011. - 166 p.

8. Teknolohiya ng produksyon ng mga sasakyang panghimpapawid na gas turbine engine [Text]: Textbook para sa mga unibersidad / Yu.S. Eliseev, A.G. Boytsov, V.V. Krymov, L.A. Khvorostukhin. - M.: Mashinostroenie, 2003. - 512 p.

9. Tolkachev A.V. Pagpapabuti ng pagganap ng vibration polishing ng GTE compressor blades na may abrasive granules: diss... cand. mga. Mga agham. - Rybinsk, 2015. - 136 p.

10. Turanov A.V. Sa pamamaraan para sa pagkalkula ng mga mode ng paggiling ng mga ibabaw ng GTE blades sa mga CNC machine [Text] / A.V. Turanov, L.T. Moiseeva, A.N. Lunev // Balita ng mas mataas na institusyong pang-edukasyon. Teknolohiya ng paglipad. - 2005. - Hindi. 2. - P. 60–64.

Ang mga compressor blades ay kritikal at malalaking bahagi ng isang gas turbine engine. Ang mapagkukunan at panghuling gastos ng makina ay nakasalalay sa tamang napiling teknolohiya sa paggawa ng talim.

Ang pagtiyak ng isang naibigay na mapagkukunan ng pagpapatakbo ng mga blades ay higit sa lahat ay nakasalalay sa isang bilang ng mga teknolohikal na kadahilanan. Ang estado ng ibabaw na layer ng mga blades, ang pagkakaroon ng mga bakas ng nakaraang pagproseso (kagaspangan sa ibabaw), na mga concentrator ng stress, ay may malaking epekto sa pangmatagalang at lakas ng pagkapagod ng mga blades sa panahon ng operasyon.

Samakatuwid, ang paggawa ng mga blades, kahit na sa maliit na produksyon, ay nangangailangan ng paggamit ng mga modernong teknolohikal na proseso, mataas na pagganap ng kagamitan at automation ng proseso ng pagmamanupaktura at kontrol.

Ang isa sa mga malawakang ginagamit na teknolohiya para sa paggawa ng mga gas turbine engine compressor blades ay ang paggiling sa mga coordinate machine na may kasunod na manu-manong pagpipino, lalo na, ang pagtatapos ng mga operasyon. Gayunpaman, ang teknolohiyang ito ay may ilang mga kawalan:

Mababang katumpakan at pagganap;

Ang pangangailangan para sa mga manu-manong operasyon;

Mataas na kwalipikasyon ng manggagawa sa huling manu-manong operasyon para sa pagtatapos ng blade airfoil profile;

Mapanganib na mga kondisyon para sa mga manggagawa kapag nagsasagawa ng manual grinding at polishing work;

Mataas na gastos at mabilis na pagsusuot ng cutting tool;

Nangangailangan ng 100% na kontrol.

Ang mga aktwal na gawain ng paggawa ng mga compressor blades para sa isang gas turbine engine ay:

Automation ng pagtatapos ng mga operasyon para sa pagproseso ng profile ng panulat. Ang pag-aalis ng mga manu-manong operasyon ay magpapahusay sa kalidad at katatagan teknolohikal na proseso paggawa ng gas turbine engine blades;

Ang paggamit ng mga pisikal at kemikal na pamamaraan sa pagpoproseso ay aalisin ang paggamit ng mga mamahaling tool sa paggupit at pataasin ang produktibidad sa pagproseso;

Automation ng kontrol ng mga blades ng gas turbine engine.

Ang isa sa mga pinaka-epektibo at promising na direksyon sa paggawa ng mga blades ay electrochemical processing. Ang mga pakinabang ng pagproseso ng electrochemical ay:

Pagbabawas ng oras ng paggawa ng mga blades at ang posibilidad ng epektibong pagproseso ng mga hard-to-cut na materyales;

Ang kalidad ng ibabaw pagkatapos ng electrochemical treatment ay nangangailangan ng kaunting post-finishing;

Mataas na buhay ng tool;

Bilang karagdagan, nabanggit na ang mga blades pagkatapos ng ECM ay nadagdagan ang katatagan ng gas-dynamic, nabawasan ang pagkalat ng mga natural na frequency ng panginginig ng boses, nadagdagan ang lakas ng pagkapagod dahil sa pagbaba sa mga natitirang stress.

Alam na ang mga dayuhang tagagawa ng mga gas turbine engine (tulad ng General Electric Company, MTU Aero Engines GmbH, Volvo Aero Corporation, atbp.) ay matagumpay na gumagamit ng ECM bilang isang operasyon para sa paunang paghubog ng interblade channel ng mga monowheels gamit ang mga non-profiled na electrodes , at para sa dimensional na pagpoproseso ng blade airfoil na may profiled electrode tool.

Nagsimula na ang trabaho sa lugar na ito at nakamit ang makabuluhang pag-unlad sa mga paaralan ng electrochemical processing ng NIID (Moscow), Kazan (KAI, KSTU), Samara (SAI) at Ufa (NII PT&T ECHO sa USATU), atbp.

Para sa pagsusuri, dalawang paraan para sa paggawa ng mga blades ng isang high-pressure compressor ng isang gas turbine engine ang napili.

Unang paraan. Paggawa ng mga blades sa jig milling machine, fig. 1. Ang isang milled parallelepiped na ginawa na may katumpakan na 0.1 mm ay ginagamit bilang paunang workpiece. Ang pagbuo ng isang dovetail lock ay isinasagawa sa isang pahalang na broaching machine. Dagdag pa, ang kumplikadong paggiling ng lahat ng mga elemento ng daloy ng bahagi ng talim ay isinasagawa sa mga coordinate machine na may kontrol sa numero na may allowance para sa pagtatapos. Sa proseso ng kumplikadong paggiling, ang workpiece ay batay sa isang dovetail shank. Ang huling hakbang sa paggawa ng mga blades ay manu-manong pagproseso o walang katapusang pagproseso ng sinturon.

Ang pangalawang paraan. Paggawa ng mga blades sa mga electrochemical machine, fig. 2. Ang isang pinakintab na parallelepiped na ginawa na may katumpakan na 0.02 mm ay ginagamit bilang paunang workpiece. Sa proseso ng pagproseso ng electrochemical, ang pagbuo ng mga ibabaw ng tract na may allowance para sa pagtatapos ay nangyayari. Susunod, ang dovetail shank ay nabuo sa isang pahalang na broaching machine. Ang pangwakas na operasyon ay isinasagawa sa isang vibration grinding machine.

Suriin natin ang parehong paraan ng paggawa ng mga blades ng compressor. Ang pinakakumpletong larawan ay maaaring makuha sa pamamagitan ng paghahambing ng gastos at lakas ng paggawa ng pre-production, ang gastos at labor intensity ng pagmamanupaktura ng isang bahagi, pati na rin ang katumpakan at katatagan ng manufacturing blades. Para sa pagsusuri, dalawang batch ng mga blades ang ginawa ng mga pamamaraan sa itaas.

kanin. 1. Ang mga pangunahing yugto sa paggawa ng mga blades ng compressor

kanin. 2. Ang mga pangunahing yugto sa paggawa ng mga blades ng compressor

Talahanayan 1

Pangunahing mga gastos sa pre-production

	Nakaplanong labor input n.h.		Ang halaga ng 1 pc. kuskusin.		Incl. mga gastos sa materyal
	pagmamanupaktura	muling paggiling	pagmamanupaktura	muling paggiling
Paggiling
Putol No. 1
Putol No. 2
Putol No. 3
Putol No. 4
Putol No. 5
Putol No. 6
Putol No. 7
kabit
Pagproseso ng electrochemical
Electrode #1
Electrode #2
kabit

kanin. 3. Ang halaga ng pagmamanupaktura ng teknolohikal na kagamitan

kanin. 4. Ang pagiging kumplikado ng pagmamanupaktura ng mga teknolohikal na kagamitan

Sa proseso ng pagdidisenyo ng isang teknolohikal na proseso, ang oras at mga gastos para sa paghahanda ng produksyon ay makabuluhang mga kadahilanan (Talahanayan 1). Sa mesa. 1, ang mga pangunahing gastos para sa paggawa ng tooling para sa paggiling (ang unang paraan) at pagpoproseso ng electrochemical (ang pangalawang paraan) ng mga tool sa pagputol at mga electrodes ng tool ay ipinasok. Kapag isinasaalang-alang ang Table. 1, nagiging malinaw na ang halaga ng mga materyales at ang lakas ng paggawa ng pre-production para sa electrochemical processing ay mas mataas kaysa sa paggiling.

Ang kabuuang lakas ng paggawa at gastos ng pagmamanupaktura ng mga teknolohikal na kagamitan ay ipinapakita sa Fig. 3 at 4.

Ang lakas ng paggawa at gastos ng mga pangunahing operasyon para sa paggawa ng mga blades ay ipinakita sa talahanayan. 2. Ang mataas na mga kinakailangan para sa katumpakan ng paggawa ng isang workpiece para sa pagpoproseso ng electrochemical ay humantong sa paggamit ng isang karagdagang operasyon na "paggiling sa ibabaw". Ang oras na ginugol sa pagproseso ng mga kumplikadong ibabaw ng compressor blades sa pamamagitan ng electrochemical method ay mas mababa kaysa sa paggiling. Galing din sa Table. 2 ay nagpapakita na ang teknolohiya ng "paggiling" ay nangangailangan ng paggamit ng manu-manong pagtatapos ng trabaho, na nagpapataas ng halaga ng mga natapos na produkto.

Ang kabuuang lakas ng paggawa at gastos ng pagmamanupaktura ng isang talim ay ipinapakita sa Fig. 4 at 5.

talahanayan 2

Ang lakas ng paggawa at gastos ng mga pangunahing operasyon ng paggawa ng talim

		Sidhi ng paggawa, n.h.		Gastos, kuskusin.
		Paggiling		Paggiling
	Paggiling			93 kuskusin. 90.3 kop.	93 kuskusin. 90.30 kop.
	paggiling				26 kuskusin. 27.50 kop.
	Iniunat ang lock			7 kuskusin. 43.10 kop.	7 kuskusin. 43.10 kop.
	Paggamot ng mga ibabaw ng tract			100 kuskusin. 00 kop.	70 kuskusin. 00 kop.
	Manu-manong operasyon			40 kuskusin. 30.20 kop.
	paggiling ng vibration				5 kuskusin. 40 kop.

kanin. 5. Kabuuang lakas ng paggawa ng pagmamanupaktura ng isang bahagi

kanin. 6. Ang kabuuang halaga ng pagmamanupaktura ng isang bahagi

Sa fig. 7 ay nagpapakita ng isang paghahambing na pagsusuri ng mga gastos ng pagmamanupaktura ng isang bahagi. Kapag kinakalkula ang mga gastos, ang mga gastos sa pagmamanupaktura ng mga teknolohikal na kagamitan kasama ang kanilang kasunod na muling paggiling at pagkumpuni ay isinasaalang-alang. Tulad ng nakikita mo mula sa figure, ang pagtaas ng programa ng mga bahagi ay binabawasan ang gastos sa bawat bahagi. Gayunpaman, ang malalaking gastos ay nahuhulog sa mga blades na ginawa gamit ang teknolohiyang "paggiling". Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng mabilis na pagsusuot ng tool sa paggupit.

Halos walang pagsusuot ng mga electrodes sa proseso ng pagpoproseso ng electrochemical ay binabawasan ang gastos ng mga blades ng pagmamanupaktura.

Katumpakan ng mga blades ng pagmamanupaktura at katatagan ng mga teknolohikal na proseso fig. Ang 1 at 2 ay buod sa Fig. walo.

Ang mga sukat ng natapos na mga blades ay isinagawa sa isang control na pagsukat ng makina. Ang mga sukat ay isinagawa kasama ang mga gilid ng input at output sa apat na seksyon. Ito ay sumusunod mula sa figure na ang pinakamalaking katumpakan at repeatability ng pagkuha ng mga geometric na sukat ng mga gilid ng mga blades ay nakamit sa pamamagitan ng electrochemical processing. Ang isang makabuluhang pagtaas sa katatagan at katumpakan ng mga blades ng pagmamanupaktura sa pamamagitan ng pagproseso ng electrochemical ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng pagbubukod ng mga manu-manong operasyon.

Kung sama-sama, isinasaalang-alang ang data na nakuha, ang mga sumusunod na konklusyon ay maaaring iguguhit.

Ang paggamit ng mas kumplikadong kagamitan sa proseso ng pagpoproseso ng electrochemical ay makabuluhang pinatataas ang mga gastos at oras para sa paghahanda ng produksyon. Kaya, ang paggiling ay isang mas nababaluktot at mabilis na paraan ng pagpoproseso ng pagbabago. Ang mga gastos at lakas ng paggawa para sa paghahanda ng produksyon ng pagpoproseso ng paggiling ay mas mababa kaysa sa pagpoproseso ng electrochemical (Larawan 1 at 2).

Ang halaga ng pagmamanupaktura ng mga blades gamit ang teknolohiyang "paggiling" ay mas mataas kaysa sa pagpoproseso ng electrochemical. Ang pagtaas sa gastos ay dahil sa ang katunayan na pagkatapos ng operasyon ng paggiling, kinakailangan ang mga manu-manong operasyon.

kanin. 7. Comparative graph ng gastos ng pagmamanupaktura ng isang bahagi, depende sa bilang ng ginawang blades

kanin. 8. Katumpakan ng pagmamanupaktura ng gilid

Ang halaga ng pagmamanupaktura ng mga blades gamit ang teknolohiyang "paggiling" ay mas mataas kaysa sa pagpoproseso ng electrochemical (Larawan 7). Ang mga makabuluhang gastos ay ang pagbili ng mga mamahaling tool sa pagputol.

Ang katumpakan at katatagan ng pagpoproseso ng electrochemical ay mas mataas.

Bibliograpikong link

Valiev A.I. COMPARATIVE ANALYSIS NG PAGGAWA NG GAS TURBINE COMPRESSOR BLADES // Pangunahing pananaliksik. - 2017. - Hindi. 5. - P. 36-41;
URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=41503 (petsa ng access: 03/28/2019). Dinadala namin sa iyong pansin ang mga journal na inilathala ng publishing house na "Academy of Natural History"

Malamang na alam ng lahat na kahit gaano kahirap subukan ng mga Intsik, hindi nila maaaring kopyahin ang mga modernong jet engine. Lahat. kung ano ang magagawa nila - kinopya nila at nakuha ang kanilang DRY, ngunit kailangan pa ring bilhin ang makina sa Russian Federation. Kakabasa ko lang ng artikulo sa WIM: http://www.warandpeace.ru/ru/news/view/74298/ "Hindi pa rin kayang kopyahin ng China ang isang modernong jet engine." Bukod dito, naiintindihan ko na may mga ultra-modernong teknolohiya, pag-unlad, matematika, at iba pa, atbp, at iba pa ... Ngunit upang maunawaan nang mas detalyado kung ano ang bagay, inirerekomenda kong basahin ang sumusunod na artikulo.

MGA ENGINE AT MGA MATERYAL

Tinutukoy ng kapangyarihan ng anumang heat engine ang temperatura ng working fluid - sa kaso ng jet engine, ito ang temperatura ng gas na dumadaloy mula sa mga combustion chamber. Kung mas mataas ang temperatura ng gas, mas malakas ang makina, mas malaki ang thrust nito, mas mataas ang kahusayan at mas mahusay ang mga katangian ng timbang. Ang gas turbine engine ay may air compressor. Ito ay hinihimok ng isang gas turbine na nakaupo sa parehong baras kasama nito. Ang compressor ay nag-compress ng hangin sa atmospera hanggang sa 6-7 na mga atmospheres at ipinapadala ito sa mga silid ng pagkasunog, kung saan ang gasolina - kerosene - ay iniksyon. Ang daloy ng mainit na gas na umaagos palabas ng mga silid - mga produkto ng pagkasunog ng kerosene - ay umiikot sa turbine at, lumilipad palabas sa nozzle, lumilikha ng jet thrust, nagtutulak sa sasakyang panghimpapawid. Ang mataas na temperatura na nangyayari sa mga silid ng pagkasunog ay nangangailangan ng paglikha ng mga bagong teknolohiya at ang paggamit ng mga bagong materyales para sa disenyo ng isa sa mga pinaka-kritikal na elemento ng makina - ang stator at rotor blades ng isang gas turbine. Dapat silang, sa loob ng maraming oras, nang hindi nawawala ang kanilang mekanikal na lakas, makatiis sa napakalaking temperatura kung saan maraming mga bakal at haluang metal ang natutunaw na. Una sa lahat, nalalapat ito sa mga blades ng turbine - nakikita nila ang daloy ng mga mainit na gas na pinainit sa mga temperatura na higit sa 1600 K. Sa teoryang, ang temperatura ng gas sa harap ng turbine ay maaaring umabot sa 2200 K (1927 o C). Sa oras ng kapanganakan ng jet aviation - kaagad pagkatapos ng digmaan - ang mga materyales mula sa kung saan posible na gumawa ng mga blades na makatiis ng mataas na mekanikal na pagkarga sa mahabang panahon ay hindi umiiral sa ating bansa.
Di-nagtagal pagkatapos ng pagtatapos ng Great Patriotic War, ang gawain sa paglikha ng mga haluang metal para sa paggawa ng mga blades ng turbine ay sinimulan ng isang espesyal na laboratoryo sa VIAM. Ito ay pinamumunuan ni Sergei Timofeevich Kishkin.

SA ENGLAND PARA SA METAL

Bago pa man ang digmaan, ang unang domestic na disenyo ng isang turbojet engine ay nilikha sa Leningrad ng taga-disenyo ng mga makina ng sasakyang panghimpapawid, Arkhip Mikhailovich Lyulka. Noong huling bahagi ng 1930s, siya ay pinigilan, ngunit, malamang na inaasahan ang kanyang pag-aresto, nagawa niyang ilibing ang mga guhit ng makina sa bakuran ng institute. Sa panahon ng digmaan, nalaman ng pamunuan ng bansa na ang mga German ay nakagawa na ng jet aircraft (ang unang sasakyang panghimpapawid na may turbojet engine ay ang German "Heinkel" He-178, na idinisenyo noong 1939 bilang isang flying laboratory; ang twin-engine na "Messerschmit" Me -262 ang naging unang serial combat aircraft "Pagkatapos ay tinawagan ni Stalin si L.P. Beria, na namamahala sa mga bagong pag-unlad ng militar, at hiniling na hanapin ang mga nakikibahagi sa mga jet engine sa ating bansa. Mabilis na pinalaya si A.M. Lyulka at binigyan siya ng isang silid sa Moscow sa Galushkin Street para sa unang disenyo ng bureau jet engine. Natagpuan ni Arkhip Mikhailovich ang kanyang mga guhit at hinukay ang mga ito, ngunit ang makina ayon sa kanyang proyekto ay hindi agad gumana. Pagkatapos ay kinuha lang nila ang turbojet engine na binili mula sa British at inulit ito ng isa Ngunit ang bagay ay dumating laban sa mga materyales na hindi magagamit sa Unyong Sobyet, ngunit magagamit sa Inglatera, at ang kanilang komposisyon, siyempre, ay inuri.
Pagdating sa England upang makilala ang paggawa ng mga makina, lumitaw si S. T. Kishkin sa lahat ng dako sa mga bota na may makapal na microporous soles. At, na binisita kasama ang isang paglilibot sa halaman kung saan pinoproseso ang mga blades ng turbine, malapit sa makina, na parang nagkataon, natapakan niya ang mga chips na nahulog mula sa bahagi. Ang isang piraso ng metal ay bumagsak sa malambot na goma, natigil dito, at pagkatapos ay kinuha at nasa Moscow na sumailalim sa isang masusing pagsusuri. Ang mga resulta ng pagsusuri ng English metal at malawak na sariling pananaliksik na isinagawa sa VIAM ay naging posible upang lumikha ng unang heat-resistant nickel alloys para sa mga blades ng turbine at, pinaka-mahalaga, upang bumuo ng mga pundasyon ng teorya ng kanilang istraktura at produksyon.

Napag-alaman na ang mga pangunahing tagadala ng paglaban sa init ng naturang mga haluang metal ay mga submicroscopic na particle ng intermetallic phase batay sa Ni 3 Al compound. Ang mga blades na gawa sa unang heat-resistant nickel alloys ay maaaring gumana nang mahabang panahon kung ang temperatura ng gas sa harap ng turbine ay hindi lalampas sa 900-1000 K.

PAG-cast sa halip na i-stamp

Ang mga blades ng mga unang makina ay naselyohang mula sa isang haluang metal na cast sa isang bar sa isang hugis na malabo na kahawig ng isang tapos na produkto, at pagkatapos ay mahaba at maingat na makina. Ngunit narito ang isang hindi inaasahang kahirapan ay lumitaw: upang madagdagan ang temperatura ng pagtatrabaho ng materyal, ang mga elemento ng alloying ay idinagdag dito - tungsten, molibdenum, niobium. Ngunit ginawa nila ang haluang metal nang napakahirap na naging imposibleng i-stamp ito - hindi ito mahuhulma ng mga mainit na pamamaraan ng pagpapapangit.
Pagkatapos ay iminungkahi ni Kishkin na ihagis ang mga talim ng balikat. Nagalit ang mga inhinyero: una, pagkatapos ng paghahagis, ang talim ay kailangan pa ring i-machine, at higit sa lahat, paano mailalagay ang isang cast blade sa makina? Ang metal ng mga naselyohang blades ay napakasiksik, ang lakas nito ay mataas, at ang cast metal ay nananatiling maluwag at halatang hindi gaanong matibay kaysa sa naselyohang metal. Ngunit nagawa ni Kishkin na kumbinsihin ang mga nag-aalinlangan, at ang VIAM ay lumikha ng mga espesyal na casting heat-resistant alloys at blade casting technology. Ang mga pagsubok ay isinagawa, pagkatapos nito halos lahat ng sasakyang panghimpapawid turbojet engine ay nagsimulang gawin gamit ang mga cast turbine blades.
Ang mga unang blades ay solid at hindi makatiis sa mataas na temperatura sa loob ng mahabang panahon. Ito ay kinakailangan upang lumikha ng isang sistema para sa kanilang paglamig. Upang gawin ito, nagpasya kaming gumawa ng mga longitudinal channel sa mga blades para sa pagbibigay ng paglamig ng hangin mula sa compressor. Ang ideyang ito ay hindi masyadong mainit: mas maraming hangin mula sa compressor ang napupunta sa paglamig, mas mababa ang napupunta sa mga combustion chamber. Ngunit walang mapupuntahan - ang mapagkukunan ng turbine ay dapat na tumaas sa lahat ng mga gastos.

Nagsimula silang magdisenyo ng mga blades na may ilang sa pamamagitan ng mga cooling channel na matatagpuan sa kahabaan ng axis ng blade. Gayunpaman, sa lalong madaling panahon naging malinaw na ang gayong disenyo ay hindi epektibo: ang hangin ay dumadaloy sa channel nang masyadong mabilis, ang lugar ng pinalamig na ibabaw ay maliit, at ang init ay hindi sapat na inalis. Sinubukan nilang baguhin ang pagsasaayos ng panloob na lukab ng talim sa pamamagitan ng pagpasok ng isang deflector doon, na nagpapalihis at nakakaantala sa daloy ng hangin, o upang gumawa ng mga channel ng isang mas kumplikadong hugis. Sa ilang mga punto, ang mga eksperto sa makina ng sasakyang panghimpapawid ay nakaisip ng isang mapang-akit na ideya - upang lumikha ng isang ganap na ceramic na talim: ang mga keramika ay makatiis ng napakataas na temperatura, at hindi ito kailangang palamig. Halos limampung taon na ang lumipas mula noon, ngunit sa ngayon ay walang sinuman sa mundo ang nakagawa ng makina na may mga ceramic blades, bagaman patuloy ang mga pagtatangka.

PAANO GINAWA ANG CAST SHOVEL

Ang teknolohiya para sa paggawa ng mga blades ng turbine ay tinatawag na investment casting. Una, ang isang modelo ng waks ng talim sa hinaharap ay ginawa, na inihagis ito sa isang amag, kung saan ang mga silindro ng kuwarts ay unang inilagay sa halip na mga channel ng paglamig sa hinaharap (sa kalaunan ay nagsimula silang gumamit ng iba pang mga materyales). Ang modelo ay natatakpan ng isang likidong ceramic mass. Matapos itong matuyo, ang waks ay natutunaw mainit na tubig, at ang ceramic mass ay pinaputok. Ito ay lumiliko ang isang form na makatiis sa temperatura ng tinunaw na metal mula 1450 hanggang 1500 ° C, depende sa grado ng haluang metal. Ang metal ay ibinubuhos sa amag, na nagpapatibay sa anyo ng isang tapos na talim, ngunit may mga kuwarts na rod sa halip na mga channel sa loob. Ang mga tungkod ay tinanggal sa pamamagitan ng pagtunaw sa hydrofluoric acid. Ang operasyong ito ay isinasagawa sa isang hermetically sealed room ng isang manggagawa sa isang space suit na may hose para sa air supply. Ang teknolohiya ay hindi maginhawa, mapanganib at nakakapinsala.
Upang ibukod ang operasyong ito, nagsimula ang VIAM na gumawa ng mga aluminum oxide rod na may pagdaragdag ng 10-15% silicon oxide, na natutunaw sa alkali. Ang materyal ng mga blades ay hindi tumutugon sa alkali, at ang mga labi ng aluminyo oksido ay tinanggal na may isang malakas na jet ng tubig.
Sa pang-araw-araw na buhay, nakasanayan nating isaalang-alang ang mga produktong cast bilang napakagaspang at magaspang. Ngunit nagawa naming pumili ng gayong mga ceramic na komposisyon na ang hugis ng mga ito ay ganap na makinis at halos walang machining ang kinakailangan. Ito ay lubos na pinasimple ang trabaho: ang mga blades ay may isang napaka-komplikadong hugis, at hindi madaling iproseso ang mga ito.
Ang mga bagong materyales ay nangangailangan ng mga bagong teknolohiya. Gaano man kaginhawa ang pagdaragdag ng silicon oxide sa materyal ng mga rod, kailangan itong iwanan. Ang punto ng pagkatunaw ng aluminum oxide Al 2 O 3 ay 2050 o C, at ang silicon oxide SiO 2 ay halos 1700 o C lamang, at ang mga bagong heat-resistant na haluang metal ay sinira ang mga rod na nasa proseso na ng pagbuhos.
Upang ang amag ng aluminyo oksido ay mapanatili ang lakas nito, ito ay pinaputok sa isang temperatura na mas mataas kaysa sa temperatura ng likidong metal na ibinuhos dito. Bilang karagdagan, ang panloob na geometry ng amag sa panahon ng pagbuhos ay hindi dapat magbago: ang mga dingding ng mga blades ay masyadong manipis, at ang mga sukat ay dapat na eksaktong tumutugma sa mga kinakalkula. Samakatuwid, ang pinapayagang pag-urong ng amag ay hindi dapat lumampas sa 1%.

BAKIT TINANGGILAN ANG NATATAKANG SHOVEL

Tulad ng nabanggit na, pagkatapos ng pagtatak, ang talim ay kailangang makina. Kasabay nito, 90% ng metal ay napunta sa mga chips. Ang gawain ay itinakda: upang lumikha ng tulad ng isang katumpakan na teknolohiya ng paghahagis upang ang isang ibinigay na profile ng talim ay agad na makuha, at ang tapos na produkto ay kailangan lamang na pulido at ilapat sa isang heat-shielding coating. Hindi gaanong mahalaga ang disenyo na nabuo sa katawan ng talim at gumaganap ng gawain ng paglamig nito.
Kaya, napakahalaga na gumawa ng talim na mahusay na pinalamig nang hindi binabaan ang temperatura ng gumaganang gas at may mataas na pangmatagalang lakas. Ang problemang ito ay nalutas sa pamamagitan ng pag-aayos ng mga channel sa katawan ng talim at ang mga saksakan mula dito upang lumitaw ang isang manipis na air film sa paligid ng talim. Kasabay nito, pinapatay nila ang dalawang ibon gamit ang isang bato: ang mga mainit na gas ay hindi nakikipag-ugnay sa materyal ng talim, at samakatuwid ay hindi pinainit ito at hindi pinalamig ang kanilang sarili.
Narito mayroong ilang pagkakatulad sa thermal protection ng isang space rocket. Kapag ang isang rocket ay pumasok sa mga siksik na layer ng atmospera sa mataas na bilis, ang tinatawag na sacrificial coating na sumasaklaw sa ulo ay nagsisimulang sumingaw at masunog. Ito ay tumatagal sa pangunahing daloy ng init, at ang mga produkto ng pagkasunog nito ay bumubuo ng isang uri ng proteksiyon na unan. Ang disenyo ng talim ng turbine ay batay sa parehong prinsipyo, ang hangin lamang ang ginagamit sa halip na isang patong na sakripisyo. Totoo, ang mga blades ay dapat ding protektahan mula sa pagguho at kaagnasan.

Ang pamamaraan para sa paggawa ng talim ay ang mga sumusunod. Una, ang isang nickel alloy ay nilikha na may tinukoy na mga parameter para sa mekanikal na lakas at paglaban sa init, kung saan ang mga alloying additives ay ipinakilala sa nickel: 6% aluminyo, 6-10% tungsten, tantalum, rhenium at isang maliit na ruthenium. Pinapayagan nila ang maximum na pagganap ng mataas na temperatura para sa mga cast nickel-based na haluang metal (mayroong tukso na dagdagan pa ang mga ito sa pamamagitan ng paggamit ng mas maraming rhenium, ngunit ito ay lubhang mahal). Ang isang promising na direksyon ay ang paggamit ng niobium silicide, ngunit ito ay isang bagay ng malayong hinaharap.
Ngunit narito ang haluang metal ay ibinuhos sa isang amag sa temperatura na 1450 ° C at lumalamig kasama nito. Nag-crystallize ang cooling metal, na bumubuo ng hiwalay na equiaxed, iyon ay, humigit-kumulang sa parehong laki sa lahat ng direksyon, mga butil. Ang mga butil mismo ay maaaring malaki at maliit. Ang mga ito ay hindi mapagkakatiwalaan, at ang gumaganang mga talim ay bumagsak sa mga hangganan ng butil at nagkawatak-watak. Walang isang blade ang maaaring tumagal ng mas mahaba kaysa sa 50 oras. Pagkatapos ay iminungkahi naming ipakilala ang isang modifier sa materyal ng paghahagis ng amag - mga kristal na cobalt aluminate. Nagsisilbi sila bilang mga sentro, nuclei ng crystallization, na nagpapabilis sa proseso ng pagbuo ng butil. Ang mga butil ay pare-pareho at pino. Ang mga bagong blades ay nagsimulang gumana sa loob ng 500 oras. Ang teknolohiyang ito, na binuo ni E. N. Kablov, ay gumagana pa rin, at ito ay gumagana nang maayos. At kami sa VIAM ay gumagawa ng toneladang cobalt aluminate at ibinibigay ito sa mga pabrika.
Ang lakas ng mga jet engine ay lumago, ang temperatura at presyon ng gas jet ay tumaas. At naging malinaw na ang multi-grain na istraktura ng blade metal ay hindi gagana sa ilalim ng mga bagong kondisyon. Iba pang mga ideya ang kailangan. Natagpuan ang mga ito, dinala sa yugto ng pag-unlad ng teknolohiya at naging kilala bilang nakadirekta na pagkikristal. Nangangahulugan ito na ang metal, kapag pinatigas, ay hindi bumubuo ng mga equiaxed na butil, ngunit ang mahahabang columnar na kristal na mahigpit na pinahaba sa kahabaan ng axis ng talim. Ang isang talim na may tulad na istraktura ay lalaban sa bali nang napakahusay. Naalala ko tuloy ang matandang talinghaga tungkol sa walis na hindi masisira, bagama't ang lahat ng sanga nito ay isa-isang nabali nang walang kahirap-hirap.

KUNG PAANO GINAGAWA ANG DIRECTIONAL CRYSTALLIZATION

Upang ang mga kristal na bumubuo sa talim ay lumago nang maayos, ang tinunaw na metal na amag ay dahan-dahang inalis mula sa heating zone. Kasabay nito, ang anyo na may likidong metal ay nakatayo sa isang napakalaking disk na tanso na pinalamig ng tubig. Ang paglaki ng mga kristal ay nagsisimula mula sa ibaba at nagpapatuloy paitaas sa bilis na halos katumbas ng bilis ng paglabas ng amag sa pampainit. Kapag lumilikha ng teknolohiya ng pagkikristal ng direksyon, kinakailangan upang sukatin at kalkulahin ang maraming mga parameter - ang rate ng pagkikristal, ang temperatura ng pampainit, ang gradient ng temperatura sa pagitan ng heater at ang cooler, atbp. Kinakailangang pumili ng tulad ng bilis ng paggalaw ng amag upang ang columnar lalago ang mga kristal sa buong haba ng talim. Sa ilalim ng lahat ng mga kondisyong ito, lumalaki ang 5-7 mahabang columnar crystal para sa bawat square centimeter ng blade section. Ang teknolohiyang ito ay nagbigay-daan sa paglikha ng isang bagong henerasyon ng mga makina ng sasakyang panghimpapawid. Pero mas lumayo pa kami.
Ang pagkakaroon ng pag-aaral sa lumalagong mga kristal na columnar sa pamamagitan ng mga pamamaraan ng X-ray diffraction, napagtanto namin na ang buong talim ay maaaring ganap na gawin mula sa isang kristal, na hindi magkakaroon ng mga hangganan ng butil - ang pinakamahina na elemento ng istruktura kung saan nagsisimula ang pagkawasak. Upang gawin ito, gumawa sila ng isang buto na pinapayagan lamang ang isang kristal na tumubo sa isang tiyak na direksyon (ang crystallographic formula para sa naturang buto ay 0-0-1; nangangahulugan ito na ang kristal ay lumalaki sa direksyon ng Z axis, at sa X-Y direksyon- Hindi). Ang binhi ay inilagay sa ibabang bahagi ng amag at ang metal ay ibinuhos, masinsinang pinalamig ito mula sa ibaba. Ang lumalagong solong kristal ay nakuha ang hugis ng isang talim.
Gumamit ang mga Amerikanong inhinyero ng tansong tubig-cooled crystallizer para sa paglamig. At pagkatapos ng ilang mga eksperimento, pinalitan namin ito ng isang paliguan na may tinunaw na lata sa temperatura na 600-700 K. Ito ay naging posible upang mas tumpak na piliin ang kinakailangang gradient ng temperatura at makakuha ng mga produkto Mataas na Kalidad. Sa VIAM, ang mga pag-install na may mga paliguan para sa lumalaking single-crystal blades ay binuo - napaka-advanced na mga makina na may kontrol sa computer.
Noong 1990s, nang bumagsak ang USSR, ang sasakyang panghimpapawid ng Sobyet ay nanatili sa East Germany, pangunahin ang mga MiG fighters. Mayroon silang mga blades ng aming produksyon sa kanilang mga makina. Ang metal ng mga blades ay sinuri ng mga Amerikano, pagkatapos nito, sa lalong madaling panahon, ang kanilang mga espesyalista ay dumating sa VIAM at hiniling na ipakita kung sino ang lumikha nito at kung paano. Ito ay lumabas na binigyan sila ng gawain ng paggawa ng mga single-crystal blades na isang metro ang haba, na hindi nila malutas. Nagdisenyo kami ng pag-install para sa high-gradient na paghahagis ng malalaking blades para sa mga power turbine at sinubukan naming ialok ang aming teknolohiya sa Gazprom at RAO "UES ng Russia", ngunit hindi sila nagpakita ng interes. Gayunpaman, halos handa na kami ng pang-industriya na pag-install para sa paghahagis ng mga metrong haba ng mga blades, at susubukan naming kumbinsihin ang pamamahala ng mga kumpanyang ito sa pangangailangang ipatupad ito.

Sa pamamagitan ng paraan, ang mga turbine para sa enerhiya ay isa pa kawili-wiling gawain, na nalutas ng VIAM. Ang mga makina ng sasakyang panghimpapawid na naubusan ng buhay ng serbisyo ay nagsimulang gamitin sa mga istasyon ng compressor ng mga pipeline ng gas at sa mga power plant na nagpapakain ng mga oil pipeline pump. Ngayon ay naging isang kagyat na gawain ang lumikha ng mga espesyal na makina para sa mga pangangailangang ito na gagana sa mas mababang temperatura at presyon ng gumaganang gas, ngunit mas matagal. Kung ang mapagkukunan ng isang makina ng sasakyang panghimpapawid ay halos 500 oras, kung gayon ang mga turbine sa pipeline ng langis at gas ay dapat gumana ng 20-50 libong oras. Ang isa sa mga unang humarap sa kanila ay ang Samara design bureau sa ilalim ng pamumuno ni Nikolai Dmitrievich Kuznetsov.

HEAT RESISTANT ALLOYS

Ang isang single-crystal blade ay hindi lumalaki - sa loob nito ay may isang lukab ng kumplikadong hugis para sa paglamig. Kasama ang CIAM, nakabuo kami ng configuration ng cavity na nagbibigay ng cooling efficiency coefficient (ratio ng temperatura ng blade metal at working gas) na katumbas ng 0.8, halos isa at kalahating beses na mas mataas kaysa sa mga serial na produkto.

Ito ang mga blades na inaalok namin para sa mga bagong henerasyong makina. Ngayon ang temperatura ng gas sa harap ng turbine ay halos hindi umabot sa 1950 K, at sa mga bagong makina ay aabot ito sa 2000-2200 K. Para sa kanila, nakagawa na kami ng mga haluang metal na may mataas na temperatura na naglalaman ng hanggang labinlimang elemento ng periodic table, kabilang ang rhenium at ruthenium, at heat-shielding coatings, kung saan kasama ang nickel, chromium, aluminum at yttrium, at sa hinaharap - ceramic mula sa zirconium oxide na nagpapatatag sa yttrium oxide.

Sa unang henerasyon ng mga haluang metal, ang isang maliit na halaga ng carbon ay naroroon sa anyo ng titanium o tantalum carbide. Ang mga karbida ay matatagpuan sa kahabaan ng mga hangganan ng mga kristal at binabawasan ang lakas ng haluang metal. Inalis namin ang carbide at pinalitan ito ng rhenium, pinapataas ang konsentrasyon nito mula 3% sa mga unang sample hanggang 12% sa mga huling sample. Mayroong ilang mga reserba ng rhenium sa ating bansa; may mga deposito sa Kazakhstan, ngunit pagkatapos ng pagbagsak Uniong Sobyet ito ay ganap na binili ng mga Amerikano; nananatiling isla ng Iturup, na inaangkin ng mga Hapones. Ngunit mayroon kaming maraming ruthenium, at sa mga bagong haluang metal ay matagumpay naming napalitan ang rhenium dito.
Ang pagiging natatangi ng VIAM ay nakasalalay sa katotohanan na nagagawa nating bumuo ng parehong mga haluang metal at ang teknolohiya para sa kanilang produksyon, pati na rin ang paraan ng paghahagis ng tapos na produkto. Malaking trabaho at kaalaman ng lahat ng empleyado ng VIAM ang namuhunan sa lahat ng mga blades.

Kandidato ng Technical Sciences I. DEMONIS, Deputy General Director ng VIAM

Inilunsad ng PJSC Ufa Motor-Building Production Association (UMPO) ang pinakamalaking blade casting melting at pouring plant sa Europe sa advanced na blade casting site. Ang mga sukat ng kagamitan ay 9 metro ang lapad, 12 metro ang haba at 8.5 metro ang taas. Ang yunit ay idinisenyo para sa paggawa ng mga blangko sa panahon ng paggawa ng mga bahagi ng makina para sa promising civil aircraft MS-21. Ginagawang posible ng bagong kagamitan na matunaw mula 20 hanggang 150 kg ng isang espesyal na haluang metal, na ginagawang posible na ibuhos isang malaking bilang blades sa isang cycle lang.

Ang bagong PZU ay aktibong kasangkot sa pagpapatupad ng isang magkasanib na proyekto sa pagitan ng UMPO at ng Moscow Institute of Steel and Alloys (NUST MISiS) upang bumuo at magpatupad ng isang mapagkukunan-mahusay na teknolohiya para sa paggawa ng hollow cast turbine blades. Gagamitin ito sa paggawa ng hindi lamang mga makina ng turbine ng sasakyang panghimpapawid, kundi pati na rin ang mga istasyon ng pumping ng langis at gas, "sabi ni Pavel Alinkin, tagapangasiwa ng promising program, deputy head ng departamento para sa teknikal na pag-unlad at muling kagamitan.

Sa simula ng Nobyembre 2015, proyektong ito nanalo ng subsidy sa kompetisyon ng Ministry of Education ng Russian Federation sa ilalim ng Decree No. 218 ng Government of the Russian Federation. Ang grant ay makakatulong sa UMPO na bawasan ang oras na kinakailangan upang ipakilala ang pagbabago sa pilot at mass production.

Ang Samahan ay may masaganang karanasan sa pakikipagtulungan sa mga unibersidad ng Russia sa ilalim ng 218th Decree. Sa kasalukuyan, ang negosyo ay nagtatrabaho sa dalawa pang teknolohiya: para sa paggawa ng mga manipis na pader na malalaking sukat na titanium castings (na may MISiS at USATU) at mga bahagi ng aluminyo na lumalaban sa init (na may USATU at iba pang mga unibersidad). Dalawang proyekto - kasama rin ang MISiS at USATU - ay matagumpay na nakumpleto, ang kanilang mga resulta ay kasalukuyang ipinakilala sa produksyon. Ito ay isang teknolohiya sa pagmamanupaktura para sa suporta ng turbine ng VK-2500 helicopter engine at ang produksyon ng mga monowheels at blisk sa pamamagitan ng linear friction welding.

Sa unang pagkakataon sa Russia, posibleng mag-cast (isang paraan na tinatawag na investment casting) mula sa isang haluang metal ng titanium aluminide innovative blades na dalawang beses na mas magaan kaysa sa kanilang mga katapat na nakabatay sa nickel. Ang teknolohiya para sa paggawa ng mga bagong blades ay inilagay na sa produksyon sa Ufa Motor-Building Production Association (PJSC UMPO). Inaasahan na ang titanium intermetallic blades ay gagamitin sa bagong Russian PD-14 engine para sa Russian MS-21 short-medium haul passenger aircraft. Sa pamamagitan ng pagbabawas ng bigat ng sasakyang panghimpapawid, ang bagong pag-unlad ay magbibigay-daan sa iyo na magdala ng mas maraming pasahero na may mas kaunting gasolina.

"Ngayon, ang paggawa ng mga produkto mula sa titanium aluminide ay may malaking pangangailangan sa civil aviation. Ang aming pag-unlad ay hindi mas mababa sa mga analogue ng mundo mula sa Europa at USA. Napakahalaga na ito ay isang ganap na domestic development: ang mga blades ay maaaring gawin sa mga domestic na kagamitan at mula sa mga domestic na materyales, "sabi sa isang panayam ng pinuno ng pangkat ng pananaliksik, pinuno ng Kagawaran ng Teknolohiya ng Mga Proseso ng Foundry at Artistic Processing ng Mga Materyal. , NUST MISIS, Propesor Vladimir Belov. Ang paglipat sa isang bagong teknolohiya ay makabuluhang bawasan ang bigat ng makina, bilang isang resulta, posible na magdala ng mas maraming pasahero o kargamento sa malalayong distansya. Bukod sa, bagong teknolohiya Ang mga blades ng pagmamanupaktura ay makabuluhang bawasan ang epektibong centrifugal stress sa compressor at turbine ng mga makina ng sasakyang panghimpapawid, bawasan ang inertia ng mga turbine at compressor, at sa gayon ay mabawasan ang pagkonsumo ng gasolina at mga greenhouse gas emissions.

Ang imbensyon ay nauugnay sa larangan ng mechanical engineering, at partikular sa mga pamamaraan para sa paggawa ng mga blades ng aircraft gas turbine engine (GTE) mula sa mga materyales na maaaring ma-deform sa malamig o mainit na estado. Ang blade blade ay ginawa. Ang isang aerodynamic profile ay nabuo sa bawat seksyon ng balahibo. Bumuo ng shank. Magsagawa ng mga operasyon sa pagtatapos. Ang pagbuo ng isang aerodynamic profile at isang shank ay isinasagawa sa pamamagitan ng sabay-sabay na pag-twist sa feather at shank at pag-calibrate ng mga ito sa isang die. Ang isang flat billet ay ginawa gamit ang mga seksyon, ang lugar at haba nito ay pantay, ayon sa pagkakabanggit, sa lugar ng kaukulang mga seksyon ng naselyohang talim at ang haba ng mga chord ng mga seksyong ito. Bilang resulta, ang pagtaas sa kadahilanan ng paggamit ng metal at katumpakan ng pagmamanupaktura, isang pagtaas sa kalidad ng mga wide-chord GTE blades at pagbawas sa mga gastos sa oras ay natiyak. 2 may sakit.

Ang kasalukuyang imbensyon ay nauugnay sa larangan ng mechanical engineering, at partikular sa mga pamamaraan para sa paggawa ng mga blades ng aircraft gas turbine engine (GTE) mula sa mga materyales na maaaring ma-deform sa malamig o mainit na estado.

Sa modernong mga disenyo ng mga tagahanga ng makina ng sasakyang panghimpapawid, malawak na ginagamit ang malalaking sukat na malawak na chord blades, na ginagawang posible na makabuluhang bawasan ang ingay ng fan, dagdagan ang thrust, at sa pangkalahatan ay dagdagan ang kahusayan ng isang gas turbine engine.

Ang mga tradisyunal na teknolohiya para sa paggawa ng mga blades ay kilala, kabilang ang paggawa ng blade blade sa pamamagitan ng stamping na may phased twisting ng blade profile at mga allowance para sa blade at lock, na sinusundan ng pag-alis ng mga allowance sa pamamagitan ng machining, electrophysical at iba pang mga pamamaraan (Krymov V.V. , Eliseev Yu.S., Zudin KI Produksyon ng mga blades para sa mga gas turbine engine, M., "Engineering / Engineering - Flight", 2002, pp. 66-100, 101-197).

Ang pamamaraang ito ay nagiging sobrang oras-ubos at metal-ubos sa produksyon ng malawak na chord blades dahil sa kanilang malalaking sukat (ang haba ay maaaring umabot sa 1.5 m, na may taas-sa-chord ratio na mas mababa sa 2) at kumplikadong mga geometric na hugis.

Ang kumplikadong pagsasaayos ng mga paunang paglipat ay binabawasan ang paggawa ng mga kasamang operasyon, mula sa paglilinis ng mga depekto ng panlililak hanggang sa paggamit ng mga dalubhasang lodgement para sa pagpainit bago ang susunod na paglipat ng panlililak.

Ang pagbabawas ng allowance sa machining para sa profile ng panulat ay humahantong sa isang pagtaas sa mga tiyak na pwersa ng forging, at sa parehong oras na makuha ang pangwakas na pagsasaayos nito ay nangangailangan ng pagtaas sa higpit ng die set assembly upang sumipsip ng mataas na puwersa ng paggugupit sa panahon ng forging.

Ang sabay-sabay na huling pagtatapos ng profile ng panulat sa mga tuntunin ng kapal at pagsasaayos, sa kabila ng mga kilalang pamamaraan ng mekanikal, kemikal at electrochemical na paggiling, ay isang napakahirap na operasyon.

Ang isang kilalang paraan para sa paggawa ng gas turbine engine blades (RF patent No. 2257277) ay isang prototype. Ang kakanyahan ng pamamaraan ay nakasalalay sa katotohanan na sa unang yugto ng pagdidisenyo ng teknolohikal na proseso, ang pagguhit ng disenyo ng talim ay pinoproseso, i-unwinding at itinutulak ang mga kinakalkula na mga seksyon ng panulat, habang "inilalagay" ang mga chord ng mga unwound na seksyon. sa isang eroplano. Ang nagresultang binagong pagguhit ng talim ay ang batayan para sa disenyo ng blank-forging. Ang isang stamping blank na may untwisted feather profile ay ginawa sa pamamagitan ng volumetric stamping na may allowance para sa feather at lock para sa karagdagang pagputol. Matapos alisin ang magaspang na allowance, halimbawa, sa pamamagitan ng paggiling, ang profile ng panulat ay baluktot sa isang mainit na estado gamit ang mga espesyal na aparato. Kasunod nito, ang workpiece na ginawa sa ganitong paraan ay sumasailalim sa lahat ng tradisyonal na yugto ng teknolohikal na proseso ng pagmamanupaktura ng talim.

Ang kawalan ng pamamaraang ito ay ang pagpapasiya ng mga parameter ng kapangyarihan sa pamamagitan ng pagkalkula ng proseso ng mainit na pag-twist ng balahibo ng talim, pagkakaroon ng isang airfoil cross section, ay may problema sa haba. ang pagsusuri ng mga umiiral na modelo ng matematika para sa pagtukoy ng mga parameter ng puwersa sa panahon ng pag-twist ay limitado sa pagsasaalang-alang ng mga rod na may elementarya na mga geometric na seksyon (bilog, ellipse, parisukat, parihaba). Samakatuwid, ang mga pagpapapangit sa panahon ng pag-twist ng produkto ay hindi maiiwasang humantong sa isang pagbaluktot ng airfoil, na maaaring lumampas sa larangan ng pagpapaubaya. Ang pagpili ng mga teknolohikal na mode at geometric na mga parameter ng workpiece ay nangangailangan ng isang malaking bilang ng matrabaho at matagal na eksperimentong gawain para sa bawat uri ng malawak na chord blade size. Ang proseso ay hindi matatag, depende sa maraming mga kadahilanan at nangangailangan ng espesyal na kagamitan.

Upang maalis ang mga negatibong aspeto sa itaas, iminungkahi na paghiwalayin ang mga operasyon: ang pagbuo ng kapal ng paghahatid ng profile ng panulat at ang pagbuo ng tabas nito. Bilang karagdagan, pinapayagan ka nitong makabuluhang palawakin ang hanay ng mga kagamitan para sa pagsasagawa ng unang yugto, at ang lahat ng mga kaugnay na operasyon ng pagsasaayos at pag-machining ng yugtong ito ay isinasagawa sa isang tuwid na tabas na mas advanced sa teknolohiya sa pagproseso.

Ang kasalukuyang imbensyon ay sumusubok na magpakita ng isang bagong paraan para sa paggawa ng mga contoured na gas turbine blades, ang one-pass isothermal flashless final stamping (twist + gauge) na paraan, na binabawasan o nalulutas ang mga nabanggit na problema.

Nilulutas ng imbensyon ang problema sa paggawa ng malawak na chord GTE blades ng kumplikadong geometric na hugis gamit ang karaniwang kagamitan.

Ang teknikal na resulta ng kasalukuyang imbensyon ay upang mapabuti ang kalidad ng paggawa ng wide-chord GTE blades, pati na rin ang katatagan ng proseso habang binabawasan ang mga gastos.

Isang paraan para sa paggawa ng mga blades ng isang gas turbine engine, kabilang ang paggawa ng blade ng blade, na bumubuo ng isang aerodynamic profile sa bawat seksyon ng balahibo ng blade, na bumubuo ng shank at nagsasagawa ng mga operasyon sa pagtatapos, na bumubuo ng isang aerodynamic profile sa bawat seksyon ng balahibo ng ang isang talim at pagbuo ng isang shank ay isinasagawa sa pamamagitan ng sabay-sabay na pag-twist ng balahibo at ang shank at pag-calibrate ng mga ito sa isang die sa pamamagitan ng isothermal forging, sa parehong oras, ang isang patag na blangko ay ginawa, na ginawa gamit ang mga seksyon, ang lugar at haba nito ay pantay. , ayon sa pagkakabanggit, sa lugar ng kaukulang mga seksyon ng naselyohang talim at ang haba ng mga chord ng mga seksyong ito.

Ang kakanyahan ng imbensyon ay inilalarawan ng mga guhit, na nagpapakita ng:

figure 1 - wide-chord blade 1, ginawa, halimbawa, ng titan o isa sa mga haluang metal nito;

figure 2 - straightened workpiece wide-chord blades.

Iminungkahi ayon sa imbensyon, ang paraan ng paggawa ng mga blades ng mga gas turbine engine ay ang mga sumusunod.

1. Ang paggawa ng isang slab 4 (figure 2) sa pamamagitan ng extrusion at (o) precision stamping, pati na rin ang rolling at (o) upsetting at (o) machining ng flat o section na mga produkto.

2. Paghahanda ng mga pangunahing elemento 3 para sa kasunod na pagtatapos ng machining ng panulat at sa parehong oras ng pagtula ng mga elemento para sa single-pass stamping o sa yugto ng precision stamping ng workpiece at (o) karagdagang balahibo. pagproseso ng mga dating nakuha na workpiece o nakuha sa pamamagitan ng hinang sa workpiece 4 at karagdagang balahibo. pagpoproseso.

3. Paghahanda ng isang nakaplanong projection ng workpiece para sa single-pass stamping o sa yugto ng precision stamping ng workpiece at (o) karagdagang balahibo. pagproseso ng mga naunang nakuhang blangko (sinisiguro nito ang pagkakapantay-pantay ng mga kuwerdas ng blangko ng panulat 6 at ang mga kuwerdas ng tapos na produkto 7).

4. Paghahanda ng mga high-altitude na sukat ng workpiece para sa single-pass stamping o sa yugto ng precision stamping ng workpiece at (o) karagdagang balahibo. pagproseso ng dati nang nakuhang mga blangko.

5. Paglalapat ng init at presyon sa workpiece para sa isothermal stamping (sabay-sabay na pag-twist ng airfoil ("feather") 1 at shank ("lock") 2 na may sabay-sabay na pagkakalibrate) at ang paggawa ng mahalagang natapos na panlabas na pagsasaayos at mga sukat ng ang profile ng balahibo. Para sa high-angle swirling ng airfoil (higit sa 40°) at pag-calibrate ng wide-chord fan blades, ginagamit ang espesyal na ipinakilalang mga holding elements ng die equipment (hindi ipinakita).

6. Tinatapos ang produkto upang alisin ang labis na materyal mula sa nangunguna at sumusunod na mga gilid (5) ng isothermally stamped na panlabas na pagsasaayos upang makakuha ng natapos na profile ng balahibo.

7. Pag-alis ng base (pagtula) ng mga elemento 3 ng Fig.1.

8. Mechanical processing ng blade shank (“lock”) 2.

Isang halimbawa ng isang tiyak na pagpapatupad. Nagsagawa ng pang-eksperimentong stamping ng isang malawak na chord GTE blade sa isang closed die. Materyal - titanium alloy brand VT6. Ang temperatura ng panlililak ay hindi hihigit sa 850°C. Ang tool ay pinainit sa temperatura na hindi hihigit sa 850°C. Tapos na mga sukat ng talim: haba - 1200 mm, maximum na lapad ng chord 620 mm.

Ang iminungkahing pamamaraan para sa paggawa ng malawak na chord blades ay ginagawang posible na bumuo ng isang epektibong teknolohiya na maaaring magamit upang makabuo ng isang bilang ng mga blades para sa mga gas turbine engine mula sa mga progresibong metal at haluang metal.

Ang bentahe ng iminungkahing teknikal na solusyon ay ginagawang posible upang mapalawak ang mga teknolohikal na kakayahan ng karaniwang kagamitan, upang maisagawa ang proseso sa minimal na gastos oras. Ang rate ng paggamit ng metal ay makabuluhang nadagdagan, ang katumpakan ng pagmamanupaktura at ang katatagan ng teknolohikal na proseso ay nadagdagan.

Isang paraan para sa paggawa ng mga blades ng isang gas turbine engine, kabilang ang paggawa ng blade ng isang blade, na bumubuo ng isang aerodynamic profile sa bawat seksyon ng airfoil ng blade, na bumubuo ng isang buntot at gumaganap ng mga operasyon sa pagtatapos, na nailalarawan sa pagbuo ng isang airfoil sa bawat seksyon ng airfoil ng talim at ang pagbuo ng buntot ay isinasagawa sa pamamagitan ng sabay-sabay na pag-twist sa airfoil at buntot, at ang kanilang pagkakalibrate sa isang selyo sa pamamagitan ng isothermal forging, habang gumagawa ng flat workpiece na ginawa gamit ang mga seksyon, ang lugar at haba nito ay pantay-pantay. sa lugar ng kaukulang mga seksyon ng naselyohang talim at ang haba ng mga chord ng mga seksyong ito.

Mga katulad na patent:

Ang imbensyon ay nauugnay sa mechanical engineering, lalo na sa pagproseso ng mga metal sa pamamagitan ng ultrasonic forging, at maaaring gamitin para sa paggawa ng mga bahagi na may pinahusay na teknikal at pagpapatakbo na mga katangian at para sa pagbuo ng mga bilugan na gilid na may variable na kapal.

Ang imbensyon ay nauugnay sa pagproseso ng mga metal sa pamamagitan ng presyon at maaaring magamit sa industriya ng abyasyon sa paggawa ng mga blades para sa mga blades na may dalawang shank o may isang shank at shroud shelf. Ang heated billet ay naka-install sa isang lalagyan sa pagitan ng dalawang semi-matrice ng isang composite matrix na ginawa gamit ang isang channel. Sa kasong ito, ang bahagi ng workpiece ay inilalagay sa mas mababang suntok. Ang workpiece ay deformed sa pagbuo ng isang leeg sa pamamagitan ng pagsasara ng semi-matrices. Pagkatapos ang isa sa mga blade shank ay nabuo sa pamamagitan ng paglipat ng mas mababang suntok pataas pagkatapos ihinto ang semi-matrices. Ang workpiece ay na-extruded sa pamamagitan ng channel ng composite matrix ng upper punch kapag ang lower punch ay gumagalaw sa mas mababang posisyon. Kasabay nito, ang bahagi ng workpiece ay naiwan sa lalagyan at isang panlililak ay nabuo variable na seksyon, lumalawak patungo sa natitirang bahagi ng workpiece sa lalagyan. Bilang resulta, isang pagpapalawak ng hanay ng mga forging na nakuha, isang pagtaas sa rate ng paggamit ng metal, at isang pagtaas sa mga katangian ng lakas ng produkto ay ibinigay. 2 may sakit.

SUBSTANCE: ang mga imbensyon ay nauugnay sa pagbuo ng metal at maaaring magamit sa paggawa ng mga blades ng turbine sa pamamagitan ng hot stamping. Ang paunang workpiece ay inilalagay sa isang pahalang na receiver ng isang split matrix, na binubuo ng dalawang semi-matrice na may vertical split plane. Ang mga semi-matrice ay ginawa gamit ang isang pahalang sa pamamagitan ng butas na bumubuo ng isang receiver at mga cavity para sa mga blades na matatagpuan sa radially na may kaugnayan sa receiver. Ang isang axial force ay inilalapat sa magkabilang dulo ng workpiece sa pamamagitan ng mga suntok na matatagpuan sa magkabilang panig. Bilang isang resulta, ang workpiece ay deformed hanggang sa ang mga cavity para sa mga blades ay ganap na napuno at isang multi-piece forging ay nakuha. Ang forging ay binubuo ng mga blades na konektado ng isang press residue. Ang forging ay tinanggal mula sa die at ang mga blades ay pinaghihiwalay mula sa press residue. Ang resulta ay isang pagtaas sa plasticity ng materyal ng workpiece kapag dumadaloy ito sa lukab ng mga semi-matrice, isang pagbawas sa teknolohikal na pagsisikap, pati na rin ang pagtaas sa katumpakan ng mga nagresultang produkto at ang rate ng paggamit ng materyal. . 2 n. at 2 z.p. f-ly, 18 may sakit. 1 ave.

Ang pag-imbento ay nauugnay sa larangan ng mechanical engineering, at sa partikular sa mga pamamaraan para sa paggawa ng mga blades ng mga sasakyang panghimpapawid na gas turbine engine mula sa mga materyales na maaaring ma-deform sa isang malamig o mainit na estado.

Panimula

Ang paggawa ng mga blades ng gas turbine engine ay sumasakop sa isang espesyal na lugar sa modernong mechanical engineering. Ito ay dahil sa mga sumusunod na tampok ng paggawa ng mga blades.
1. Responsableng layunin ng mga blades sa makina. Ang mga blades sa isang tiyak na lawak ay tumutukoy sa pagiging maaasahan at hindi pagkabigo na operasyon ng mga gas turbine engine. Ang buhay ng serbisyo ng makina ay natutukoy, bilang panuntunan, sa pamamagitan ng pagganap ng mga blades. Sa pagsasaalang-alang na ito, ang teknolohiya ng pagmamanupaktura at kontrol ng mga blades ay dapat matiyak ang katatagan ng kalidad ng kanilang paggawa at ibukod ang posibilidad ng pag-install ng mga blades na may mga paglihis sa mga geometric na sukat, kalidad ng ibabaw, metalurhiko at iba pang mga depekto sa makina.
2. Pagiging kumplikado mga geometric na hugis at mga kinakailangan para sa mataas na katumpakan na paggawa ng mga blades. Ang balahibo ng talim ay isang talim ng variable na seksyon, na limitado ng mga ibabaw ng isang kumplikadong hugis at tiyak na nakatuon sa espasyo na may paggalang sa lock. Ang katumpakan ng pagmamanupaktura ng panulat ay nasa loob ng 0.05x0.15 mm. Ang bahagi ng lock, kung saan ang mga blades ay nakakabit sa mga disk, ay ginawa na may katumpakan ng 0.01-0.02 mm.
3. Mass production ng mga blades. Ang isang modernong makina na may axial compressor ay may hanggang 2000 blades. Kaugnay nito, kahit na sa paggawa ng mga prototype na makina, ang paggawa ng mga blades ay isang serial na kalikasan.
4. Ang paggamit ng mga mahal at kakaunting materyales para sa paggawa ng mga blades. Sa pagsasaalang-alang na ito, ang teknolohikal na proseso para sa paggawa ng mga blades ay dapat na ginagarantiyahan ang isang minimum na porsyento ng mga pagtanggi.
5. Mahinang machinability ng mga materyales na ginagamit para sa paggawa ng mga blades. Ang mga blades ng turbine ay ginawa mula sa mga haluang metal na nakabatay sa nikel, na may medyo mataas na tigas at mataas na tigas.
Ang kumbinasyon ng mga salik na ito ay tumutukoy sa pagtitiyak ng paggawa ng talim.
Ang produksyon ng mga blades ay pinapabuti sa kasalukuyang panahon, pangunahin sa direksyon ng mekanisasyon at automation. Ang pag-aalis ng manu-manong paggawa ay nagbibigay-daan hindi lamang upang bawasan ang intensity ng paggawa, kundi pati na rin upang mapabuti ang kalidad ng paggawa ng talim.
Malaking pag-unlad ang nagawa sa kamakailang mga panahon sa larangan ng pagtindi ng mga mode ng pagproseso ng heat-resistant at titanium steels at alloys, pati na rin sa larangan ng pagmamanupaktura ng ceramic blades.

1. Layunin at disenyo ng mga nozzle blades

Ang mga gabay at gumaganang blades, ayon sa kanilang opisyal na layunin, ay ang mga pangunahing bahagi ng steam at blade engine. Magkasama, bumubuo sila ng bahagi ng daloy ng turbine, kung saan ang thermal energy ng working medium (steam, gas) ay na-convert sa mekanikal na gawain ng isang umiikot na rotor. Ang kumbinasyon ng gabay at gumaganang blades ay tinatawag na turbine blade apparatus.
Ang blade apparatus ay ang pinakamahal at pinaka kritikal na bahagi ng turbine. Ang kahusayan ng isang turbine—ang kahusayan nito—ay pangunahing nakadepende sa kalidad ng blade apparatus. Ang pagiging kumplikado ng paggawa ng mga blades ng isang modernong malakas na steam turbine ay umabot sa 42-45% ng kabuuang lakas ng paggawa ng pagmamanupaktura ng lahat ng mga bahagi nito.
Ang mga blades ng turbine ay gumagana sa ilalim ng napakahirap na mga kondisyon. Ang mga ito ay sumasailalim sa malakas na sentripugal na puwersa, baluktot at pulsating na pagkilos ng gumaganang daluyan, na nagiging sanhi ng mga panginginig ng boses ng mga blades, kung saan ang mga matunog na vibrations ay madaling masasabik. Ang lahat ng ito ay nangyayari sa mga unang yugto ng turbine sa mataas na temperatura ng gumaganang daluyan, na kumikilos sa mga blades sa parehong kemikal at mekanikal; sa mga huling yugto, ang mga nangungunang gilid ng mga blades ay kinakalawang (nabubulok) ng mga particle ng tubig na nakapaloob sa basang singaw.
Ang mga kondisyong ito ay nangangailangan ng isang partikular na maingat na diskarte sa disenyo ng mga blades, ang pagpili ng mga materyales para sa kanila at ang organisasyon ng kanilang produksyon. Ang partikular na pangangalaga ay dapat gawin upang matupad ang lahat ng mga sukat na bumubuo sa hugis ng mga blades at upang sumunod sa mga teknikal na kinakailangan na itinatag para sa kanilang paggawa. Ang mga paglihis mula sa mga guhit ay maaaring maging sanhi ng karagdagang mga stress sa mga blades na hindi ibinigay para sa mga kalkulasyon, na, naman, ay maaaring humantong sa isang malubhang pagkabigo ng mga turbine.
Ang nozzle apparatus ng unang yugto ay hugasan ng gas, ang temperatura kung saan, isinasaalang-alang ang hindi pantay pagkatapos ng combustion chamber, ay maaaring 100-120 ° C na mas mataas kaysa sa average na masa sa harap ng turbine. Samakatuwid, sa mga high-temperature na gas turbine, ito ay pinalamig nang napakatindi. Sa ilalim ng mass average na temperatura sa harap ng turbine, dapat isaalang-alang ang weighted average na temperatura ng stagnation nang direkta sa harap ng rotor blades. Pinapayagan nito ang hangin na mas malayang magamit upang palamig ang mga nozzle vanes ng unang yugto, gayunpaman, sa parehong oras, ang mga maliliit na aerodynamic na pagkalugi sa nozzle apparatus mismo at ang pinaka-pantay na daloy ng temperatura, presyon at direksyon nang direkta sa harap ng rotor dapat tiyakin ang mga blades ng yugtong ito.
Ang mga nozzle vane ay karaniwang bahagyang baluktot sa kahabaan ng radius, at samakatuwid ang mga sistema ng paglamig na ginamit ay maaaring ipatupad sa halos lahat ng mga batas ng pag-ikot ng entablado.
Ang nozzle apparatus ng unang yugto ng turbine ay karaniwang ginagawang collapsible na may double-support nozzles, dahil nakikita nito ang pinakamalaking pagbaba ng presyon, ngunit may kinakailangang kalayaan ng thermal expansion (Fig. 1, a). Ang lahat ng mga bago ay may mga cooled nozzle vane na may air outlet karamihan sa trailing edge. Ang hangin na ito, na may halong pangunahing daloy ng gas, ay gumagana sa kasunod na mga rim ng turbine, kaya ang pagkonsumo nito ay hindi nagdudulot ng malaking pinsala sa kahusayan ng turbine. Ang mga hollow cooled nozzle vanes ay ginawa sa pamamagitan ng precision casting (ayon sa mga modelo ng pamumuhunan). Ang unang yugto ng turbine ng GTK-16 TMZ unit ay may brazed blades.
Para sa mga nozzle device ng mga kasunod na yugto sa nakatigil na pagsasanay, ginagamit ang mga cantilever-fixed blades (Larawan 1, b). Sa planta ng turbo engine, pinagsama sila sa mga pakete (segment) ng tatlo o apat na piraso, at sa pagitan ng mga pakete na iniiwan nila

Mga solong disenyo ng blade

a)

b)

sa)

a - double-support air-cooled nozzle blade; b - cantilevered
turbine guide vane; c - adjustable nozzle apparatus na may spherical na paglilimita sa mga ibabaw.

kanin. isa

Mga seksyon ng profile na bahagi ng cooled nozzle blades

a - convective cooling na may deflector; b - convective-film cooling; c - matalim na paglamig; d - paglamig ng intra-wall;
1 - deflector; 2 - cast blade; 3 - porous coating; 4 - heat-shielding coating.
kanin. 2

Ang mga non-separable nozzle device ay ginagamit sa anyo ng mga welded diaphragms. Nangangailangan sila ng mga espesyal na hakbang sa disenyo upang matiyak ang thermoelasticity at upang maiwasan ang tali. Mas gusto ang mga guwang at manipis na pader na diaphragms na walang pahalang na split.
Ang mga hindi pinalamig na nozzle vane ay kanais-nais ding maging guwang upang mabawasan ang mga thermal stress sa trailing edge sa mga biglaang paghinto. Sa lahat ng mga kaso, kinakailangan upang mabawasan ang pag-alis ng init mula sa mga nozzle vanes patungo sa mga bahagi ng stator na nag-fasten sa kanila.
Ang dalawang-shaft at three-shaft nozzle ay nangangailangan ng mahigpit na pagpapaubaya para sa lugar ng seksyon ng labasan ng unang yugto ng bawat turbine upang matiyak ang kinakalkula na pamamahagi ng mga patak ng init sa pagitan nila. Sa kondisyon ng pagtatrabaho, ang lugar ng mataas at mababang pressure turbine ay tumataas ng ibang halaga.
Ang mga adjustable na nozzle device ay nangangailangan ng espesyal na atensyon sa disenyo. Upang mabawasan ang mga radial clearance sa mga dulo ng mga blades, ang mga meridional na ibabaw na katabi ng mga rotary guide vanes ay dapat gawin kasama ang mga sphere na inilarawan ng radii mula sa gitna na matatagpuan sa intersection ng blade trunnion axis kasama ang turbine axis (Fig. 1, c). Ang pagpapasimple ng disenyo ay nakakamit gamit ang medyo maliit na bilang ng malalawak na blades, gayunpaman, ang axial clearance sa pagitan ng nozzle at working blades ay mas malakas na nagbabago kapag lumiko ang mga ito. Ang kinakailangang hanay ng pagpapatakbo para sa pagpapalit ng lugar ng nozzle ay ±10%.
Kabilang sa iba't ibang disenyo ng mga cooled nozzle blades, ang mga deflector blades ay mas karaniwan kaysa sa iba (Larawan 2, a). Ang panlabas na load-bearing shell ay karaniwang ginagawa sa pamamagitan ng precision casting. Ginagawang posible ng plug-in na thin-walled deflector na ayusin ang magandang convective cooling ng mga pader at jet cooling mula sa loob ng nangungunang gilid ng blade. Ang coolant ay umaalis sa talim nang madalas sa pamamagitan ng nangungunang gilid, na ginagawa ng guwang, o malapit dito. Sa gayong mga blades, ang coolant ay gumagalaw sa axis ng blade. Sa unang bahagi ng mga disenyo ng mga cooled nozzle apparatus ng unang yugto, isang longitudinal flow ng coolant ang ginamit nang walang air venting sa gilid. Ngayon, dahil sa maliit na epekto ng paglamig, ang mga ganitong disenyo ay bihirang ginagamit at para lamang sa pangalawa o pangatlong yugto.
Mga kalamangan ng blade na may plug-in na deflector para sa mas malamig na cross-section:
convergence ng heat transfer coefficients ng hangin at gas, na nagbibigay ng isang pare-parehong temperatura sa ibabaw ng cross section ng talim;
ang posibilidad ng pagpapatupad ng differentiated cooling ng mga seksyon ng talim sa taas at sa cross section dahil sa lokasyon at bilang ng mga butas sa deflector;
ang kakayahang kontrolin ang lalim ng paglamig ng talim sa proseso ng pagtatapos o pagtaas ng mapagkukunan;
paghahambing na pagiging simple ng pagpapatindi ng pagpapalitan ng init mula sa hangin dahil sa iba't ibang mga turbulator.
Ang deflector ay isang manipis na pader na shell ng dalawang bahagi, na konektado sa pamamagitan ng spot o roller welding, kung minsan ay paghihinang. Posibleng gumawa ng isang deflector sa pamamagitan ng pagpapapangit at reaming ng isang manipis na pader na tubo. Ang pagbubutas ng deflector sa ilang mga lugar ay ginagawang posible na patindihin ang convective heat transfer dahil sa jet cooling. Ang konsentrasyon ng jet cooling sa isang lugar ay tinatawag na shower cooling.
Ang mga nozzle blades na may convective-film cooling ay ginagamit para sa mas mataas na temperatura ng gas (Tg > 1200 - 1250 ° C) kaysa sa puro convective. Kumokonsumo ito ng mas maraming malamig na hangin kaysa sa walang blown cooling film. Gayunpaman, para sa mga nozzle vanes ng unang yugto, hindi ito kritikal. Ang bentahe ng convective-film cooling ng mga blades (Larawan 2, b) ay ang posibilidad ng karagdagang pagbaba sa temperatura ng metal ng 100 °C o higit pa. Ang isa pang bentahe ay ang posibilidad na maalis ang lokal na overheating ng talim sa pamamagitan ng paglikha ng karagdagang puwang ng pamumulaklak sa harap ng seksyon na may labis na tinantiyang temperatura. Gayunpaman, ang pelikula ay mabilis na nahuhugasan at ang mga puwang ng pamumulaklak ay dapat na ulitin. Bilang karagdagan, ang epekto ng injected film sa boundary layer ay nagdudulot ng pagtaas sa aerodynamic loss. Sa panahon ng paglamig ng pelikula, karaniwang may hindi pantay na temperatura sa cross section ng blade.
Sa domestic driven nozzle blades na may convective-film cooling sa dulo ng 80s ay hindi pa laganap, ngunit lumilitaw ang mga ito sa bagong 90s.
Kabilang sa mga sistema ng paglamig para sa mga nozzle blades na ginagawa, ngunit hindi isinasabuhay, babanggitin namin ang mga blades na may matalim na paglamig at mga blades na may intra-wall cooling.
Ang penetrating cooling, kung saan ang hangin ay dumadaan sa maliliit na butas (pores) sa blade wall, ay idinisenyo para sa napakataas na temperatura, halimbawa Tg = 1600 °C. Ito ay sa ilalim ng mga kundisyong ito na ang isang makabuluhang pagbawas sa paglamig ng pagkonsumo ng hangin ay maaaring makamit kumpara sa convective-film cooling. Ang penetrating cooling ay mas malapit na nauugnay sa teknolohiya ng pagmamanupaktura ng mga blade wall kaysa sa iba pang mga paraan ng paglamig. Bilang isang patakaran, ang mga nozzle vanes na may matalim na paglamig ay mga sleeve vanes, i.e. ang isang manipis na shell ay sumasakop sa matigas na core ng talim (Larawan 2, c). Ang mga makabuluhang disadvantages ay ang pangangailangan para sa masusing paglilinis ng cooling air at ang panganib ng mga pores na naharang ng mga dispersed na particle na nakapaloob sa mga produkto ng combustion.
Ang isa pang promising na uri ng sleeve (shell) blades ay blades na may intra-wall cooling. Dito, ginagamit ang longitudinal flow ng coolant (Larawan 2, d).

2. Mga materyales na ginamit para sa paggawa ng mga blades

Ang temperatura ng metal ng mga nozzle vanes ay tinutukoy ng temperatura ng gumaganang likido, paghuhugas ng mga blades ng isang naibigay na yugto, at ng sistema ng paglamig. Ang mga baluktot na stress na nagmumula sa ilalim ng pagkilos ng isang daloy ng gas ay 50-80 MPa, at sa mga nangangako na malakas na mataas na temperatura ay umabot sila sa 130 MPa.
Ang mga blades ay sumasailalim sa static at dynamic na mga epekto ng daloy ng gas. Sa kasong ito, posible ang mga pagbaba ng temperatura tulad ng mga thermal shock hanggang 400 0С, at sa mga promising hanggang 600 -700 0С. Para sa mga drive turbine, ang bilang ng mga pagsisimula sa bawat mapagkukunan ay umabot sa 200, para sa mga peak - 5000. Ang mga blades ay nakalantad din sa mga erosive at corrosive na epekto ng daloy ng mga produkto ng pagkasunog sa bilis na hanggang 700 m / s. Ang nilalaman ng alikabok ng daloy na may mga solidong particle hanggang sa 100 microns ang laki ay maaaring umabot sa isang konsentrasyon na 0.3 mg/m3. Sa ilalim ng hindi kanais-nais na mga kondisyon sa atmospera, ang mga halagang ito ay maaaring panandaliang tumaas hanggang 250 µm at 2.5 mg/m3, ayon sa pagkakabanggit. Sa pagkakaroon ng mga aparato sa paglilinis ng hangin, ang nilalaman ng alikabok ng daloy ng hangin ay hindi dapat lumampas sa itinatag na mga pamantayan.
Ang isang pagsusuri ng mga kondisyon kung saan gumagana ang mga blades at isang pag-aaral ng mga tipikal na aksidente ng mga blades ay natukoy ang mga sumusunod na kinakailangan para sa materyal ng mga blades ng turbine nozzle:
A) mataas na paglaban sa init, i.e. pagpapanatili ng mataas na lakas sa mataas na temperatura ng pagpapatakbo;
B) mataas na plasticity na kinakailangan para sa pare-parehong pamamahagi ng mga stress sa buong cross-sectional area ng talim; magandang paglaban sa mga lokal na stress;
C) mataas na lakas ng pagkapagod (pagtitiis);
D) mataas na pamamasa kadahilanan;
E) ang katatagan ng istraktura, tinitiyak ang invariability ng mga mekanikal na katangian sa panahon ng pagpapatakbo ng mga turbine;
E) mataas na pagtutol sa oksihenasyon at pagbuo ng sukat sa mataas na temperatura;
G) kanais-nais na mga teknolohikal na katangian, na nagpapahintulot sa paggamit ng mas makatuwirang mga pamamaraan ng pagproseso ng mga blades (pangunahin sa pamamagitan ng pagputol) at pagtiyak ng eksaktong pagpapatupad ng laki ng profile at mataas na kadalisayan ng pagproseso. Ang blade metal ay dapat na mahusay na huwad, naselyohang, riveted nang walang pag-crack, baluktot na mabuti at pinagsama sa isang malamig na estado. Sa kaso ng mga welded na istraktura, ang mahusay na weldability ay kinakailangan mula sa metal ng mga blades.
H) Mataas na pagtutol sa pagguho.
Ginagamit ang cast o wrought nickel-based alloys bilang materyal para sa mga nozzle blades ng mga unang yugto. Sa mga temperatura ng gas hanggang sa 700 °C, ang mga austenitic na bakal ay dating ginamit. Para sa mga blades ng mga huling yugto sa temperatura ng gas na mas mababa sa 580 ° C, posible ring gumamit ng mga alloyed chromium steels. Para sa mga blades na gumagana sa mga temperatura na higit sa 650 hanggang 8000 C, ginagamit ang mga haluang metal na lumalaban sa init na nakabatay sa nikel. Kabilang sa mga ito ang ZhS6K, EI929VD, EI893, N70VMYUT, KhN80TBYu, atbp.
Sa mga temperatura ng gas na 800°C at sa itaas, at sa pagkakaroon ng asupre sa fuel gas at sa 720°C, kinakailangang maglapat ng mga proteksiyon na coatings sa nozzle at rotor blades na may nilalamang kromo sa haluang metal na mas mababa sa 20% , sa pamamagitan ng chromium aluminizing, chromosiliconizing o chromoaluminosilicizing, atbp. Ang kapal ng protective coating ay 30 - 60 microns. Ginagamit din ang mga enamel coating, at para sa mga cooled blades, heat-shielding coatings.

3. Uri ng workpiece

Ang mga sumusunod na uri ng mga blangko ay ginagamit para sa paggawa ng mga blades: flat steel, sheet steel, forgings, stampings, hot-rolled profile strips (ang tinatawag na light-rolled profile) at investment casting. Ang pinakakaraniwang mga blangko para sa mga blades ay mga light-rolled na seksyon at mga forging.
Ang uri ng workpiece ay nagre-render malaking impluwensya para sa kasunod na teknolohikal na proseso ng pagproseso, samakatuwid, kapag pumipili ng mga nakapangangatwiran na mga blangko, dapat isaalang-alang ng isa ang lahat ng mga tiyak na kondisyon ng produksyon at, lalo na, ang hugis ng mga blades, ang kanilang bilang at ang tiyempo ng mga order.
Ang pangunahing paraan ng paggawa ng mga nozzle blades ay ang precision investment casting, pangunahin mula sa casting alloys LK4, ZhS6, ZhS6-K, atbp.
Ang paggamit ng precision investment casting ay ginagawang posible na makakuha ng mga blangko na may pinakamababang allowance ng balahibo. Ang mga blangko ng machining ng naturang mga blades ay pangunahin sa pagproseso ng mga kandado ng mga blades.
Ang nawalang paghahagis ng waks ay may mga sumusunod na kalamangan sa iba pang mga pamamaraan para sa paggawa ng mga blangko para sa mga blades ng nozzle;
1) ang posibilidad ng pagkuha ng mga workpiece ng kumplikadong hugis, na may isang ibabaw na tapusin na 5-b at isang katumpakan sa loob ng ika-4 na klase;
2) ang posibilidad ng pagkuha ng mga guwang na blades na may kapal ng pader na hanggang 0.5 mm.
Ang mga kawalan ng pamamaraang ito ay kinabibilangan ng:
1) ang pangangailangan na gumamit ng mga mamahaling haluang metal at pantulong na materyales para sa paghahagis;
2) ang tagal ng ikot ng produksyon.
Sa ilang mga makina, ang mga blades ng nozzle apparatus ay nagsimulang gawin mula sa sheet na lumalaban sa init na materyal sa pamamagitan ng malamig na stamping, na sinusundan ng electric welding ng trailing edge.

4.Basic na kinakailangan para sa blade machining

Ang magandang kalidad ng mga blades, tulad ng lahat ng iba pang bahagi ng turbine, ay nakasalalay sa tamang execution ang mga sukat ng disenyo at kalinisan ng paggamot sa ibabaw na itinatag sa mga guhit. Ang bawat bahagi ng talim (buntot, gumaganang bahagi at ulo) ay may iba't ibang layunin. Ang buntot ay nagsisilbing ligtas na ikabit ang mga blades sa pabahay ng turbine. Ang gumaganang bahagi ay inilaan para sa pang-unawa ng presyon ng singaw, at ang ulo para sa pag-aayos ng bendahe. Kung ang buntot ay may mga talim alinsunod sa opisyal na layunin nito pinakamahalaga ay may isang antas ng katumpakan kung saan ang lahat ng mga sukat ng landing ng buntot ay ginawa, pagkatapos ay para sa nagtatrabaho na bahagi, ang mga sukat na kung saan ay hindi landing, ang antas ng kadalisayan ng pagproseso ay napakahalaga. Ang isang mahusay na makintab na ibabaw ng gumaganang bahagi ay nakakatulong upang mabawasan ang mga pagkalugi ng singaw dahil sa alitan sa ibabaw ng talim, habang sa parehong oras ay pinatataas ang anti-corrosion resistance ng talim.
Ang lahat ng laki ng mga blades, ayon sa mga kinakailangan para sa kanilang katumpakan, ay maaaring nahahati sa tatlong grupo.
Una: ang mga sukat kung saan nakasalalay ang likas na katangian ng koneksyon ng mga blades sa iba pang mga bahagi ng turbine, i.e. mga detalye ng landing. Kabilang dito, una sa lahat, ang mga sukat ng mga buntot at mga spike para sa attachment ng mga bandage tape. Ang diameter ng stud (na may isang round stud) at ang lapad at kapal ng stud (na may isang rectangular stud) ay ginaganap ayon sa running landings ng ika-4 na klase.
Pangalawa: mga dimensyon na hindi lumalapag, ngunit nangangailangan ng mas mataas na katumpakan. Kabilang dito ang mga sukat ng mga seksyon ng mga gumaganang bahagi; mga sukat na tumutukoy sa pag-install ng mga blades at ang lokasyon ng mga butas para sa pangkabit na wire, atbp. Isinasagawa ang mga sukat na ito ayon sa ikatlo at ikaapat na klase ng katumpakan, o ayon sa mga libreng hindi karaniwang pagpapaubaya mula 0.1 mm hanggang 0.5 mm, depende sa laki ng talim.
Pangatlo: mga libreng sukat, na kadalasang kinabibilangan ng mga sukat ng mga fillet, chamfer at iba pang hindi gaanong kritikal na elemento ng mga blades. Ang katumpakan ng mga libreng dimensyon ay alinman sa hindi na-standardize o limitado sa mga tolerance ng ika-7 na klase ng katumpakan. Gayunpaman, kahit na sa kaso kung walang mga pagpapaubaya na itinatag para sa mga libreng sukat, kadalasang isinasagawa ang mga ito ayon sa mga pagpapaubaya na itinatag para sa mga libreng sukat sa pamamagitan ng mga espesyal na teknolohikal na tagubilin na ibinigay ng isang naibigay na negosyo.
Ang kalinisan ng pagproseso ng mga ibabaw ng upuan ay pinananatili sa loob ng ika-6 na klase, mga profile ng pagtatrabaho at mga fillet sa mga gumaganang bahagi - ika-8-9 na klase.
Ang mga sukat ng landing ng mga koneksyon sa buntot ay ang pinaka responsable. Ang mga sukat na ito, pati na rin ang pagtatapos ng pagproseso, ay dapat matiyak ng naaangkop na katumpakan ng machining at ang kalidad ng cutting tool. Ang isang pagguhit ng isang tipikal na talim ng nozzle ay ipinapakita sa fig. 3.

Pagguhit ng tipikal na talim ng nozzle

a)

b)

a - lockless na disenyo, b-may lock.

kanin. 3

Ang katumpakan ng paggawa ng mga pangunahing ibabaw ng mga blades ay nailalarawan sa pamamagitan ng sumusunod na data:
tolerance sa kapal ng profile ng nib ………………… +0.5 - 0,2;
tolerance sa kapal ng gilid ………………………. ±0.2;
kurbada ng profile..……………………. 0.8mm;
trailing edge curvature……………. 0.8mm;
pagpapaubaya para sa kapal ng pader ng mga guwang na blades ..... ± 0.3 mm;
kalinisan ng ibabaw ng lock ……………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………

5. Karaniwang proseso ng machining

Ang teknolohikal na proseso ng pagproseso ng anumang bagong talim ay maaaring madali at mabilis na binuo ng isang technologist sa pagkakaroon ng isang classifier at tipikal na mga teknolohikal na operasyon.
Ang mga haluang metal kung saan ginawa ang mga blades ay hindi maganda ang pagproseso sa pamamagitan ng pagputol (lalo na sa isang metal na tool). Kaugnay nito, ang mga operasyon para sa pagproseso ng mga blades na ito ay karaniwang ginagawa sa pamamagitan ng paggiling.
Para sa mga blades ng blades ng nozzle apparatus, na ginawa ng precision casting na may feather allowance para sa paggiling, ang pangunahing uri ng machining ay paggiling ng mga kandado.
Ang mga balahibo ng talim ay kadalasang tinatapos sa pamamagitan ng kamay sa pagpapakinis ng mga headstock. Ang paunang paglilinis ng panulat ay isinasagawa gamit ang mga nakasasakit na gulong na may sukat na butil na 46-60.Ang proseso ng teknolohikal na ruta ng machining ng mga blades ng nozzle apparatus (na may mga kandado) ay binubuo ng mga sumusunod na operasyon:

№ mga operasyon	ang pangalan ng operasyon	Kagamitan
	Kontrol ng workpiece
	Paggiling ng mga reference na eroplano	Surface grinding machine MSZ
	Bench paglilinis ng trailing gilid flush sa pangunahing ibabaw
	Lapping ng mga gilid ng eroplano ng kastilyo mula sa gilid ng labangan	Lapping machine
	Paggiling sa mga eroplano ng kastilyo	Surface grinding machine MSZ
	Paggiling ng sprue	Surface grinding machine MSZ
	Paggiling ng dalawang eroplano ng lock mula sa likod	Paggiling sa ibabaw ng MSZ
	Electroerosive machining ng mga butas sa lock	Espesyal na pag-install
	namumula	Washing machine
	Paggiling ng uka sa talampakan ng kastilyo	Vertical milling machine
	Locksmith (pagpapurol ng matutulis na mga gilid pagkatapos ng machining)
	Paghuhugas at paghihip	Washing machine
	Ultimate Control
	Deteksyon ng bahid ng kulay	Espesyal na pag-install
	Paglilinis ng mga may sira na lugar pagkatapos ng pagtuklas ng bahid ng kulay	buli ng ulo
	Pag-ukit
	Kontrolin pagkatapos maglinis ng mga sira na lugar
	Luminescent control
	Paglilinis ng mga depekto pagkatapos ng luminescent control	buli ng ulo
	Naglalaba at nagpupunas	Washing machine

Ang proseso ng teknolohikal na ruta ng machining ng mga blades ng isang lockless nozzle apparatus ay binubuo ng mga sumusunod na operasyon:

numero ng operasyon	ang pangalan ng operasyon	Kagamitan
	Blangko - precision casting nang walang allowance para sa machining sa panulat
	Paggiling sa dulo ng panulat	Surface grinding machine MSZ
	Radius milling mula sa input side­ gilid	Pahalang na milling machine
	Radius milling mula sa input side gilid	Pahalang na milling machine
	Bench deburring pagkatapos paggiling at pagpupulpot ng matalim na mga gilid	buli ng ulo
	Paghuhugas at paghihip	Washing machine
	Ultimate Control
	Deteksyon ng bahid ng kulay	Espesyal na pag-install
	Paglilinis ng mga depekto pagkatapos ng pagtuklas ng bahid ng kulay	buli ng ulo
	Pag-ukit
	Kontrolin pagkatapos hubarin
	Luminescent control	Espesyal na pag-install
	Deburring pagkatapos ng fluorescent inspeksyon	buli ng ulo
	Naglalaba at nagpupunas	Washing machine

Susunod, ang panulat ay pinakintab na may mga nadama na bilog na may nakadikit na nakasasakit. Ang polishing ay isinasagawa sa tatlong pass. Ang laki ng grit ng abrasive na ginamit sa paggamot na ito ay 60, 180 at 220, ayon sa pagkakabanggit.

6. Uri ng mga makina

Dahil sa mataas na lakas ng paggawa ng manu-manong pagsasaayos ng profile sa mga indibidwal na halaman, ang mga pagtatangka ay ginawa upang gawing makina ang mga operasyong ito.
Sa fig. Ang 4 ay nagpapakita ng isang modernized na PSL machine para sa pagpapakintab sa likod ng mga blades ng nozzle apparatus. Ang makinang ito ay maaaring magproseso ng ilang bahagi nang sabay-sabay.
Ang mga makina ng MSH-81 at MSH-82 ng halaman ng Moscow ng mga nakakagiling na makina (Larawan 5) ay idinisenyo para sa pagproseso ng mga lockless nozzle blades, ang likod at labangan na kung saan ay may palaging profile sa lahat ng mga seksyon. Ang panulat ay pinoproseso gamit ang isang bilog ng profile, na naitama gamit ang isang espesyal na pamutol ng profile. Sa fig. 6 ay nagpapakita ng isang espesyal na aparato na ginagamit sa cylindrical grinding machine para sa paggiling sa likod ng mga blades ng nozzle apparatus.
Ang aparato ay binubuo ng isang mekanismo para sa sabay-sabay na pag-ikot ng spindle ng grinding wheel at ang spindle ng front beam, isang mekanismo para sa pagbibihis ng grinding wheel at isang mekanismo para sa pagmamaneho ng copier.
Ang spindle 3 ng headstock ay tumatanggap ng pag-ikot mula sa spindle ng grinding head sa pamamagitan ng isang sistema ng mga gears upang matiyak ang synchronism ng pag-ikot ng gulong at ang workpiece.
Mula sa spindle ng produkto, ang pag-ikot na may ratio ng gear na 2: 1 ay ipinadala sa isang volumetric copier 2, na nagsisilbing bihisan ang nakakagiling na gulong. Ang bilog 9 ay naitama gamit ang isang espesyal na mekanismo. Sa baras 10 ng mekanismo para sa pagbibihis ng bilog, ang isang pingga ay mahigpit na nakaupo, na may dalang isang tool sa pag-profile 8. Sa kabilang dulo ng baras 10, isang roller 11 ay naka-mount, na konektado sa roller 6, na nakadikit sa volume copier 12 Ang mekanismo ng dressing ay gumagalaw sa kahabaan ng axis ng pag-ikot ng grinding wheel. Para sa paunang paggiling ng volume copier, ginagamit ang isang reference blade 6, kung saan ang disk 7 ay nagpapahinga, na pinapalitan ang grinding wheel.
Kapag ang reference blade 6 ay umiikot, ang disk 7 ay tumatanggap ng isang pahalang na paggalaw, na ipinapadala sa pamamagitan ng pingga ng baras 10 ng mekanismo ng dressing sa mekanismo ng paggiling ng gulong, na gumiling sa profile ng three-dimensional na copier.
Pagkatapos ng paggiling ng volumetric copier, sa halip na ang grinding wheel, isang roller 11 ang naka-install, ang diameter nito ay katumbas ng diameter ng bilog. Sa halip na isang sektor ng disk, naka-install ang brilyante 8, na nagpoprofile sa grinding wheel. Pagkatapos bihisan ang grinding wheel, ang likod ng blade na naka-install sa halip na ang reference blade ay pinoproseso.
Ang mga blades ng nozzle apparatus ng isang bilang ng mga gas turbine engine ay ginawa sa pamamagitan ng paraan ng precision investment casting na may allowance para sa paggiling sa balahibo.
Sa kasong ito, ang teknolohikal na proseso ng pagproseso ng mga blades ay kinabibilangan (bilang karagdagan sa ipinahiwatig na mga operasyon) din ang mga operasyon para sa paggiling ng profile ng talim, na isinagawa sa mga makina na XSh-185V, XSh-186 at sa mga modernisadong unibersal na nakakagiling na makina.
Ang mga hollow design nozzle blades ay malawakang ginagamit sa mga high-temperature na gas turbine engine. Ang ganitong mga blades ay ginawa din sa pamamagitan ng investment casting, na may ceramic o iba pang mga rod na bumubuo ng isang panloob na lukab.
Ang mga kandado ng mga blades ng nozzle apparatus ay pinoproseso sa mga gilingan sa ibabaw. Ang naprosesong talim ay naka-install sa isang espesyal na cassette. Sa kasong ito, ang ibabaw ng labangan at ang gilid ng panulat ay nagsisilbing mga base. Ang clamp ay isinasagawa sa ibabaw ng likod. Ang kinakailangang pag-aayos ng mga eroplano ng mga kandado ay nakamit sa pamamagitan ng pag-ikot ng cassette at pag-install nito sa kaukulang mga ibabaw fig. 7.
Ang pagproseso ng mga base ng mga blades ng nozzle apparatus ay maaaring isagawa sa isang semi-awtomatikong surface grinding machine model BS-200. Gumagana ang makina sa isang semi-awtomatikong cycle at nagbibigay ng pare-parehong pamamahagi ng allowance sa pagitan ng likod at labangan. Ang makina ay may isang elektronikong aparato para sa pare-parehong pamamahagi ng allowance kasama ang profile ng panulat, pati na rin ang isang aparato para sa walang brilyante na dressing ng bilog. Ang mga bahagi ay ikinakabit sa isang espesyal na kabit na may quick-release clamp.

7. Pag-aayos ng mga workpiece

Sa panahon ng pagproseso, ang workpiece (bahagi) ay nakatuon nang naaayon, dapat na nakatigil. Ito ay nakakamit sa pamamagitan ng pag-aayos nito sa isang kabit o sa isang makina.
Kabaligtaran sa pagbabase ng workpiece, kapag ang isang iba't ibang bilang ng mga bono ay ipinataw dito at ito ay pinagkaitan ng tatlo, apat, lima at anim na antas ng kalayaan, sa lahat ng mga kaso ng pangkabit ang workpiece ay dapat na bawian ng anim na antas ng kalayaan .
Para sa layuning ito, ang iba't ibang mga clamping device ay ginagamit (mechanical, hydraulic, pneumatic, magnetic, vacuum, atbp.), Batay sa paggamit ng friction forces.
Ang mga clamping device sa mga fixtures ay dapat lumikha ng isang pare-parehong contact sa pagitan ng mga base at ang mga reference point (tiyakin ang tamang pagbabase) at immobility ng workpiece sa panahon ng pagproseso nito (pag-aayos ng workpiece).
Dapat pansinin na mas maliit ang bilang ng mga base at reference point na ginagamit kapag binase ang mga workpiece, mas simple, mas produktibo at mas mura ang disenyo ng mga fixtures. Samakatuwid, kapag nagba-base ng mga workpiece na ipoproseso, kinakailangan na magsikap na gamitin ang pinakamaliit na bilang ng mga base na may pinakamaliit na bilang ng mga reference point, kung saan ang mga sukat at hugis ng bahagi na tinukoy ng pagguhit ay maaaring matiyak.

Pagpapakintab sa likod ng mga balahibo ng balahibo ng nozzle apparatus
sa isang modernized PSL machine

Pangkalahatang view at working area ng surface grinder
MSh-81 at MSh-82 na mga modelo

kanin. 5

Paggiling sa likod ng talim ng nozzle
sa isang modernized copy-grinding machine

1—stop, 2—copier, 3—spindle, 4—frame para sa pag-aayos ng reference blade, 5—blade, 6—reference blade, 7—disk, 8—diamond, 9—grinding wheel, 10—shafts ng dressing mechanism , 11— roller, 12—copier disk.
kanin. 6

Paggiling ng mga eroplano ng mga kandado ng mga blades ng nozzle apparatus

kanin. 7

8. Teknikal na kontrol ng mga blades

Ang mga blades ay sinusuri pareho sa proseso ng machining at pagkatapos nito makumpleto. Kasama sa kontrol ng talim ang:
pagtuklas ng panlabas at panloob na mga depekto sa materyal; pagsuri sa pagkamagaspang ng mga ginagamot na ibabaw alinsunod sa mga kinakailangan ng pagguhit; pagsuri sa mga sukat, hugis ng mga profile ng panulat (likod, labangan) at mga kandado at ang kanilang kamag-anak na posisyon; pagpapasiya ng masa at dalas ng mga natural na oscillations ng mga blades; piling pagsubok ng turbine at compressor rotor blades para sa pagkapagod. Sa hollow cooled LPT working blades, sinusuri ang daloy ng tubig sa internal cavity (blade shedding tests).
Ang kontrol ng panlabas at panloob na mga depekto sa materyal ng mga blades ay ginagawang posible upang makilala ang mga bitak at mga linya ng buhok sa ibabaw, mga shell, porosity, delamination, mga dayuhang pagsasama at mga natuklap sa materyal. Para sa layuning ito, ginagamit ang etching, color flaw detection, luminescent, magnetic at ultrasonic control method.
Ang pamamaraan ng magnetic particle ay batay sa pagkahumaling ng mga particle ng iron powder sa mga magnetic pole na bumubuo malapit sa isang magnetized na bahagi sa mga lugar ng discontinuity. Ang pamamaraan ng magnetic particle ay nagpapakita ng mga bitak na may lapad ng pagbubukas na 0.001 mm o higit pa, isang lalim na 0.01 mm o higit pa. Ang kamag-anak na pagiging simple at medyo mataas na pagiging maaasahan ng pamamaraang ito ay nag-ambag sa malawakang pagpapatupad nito.
Ginagamit ang mga pamamaraan ng pag-inspeksyon ng kulay at luminescent (mga pamamaraan ng pagtuklas ng capillary flaw) upang makita ang mga depekto na lumilitaw sa ibabaw ng isang bahagi. Ang paraan ng pagtuklas ng bahid ng kulay ay batay sa kakayahan ng isang espesyal na pulang pintura na tumagos nang malalim sa mga depekto sa ibabaw at puting pintura sa sumipsip ng pulang pintura mula sa isang depekto. Nakikita ng pamamaraan ang mga bitak sa lapad mula sa 0.01 mm, sa lalim mula sa 0.05 mm at sa haba mula sa 0.3 mm.
Ang paraan ng luminescent (LUM-A) ay batay sa kakayahan ng ilang likido na kumikinang kapag na-irradiated ng ultraviolet light. Ang LUM-A luminescent method ay mapagkakatiwalaang nakakakita ng mga bitak, pores, friability, oxide films, blockages, atbp. na umuusbong sa ibabaw. Nakikita nito ang mga bitak na kasing liit ng 0.01 mm ang lapad, kasing lalim ng 0.05 mm, at kasing lapad ng 0.2 mm. Bahagyang mas mataas ang sensitivity ng paraan ng LUM-A kaysa sa paraan ng pagtuklas ng flaw ng kulay. Ang mga panloob na depekto sa materyal ng mga blades ay sinuri ng X-ray at ultrasonic na mga pamamaraan.
Ang pamamaraan ng X-ray para sa pag-detect ng mga depekto ay batay sa pagpapalambing ng X-ray radiation ng materyal ng bahagi, kung saan ang anino ng imahe ng translucent na bahagi ay naitala sa X-ray film. Ang bentahe ng pamamaraan ay ang mataas na sensitivity nito sa pagtuklas ng mga panloob na pores, mga shell, mga dayuhang inklusyon, atbp sa materyal.
Para sa transilumination ng cast turbine blades, ginagamit ang mga mobile cable X-ray machine gaya ng RUP-100-10, RUP-150-10-1, atbp.
Ginagawang posible ng ultrasonic testing method gamit ang surface waves na makita ang mga bitak sa ibabaw at mga metalurhikong depekto ng materyal. Ang pamamaraang ito ay karaniwang ginagamit upang makita ang mga bitak sa mga gilid sa unahan at dulo, na mas madalas sa ibabaw ng likod at labangan, na nangyayari sa panahon ng paggawa at pagpapatakbo ng blade. echoes) mula sa mga depekto.
Kontrol ng mga geometric na sukat, hugis ng panulat at mga profile ng lock at ang kanilang kamag-anak na posisyon. Ang mga operasyon ng ganitong uri ng teknikal na kontrol ng mga blades ay ang pinaka-ubos ng oras. Ang mga device na ginagamit sa mga operasyong ito ay maaaring nahahati sa dalawang pangunahing grupo: non-contact - optical-projection at contact - mechanical, optical-mechanical, pneumatic at pneumohydraulic.
Ang balahibo ng talim ay sinusuri sa mga kalkuladong cross section sa pamamagitan ng mga paraan ng hindi pakikipag-ugnay at pakikipag-ugnay. Ang isa sa mga pamamaraan ng inspeksyon na hindi nakikipag-ugnayan ay ang pagsusuri sa profile sa mga projector na ginagamit sa iisang produksyon. Wala kaming nakitang anumang gamit para sa kanila.
Sa isang maliit na sukat ng produksyon, ang profile ng balahibo ng talim ay minsan ay sinusuri gamit ang mga template. Ang paglihis ng profile ng likod at labangan mula sa template ay nakikitang nakikita sa pamamagitan ng liwanag o gamit ang isang probe. Ang kontrol ng panulat sa pamamagitan ng mga template ay hindi mahusay, subjective at nangangailangan ng masalimuot na template-measuring economy.
Sa mass production, ginamit ang mga mekanikal na instrumento na may mga dial indicator na inayos ayon sa reference blade. Ang mga ito ay simple at madaling gamitin, ngunit hindi epektibo.
Produktibo ang mga multidimensional na instrumento at mga makinang pangsukat. Mabilis na mai-configure ang mga ito upang kontrolin ang iba pang mga blades gamit ang isang reference blade. Ang base para sa pangkabit ng talim ay isang lock o center recesses, dalawa sa mga ito ay nasa gilid na ibabaw ng lock at isa sa dulo ng balahibo. Kasama sa mga naturang device ang unibersal na multidimensional optical-mechanical device ng POMKL type para sa sabay-sabay na kontrol sa airfoil profile, displacement ng airfoil mula sa lock axis, twist angle at airfoil kapal sa mga cross section ng compressor blade.
Ang mga pangunahing geometric na parameter ng turbine at compressor blade lock ay karaniwang sinusuri ng mga mekanikal na instrumento na may mga indicator na orasan na nababagay ayon sa pamantayan.
Ang daloy ng tubig sa loob ng lukab ng balahibo ng mga cooled LPT blades ay sinuri sa isang espesyal na pag-install. Ang talim ay naka-install sa aparato at natapon ng tubig sa sobrang presyon na 4 ± 0.05 kgf / cm2 (0.3 ± 0.005 MPa) at isang temperatura na 20 ± 5 "C sa loob ng 20 s. Suriin ang throughput ng panloob na channel para sa buong I set of blades nito Ihambing ang average flow rate sa resulta ng daloy ng bawat blade sa set.Ang pagkakaiba sa daloy ng tubig para sa working blades sa set (pagkakaiba) ay hindi dapat lumampas sa 13 ... 15% ng ang average na daloy ng tubig sa hanay ng mga blades
Ang mga frequency ng natural na oscillations ng turbine at compressor blades ay sinusuri sa electrodynamic vibration stand.
Ang mga rotor blades ng turbine at compressor ay tinimbang sa balanse ng uri ng VTK-500 na may katumpakan na 0.1 g.

9. Tunay na pagpapatupad ng teknolohikal na proseso sa UTMZ

Isaalang-alang natin ang isang tunay na teknolohikal na proseso sa halimbawa ng guide vane ng unang yugto ng GTN-6U. Uri ng workpiece - investment casting, workpiece material - KhN648MKYUT alloy - USZMI - ZU.
Tunay na pagpapatupad ng teknolohikal na proseso sa pabrika para sa mga guide vanes
Ang 6-11 yugto ng GT-6-750 turbine ay ipinakita sa Talahanayan. 3.
Talahanayan 3

Operation No.	Pangalan at nilalaman ng operasyon	Kagamitan
	Kontrol ng input
	Paggiling at pagsentro. Gupitin ang mga dulo at igitna sa 2 panig.	gitna. paggiling MP-71
	Pahalang na paggiling. I-mill ang mga eroplano ng buntot mula sa gilid ng panloob at panlabas na profile sa mga sentro.	Pahalang na paggiling 6M82G
	Paggiling. Gilingin ang eroplano ng buntot mula sa gilid ng panlabas na profile sa mga sentro.	paggiling sa ibabaw 3B-722
	Paggiling. Gilingin ang eroplano ng buntot mula sa gilid ng panloob na profile	paggiling sa ibabaw 3B-722
	Pahalang na paggiling. I-mill ang eroplano ng buntot sa isang anggulo mula sa gilid ng gas outlet nang maaga sa 2 pass.	Pahalang na paggiling 6M83G
	Vertical milling. Ang paggiling ng eroplano ng buntot sa isang anggulo mula sa gilid ng outlet ng gas ay malinis.	Vertical milling 6M13P
	Pahalang na paggiling. I-mill ang eroplano ng buntot mula sa input side sa isang anggulo muna.	Pahalang na paggiling 6M82G
	Vertical milling. I-mill ang eroplano ng buntot mula sa entry side sa isang malinis na anggulo	Vertical milling 6M13P
	lumingon. Patalasin ang sinulid na shank.	Pagliko ng P.U. 16K20F3
	Vertical milling. I-mill ang mga gilid ng pumapasok at labasan kasama ang haba ng bahaging gumagana.	Vertical milling FK-300
	Pahalang na paggiling. Ang paggiling ng fillet sa gilid ng gas inlet ay malinis.	Pahalang na paggiling 6M83G
	Pahalang na paggiling. Gilingin nang malinis ang fillet sa gilid ng gas outlet.	Pahalang na paggiling 6M83G
	Vertical milling. Gilingin ang fillet ng panloob at panlabas na profile sa isang anggulo na 1050' sa 11 row (maliban sa ika-11 na hakbang) na i-flush sa pangunahing profile.	Vertical milling 4FSL-4A
	Vertical milling. I-mill ang fillet ng panloob at panlabas na profile sa isang tuwid na linya para sa 11 linya na kapantay ng pangunahing profile.	Vertical milling 4FSL-4A
	Paggiling. Gilingin ang panloob at panlabas na mga profile sa parehong oras sa mga sentro para sa 400 linya	paggiling LSh-1A
	Kontrolin. Kontrol sa operasyon 16.
	Locksmith. Nakita ang radii sa mga balikat mula sa gilid ng panloob at panlabas na profile ng pasukan at labasan ayon sa mga template; chamfer 1x450
	Paggiling. Gilingin ang fillet ng panloob at panlabas na profile flush sa pangunahing profile; gilingin ang nangungunang gilid.	Pagpapakintab
	Locksmith. I-file ang exit edge.
	Pangwakas na kontrol.
	Putulin. Gupitin ang base mula sa dulo ng nagtatrabaho bahagi.	Nakasasakit na pagputol
	Paggiling. Pakinisin ang panlabas at panloob na profile, nangungunang gilid at mga fillet.	Pagpapakintab DSh-96
	Locksmith. Pakinisin ang trailing edge gamit ang kamay.
	Locksmith. Markahan ang pagtatalaga ng talim.
	Kontrolin. Suriin kung may mga bitak.
	namumula
	Ultimate Control	control plate
	pagsubok sa panginginig ng boses

10. Mga mungkahi para sa pagpapabuti ng teknolohikal na proseso

Ang pagpapalawak ng serial production ng mga steam at steam engine, na sanhi ng mga gawain ng pagbuo ng industriya ng enerhiya at gas ng bansa, ay nag-ambag sa pinabilis na teknikal na pag-unlad sa pagbuo ng turbine.
Ang partikular na makabuluhang pag-unlad sa direksyon na ito ay nakamit sa paggawa ng mga blades ng turbine. Sa lahat ng mga yugto ng proseso ng teknolohikal, simula sa paghahanda ng mga pangunahing ibabaw ng base, ginagamit ang mga espesyal na makina at CNC machine. Ang pagpapakilala ng mga multi-spindle machine para sa pabilog na paggiling ng panloob at panlabas na mga profile ng mga gumaganang bahagi ng mahabang blades na may mga transverse na linya ay naging pinakamahalagang sukatan upang mapataas ang produktibidad ng paggawa at mapabuti ang kalidad.
Ang paglipat ng pagproseso ng isang tiyak na hanay ng mga blades sa mga tool sa makina na may kontrol ng programa ay naging posible upang pagsamahin ang ilang mga operasyon sa isa at sa gayon ay mabawasan ang cycle ng paghahanda ng talim, palayain ang manggagawa mula sa pagsasagawa ng mabibigat na manu-manong trabaho, dagdagan ang katumpakan ng pagproseso sa mga tuntunin ng laki at pagkamagaspang sa pamamagitan ng pag-aalis ng mga pag-reset at pagtatrabaho sa mga mode ng disenyo ng pagputol.
Kabilang sa mga promising na gawa na nangangailangan ng siyentipikong pagpapatunay at pagpapatupad, ang mga sumusunod ay dapat banggitin:
- pagpapabuti ng produksyon ng mga naselyohang blangko sa mga tuntunin ng pagbabawas ng mga allowance sa machining;
- mekanisasyon ng paggiling ng trabaho sa fine-tuning ang mga profile ng gumaganang bahagi ng mahabang blades;
- pagsasagawa ng gawaing pananaliksik upang matukoy ang mga parameter na napatunayang siyentipiko ng mga pinahihintulutang paglihis mula sa mga sukat ng disenyo ng mga bahagi ng profile, ayon sa pagkakabanggit, ng haba at lapad ng gumagana at gabay na mga vanes.
Makakamit ang makabuluhang teknikal na pag-unlad sa pagbuo ng turbine sa pamamagitan ng organisasyon ng sentralisadong disenyo at paggawa ng mga blades sa isang dalubhasang planta na may malawak na typification ng mga blades at, sa gayon, ang paglipat ng kanilang machining sa daloy at awtomatikong mga linya ng pagpapatakbo, paghahanda para sa kung saan ay praktikal. isinasagawa na sa kasalukuyang panahon sa planta ng turbine.blades (LZTD).
Isang mahalagang kadahilanan teknikal na pag-unlad ang kaganapang ito ay magdadala sa proseso ng pagdidisenyo ng mga blades na mas malapit sa kanilang produksyon. GTU-UPI 2002

Mangyaring basahin bago magtanong: