Tekniken för tillverkning av nya generationens blad har satts i produktion hos umpo. Från enkristallkylda blad till turbinblad med penetrerande (transpiration) kylning, tillverkade med hjälp av additiv teknologi (recension om teknologin för

Bladen på gasturbinmotorer (GTE) är de mest massiva delarna i produktionen av dessa kraftverk.

Det totala antalet blad i GTE-rotorn och statorn, beroende på dess design, kan nå flera tusen stycken med ett intervall på två till tre dussin artiklar, medan de i storlek kan variera från flera tiotals millimeter till en och en halv meter. Turbinblad är de svåraste att tillverka och de mest ansvarsfulla i drift. Arbetsintensiteten för att tillverka dessa delar i de totala arbetskostnaderna för produktion av gasturbinmotorer är minst 70 - 80%.

Fulländning tekniska processer tillverkning av blad av gasturbinmotorer (GTE) bör i första hand lösa problemet med att öka ekonomiska indikationer process, nämligen: öka utnyttjandegraden av materialet; minska komplexiteten i tillverkningen; minskning av den tekniska cykeln för tillverkning av delar och kostnaden för teknisk beredning av produktionen.

Grunden för att lösa detta problem är utvecklingen av gruppteknologier för tillverkning av huvuddelarna i en gasturbinmotor, som bestämmer dess kostnad. Dessa delar inkluderar främst turbin- och kompressorblad, öppna och halvstängda pumphjul. Valet av en eller annan teknik beror på design egenskaper detaljer. Men för samma bladdesign kan olika tekniska processer användas, varav valet av den mest optimala avgörs ekonomisk genomförbarhet dess användning inom ramen för ett visst releaseprogram, dvs. vid tillverkning av samma del i olika stadier av produktionsutvecklingen - från singel till seriell - används olika tekniker, medan övergången från en teknik till en annan kan reduceras avsevärt om vissa allmänna principer iakttas.

Dessa principer måste uppfylla villkoren automatiserad produktion, där uppnåendet av den erforderliga geometriska noggrannheten och kvaliteten på ytskiktet garanteras genom iakttagande av en eller annan gruppteknik implementerad på flerfunktionsmaskiner och användningen av speciella processer.

En av de framstående sovjetiska forskarna och formgivarna var Mikhail Mil. Denna unika person arbetade som chefsdesigner inom helikopterkonstruktion. Med hjälp av hans enastående kunskap skapades helikoptrar Mi-1, Mi-2, Mi-4, Mi-6, Mi-8, Mi-10, Mi-12, Mi-24, etc.

Koncernens teknologi är baserad på standardkonstruktioner av delar. Klassificering av det senare Olika typer utförs med hänsyn till likheten mellan deras designegenskaper och funktionella syfte. Detta gör att bearbetningen av delar av en viss grupp kan tillämpa liknande teknologier. Grunden för bildandet av grupper av liknande delar är en mängd olika delar som används i gasturbinmotorer (GTE).

På grundval av enhetliga tecken på likhet och skillnad mellan delar kan följande grupper med karakteristiska egenskaper bildas: turbinrotorblad; munstycksblad; kompressorblad; ringar; skivor; axlar; deflektorer; stöder osv. Således ges en grupp av delar - GTE-kompressorblad, som bör tillverkas inom ramen för en standardteknik.

Användningen av gruppteknik som ett av produktionsstadierna kräver dess obligatoriska kodning baserad på. Detta system är byggt på principen att dela upp delar i grupper av produktdesignern. Den geometriska likheten mellan detaljerna spelar en avgörande roll i detta. Denna likhet bestämmer en annan gemensamhet - likheten mellan bearbetningsmetoder, d.v.s. samma sekvens av operationer, skärmetoder och följaktligen samma teknisk utrustning för deras tillverkning.

Nästa steg i klassificeringen är användningen av koder (nummer) för gruppteknikverksamhet. Verksamhetskoden ska innebära en specifik teknisk operation som bestämmer ett eller annat steg i grupptekniken.

Till exempel operation 005 - produktion av tekniska baser för bearbetning från gjuteribaser; operation 095 - bearbetning av ytor som passar ihop med en annan del från den tekniska basen, etc. Alltså vid sammanställning ny teknologi för tillverkning av en del som ingår i en viss grupp, används operationsnumret (koden) för att integrera denna del i den tekniska kapacitet som är involverad i denna operation.

Men befintliga industrier inkluderar redan stort antal teknologier skapade under föregående period, som också bör kombineras inom koncernens teknologi, samtidigt som de behåller sitt befintliga klassificeringssystem för delar, tekniska processer, verktyg etc.

Dessutom kan det inom samma grupp finnas delar med konstruktionsskillnader som innebär att ytterligare operationer införs i tekniken. Dessa operationer förändrar inte koncernens teknik radikalt, de genomförs inom dess ramar. Men de förändrar teknologin avsevärt för en viss del som ingår i denna grupp. På grund av dessa designskillnader, för att utföra ett eller annat steg av gruppteknik för en specifik del, kan den användas annat nummer tekniska operationer och, följaktligen, anordningar, skärning och mätinstrument etc.

Således är det tekniska systemet för gruppteknologier utformat, å ena sidan, för att generalisera erfarenheten från tidigare stadier av företagsutveckling, å andra sidan för att skapa ett ordnat system för teknisk förberedelse av produktionen för den efterföljande utvecklingen av företaget.

Bruksmodellen relaterar till området motorbyggnad och kan användas i bladen på en gasturbinmotor (GTE) för flyg-, fartygs- och marktillämpningar (som en del av ett kraftverk). Bruksmodellen löser problemet med att öka böjutmattningshållfastheten hos ett blad genom att minska dragpåkänningarna i dess lås för att undvika för tidigt brott på bladet. En ytterligare uppgift är möjligheten att tillämpa den föreslagna lösningen på kylda GTE-blad. Problemet löses genom att GTE-turbinbladet innehåller ett julgranslås, på vilket en spänningskoncentrator är gjord i form av ett hål. Nytt i den föreslagna bruksmodellen är att hålet är placerat längs GTE-bladets axel. Bladet kan innehålla en kanal som kommunicerar med hålet och bildar en enda spänningskoncentrator. Denna design av fiskbenslåset på GTE-turbinbladet ökar bladets böjutmattningshållfasthet genom att minska dragpåkänningarna i dess lås, vilket gör det möjligt att undvika för tidigt brott på bladet.

Bruksmodellen relaterar till motorbyggnad och kan användas i bladen på en gasturbinmotor (GTE) för flyg-, fartygs- och marktillämpningar (som en del av ett kraftverk).

Känd för utformningen av gasturbinmotorns turbinblad, innehållande ett julgranslås (Skubachevsky G.S. Aircraft gasturbine engines. Design and beräkning av delar. - M.: Mashinostroenie, 1981, s. 89, Fig. 3.27).

Nackdelen med ett blad med ett sådant lås är att det inte möjliggör implementeringen av spänningskoncentratorn. Frånvaron av en koncentrator leder till förstörelse av inte bara bladen utan också skivan när lasten plötsligt tas bort.

Även känd är utformningen av GTE-bladet, innehållande ett julgranslås och minst en spänningskoncentrator i form av ett hål i låset placerat tvärs över bladets axel (patent GB 1468470 daterat 1977-03-30).

Nackdelen med denna design är att julgranslåset under drift utsätts för dragspänningar, vars ökning leder till otillräcklig böjutmattningshållfasthet. Resultatet är för tidigt fel på GTE-bladet. Denna design kan inte heller användas i kylda blad, eftersom det finns ett läckage av kylluft.

Det tekniska syftet med bruksmodellen är att öka bladets böjutmattningshållfasthet genom att minska dragpåkänningarna i dess lås för att undvika för tidigt brott på bladet.

En ytterligare teknisk utmaning är möjligheten att tillämpa den föreslagna lösningen på kylda GTE-blad.

Problemet löses genom att GTE-turbinbladet innehåller ett julgranslås, på vilket en spänningskoncentrator är gjord i form av ett hål.

Nytt i den föreslagna bruksmodellen är att hålet är placerat längs GTE-bladets axel.

Dessutom kan bladet innehålla en kanal som kommunicerar med hålet och bildar en enda spänningskoncentrator.

Den föreslagna ritningen visar ett längdsnitt av ett gasturbinblad.

Gasturbinmotorns blad inkluderar ett julgranslås 1. Julgranslåset 1 innehåller en spänningskoncentrator i form av ett hål 2 som är gjort längs bladets axel 3.

GTE-turbinbladet är försett med en kanal 4 för kylning, som är ansluten till hål 2.

Under driften av GTE-turbinhjulet, i händelse av ett fel på grund av ett plötsligt avlägsnande av lasten, ökar skivrotationshastigheten under påverkan av ökande centrifugalkrafter. Centrifugalkrafterna ökar i sin tur tryck- och böjspänningarna i granlåset 1 och i skivan (visas ej på ritningen), medan dragspänningarna reduceras på grund av närvaron av en spänningskoncentrator i form av ett hål 2. på granlåset 1 längs bladets axel. Detta leder till en ökning av böjutmattningshållfastheten i bladlåset, vilket undviker för tidigt brott på bladet.

Gasturbinmotorns turbinblad fungerar som ett kylt blad när luften passerar genom kanalen 4 för kylning, som är ansluten till hålet 2 för kylning av bladets granlås 1.

Denna design av GTE-turbinbladet gör det möjligt att öka bladets böjutmattningshållfasthet på grund av minskningen av dragspänningar i dess lås för att undvika för tidig förstörelse av bladet; den kan appliceras på kylda GTE-blad.

Formel för bruksmodell

1. Ett turbinblad till en gasturbinmotor innehållande ett julgranslås, på vilket åtminstone en spänningskoncentrator är gjord i form av ett hål, kännetecknad av att hålet är gjort längs bladets axel.

2. Turbinblad hos en gasturbinmotor enligt krav 1, kännetecknat av att bladet innehåller åtminstone en kanal för kylning, som står i förbindelse med hålet.

Produktionen av GTE-blad har en speciell plats i flygmotorindustrin, vilket beror på ett antal faktorer, varav de viktigaste är:

komplex geometrisk form av bärytan och bladskaftet;

hög tillverkningsprecision;

användningen av dyra och knappa material för tillverkning av blad;

massproduktion av blad;

utrusta den tekniska processen för tillverkning av blad med dyr specialiserad utrustning;

övergripande tillverkningskomplexitet.

Kompressor och turbinblad är de mest massiva delarna av gasturbinmotorer. Deras antal i en motorsats når 3000, och arbetsintensiteten i tillverkningen är 25 ... 35% av motorns totala arbetsintensitet.

Scapulas fjäder har en utökad komplex rumslig form

Längden på pennans arbetsdel är från 30-500 mm med variabel profil i tvärsnitt längs axeln. Dessa sektioner är strikt orienterade i förhållande till basdesignplanet och förreglingens profil. PÅ tvärsnitt de beräknade värdena för punkterna som bestämmer profilen för bladets rygg och dal i koordinatsystemet anges. Värdena för dessa koordinater anges i tabellform. Tvärsnitten roteras i förhållande till varandra och skapar en vridning av bladfjädern.

Noggrannheten för vingprofilen i koordinatsystemet bestäms av den tillåtna avvikelsen från de givna nominella värdena för varje vingprofilpunkt. I exemplet är detta 0,5 mm, medan vinkelfelet i pennans vridning inte bör överstiga 20 '.

Pennans tjocklek har små värden, vid inlopp och utlopp av luftflödet till kompressorn varierar det från 1,45 mm till 2,5 mm för olika sektioner. I detta fall sträcker sig tjocklekstoleransen från 0,2 till 0,1 mm. Höga krav ställs också på bildandet av övergångsradien vid in- och utloppet av bladets aeroplan. Radien i detta fall ändras från 0,5 mm till 0,8 mm.

Ojämnheten hos bladprofilen måste vara minst 0,32 µm.

I den mellersta delen av bladets aeroplan finns stödjande hyllplan med en komplex profildesign. Dessa hyllor spelar rollen som extra designytor på bladen, och hårdlegerade beläggningar av volframkarbid och titankarbid appliceras på deras lagerytor. De mittersta höljeshyllorna, som förbinds med varandra, skapar en enda stödring i det första hjulet på kompressorrotorn.

I den nedre delen av bladet finns en låshylla, som har en komplex rumslig form med variabla tvärsnittsparametrar. Bladens nedre hyllor skapar en sluten krets i kompressorhjulet och ger jämn lufttillförsel till kompressorn. Byte av gapet mellan dessa hyllor utförs inom 0,1 ... 0,2 mm. Den övre delen av bladvingen har en formad yta, vars generatris är exakt placerad i förhållande till låsets profil och framkanten på bärytan. Spelet mellan bladens toppar och kompressorns statorhjuls hölje beror på noggrannheten hos denna profil.

Arbetsprofilen för skovelbladet på höljeshyllorna och låset utsätts för härdningsbearbetningsmetoder för att skapa tryckspänningar på generatrisytorna. Höga krav ställs också på bladytornas skick, på vilka sprickor, brännskador och andra tillverkningsfel inte är tillåtna.

Bladmaterialet tillhör den andra kontrollgruppen, som ger en noggrann kvalitetskontroll av varje blad. För ett parti blad framställs också ett speciellt prov, som utsätts för laboratorieanalys. Kraven på kompressorbladens kvalitet är mycket höga.

Metoder för att erhålla initiala ämnen för sådana delar och användningen av traditionella och speciella metoder för vidare bearbetning bestämmer produktionskvaliteten och ekonomiska indikatorer för produktionen. De initiala ämnena av kompressorblad erhålls genom stämpling. I detta fall kan arbetsstycken med ökad noggrannhet erhållas, med små utrymmen för bearbetning. Nedan överväger vi den tekniska processen för tillverkning av kompressorblad, det ursprungliga arbetsstycket, som erhölls genom varmstämpling av vanlig noggrannhet. När man skapar ett sådant arbetsstycke har man identifierat sätt som minskar komplexiteten i tillverkningen och implementeringen av de listade indikatorerna, kvaliteten på kompressorbladen.

Vid utvecklingen av den tekniska processen ställdes följande uppgifter:

Skapande av det ursprungliga ämnet genom varmstansning med ett minimum av bladets fjäder.

Skapande av tekniska vinster för orientering och tillförlitlig fastsättning av arbetsstycket i det tekniska systemet.

Utveckling av teknisk utrustning och tillämpning av metoden för att orientera det initiala arbetsstycket i det tekniska systemet i förhållande till bladets aerodynamiska profil för att fördela (optimera) tillägget i olika stadier av bearbetningen.

Använda en CNC-maskin för att bearbeta komplexa konturer i fräsoperationer.

Användningen av efterbehandlingsmetoder för bearbetning genom slipning och polering med garanti för kvalitetsindikatorer för ytor.

Skapande av ett kvalitetskontrollsystem för utförande av operationer i produktionens huvudstadier.

Ruttteknik för tillverkning av blad. Stämpling och alla relaterade operationer utförs med hjälp av konventionell precisionsvarmstämplingsteknik. Bearbetning utförs på vevpressar i enlighet med tekniska krav. Stämplingslutningarna är 7…10°. Stämplingsytornas övergångsradier utförs inom R=4mm. Toleranser för horisontella och vertikala mått enligt IT-15. Tillåten förskjutning längs frimärkens skiljelinje är inte mer än 2 mm. Fjäder av det ursprungliga arbetsstycket utsätts för profilerad löpning. Blixtspår längs hela konturen av arbetsstycket bör inte överstiga 1 mm.

Kompressorblad är en av de mest kritiska och massproducerade motorprodukterna och, med en livslängd från flera timmar till flera tiotusentals timmar, upplever de ett brett spektrum av effekter från dynamiska och statiska påkänningar, högtemperaturgasflöde som innehåller slipmedel partiklar, samt oxidativa produkter från miljön och förbränningsbränsle. Samtidigt bör det noteras att, beroende på den geografiska platsen för driften och motorns driftsätt, varierar temperaturen längs dess väg från -50 ... -40 ° C till

700…800 С° i kompressorn. Som byggmaterial för kompressorblad av moderna gasturbinmotorer används titanlegeringar (VT22, VT3-1, VT6, VT8, VT33), värmebeständigt stål (EN961 Sh, EP517Sh) och nickelbaserade gjutna legeringar för turbinblad (ZhS6U, ZhS32).

Erfarenheten av att driva och reparera motorer för militära flygplan visar att tillhandahållandet av den tilldelade resursen på 500-1500 timmar till stor del beror på graden av skada på kompressorn och turbinbladen. Samtidigt är det i de flesta fall associerat med uppkomsten av hack, utmattning och termiska utmattningssprickor, gropfrätning och gaskorrosion och erosivt slitage.

Sänkningen av utmattningsgränsen för blad i det fjärde steget på basis av 20 * 10 6 cykler är 30% (från 480 MPa för blad utan defekter till 340 MPa för reparationsblad), även om de maximala spänningarna på de reparerade bladen av det fjärde steget, även om de minskar, överstiger fortfarande avsevärt belastningen på bladkanterna utan hack. Skårorna på kompressorns rotorblad leder till en betydande förlust av utmattningshållfastheten hos de nya bladen. Ett betydande antal blad kasseras och går förlorade på ett oåterkalleligt sätt, eftersom de har hack som går utöver reparationstoleransgränsen. Strukturer av titan med relativt låg vikt har hög korrosionsbeständighet, goda mekaniska egenskaper och ett vackert utseende.

Uppfinningen avser gjuteriproduktion. Bladet på en gasturbinmotor tillverkas genom investeringsgjutning. Skulderbladet innehåller en fjäder 4, vid vars ände det finns en häl 5, gjord i form av ett enda stycke med en fjäder. Hälen innehåller en plattform 5a, i vilken det första badet 12 är gjort med radiella ytor 13 och en botten 14. Badet 12 reducerar hälens tjocklek. I det första badet, i nivå med gränssnittszonen 15 mellan fjädern och hälen, är ett andra bad 16 tillverkat, vilket tillåter att metall hälls in i skalformen vid endast en punkt. På grund av den likformiga fördelningen av metallen förhindras bildandet av porositet i spaden. 3 n. och 3 z.p. flyg, 4 ill.

Ritningar till RF-patentet 2477196

Föreliggande uppfinning avser ett gjutet metallblad och ett förfarande för tillverkning av detsamma.

En gasturbinmotor, såsom en turbojetmotor, inkluderar en fläkt, ett eller flera kompressorsteg, en förbränningskammare, ett eller flera turbinsteg och ett munstycke. Gaserna drivs av fläktens, kompressorns och turbinens rotorer, på grund av närvaron av radiella blad fixerade på rotorernas periferi.

Begreppen inombordare, utombordare, radiell, framåt eller bakåt position eller placering bör beaktas i förhållande till gasturbinmotorns huvudaxel och till riktningen för gasflödet i denna motor.

Det rörliga turbinbladet innehåller ett ben med vilket det är fäst vid rotorskivan, en plattform som bildar ett element i innerväggen som begränsar gas-luftvägen och en fjäder, som är placerad huvudsakligen längs den radiella axeln och blåses av gaser. Beroende på motor- och turbinsteget, vid sin ände på avstånd från stammen, slutar bladet med ett element tvärs mot bärytans (huvud)axel, kallat hälen, som bildar ett element i ytterväggen som begränsar gasen -luftväg.

På hälens yttre yta är en eller flera radiella plattor eller kammusslor gjorda, som tillsammans med statorväggen mittemot bildar en labyrintpackning som ger täthet med avseende på gaser; härför är i regel nämnda statorvägg utförd i form av en ring av nötningsbart material, mot vilken plattorna gnuggar. Plattorna innehåller en framsida och en baksida placerade tvärs gasflödet.

Bladet kan vara monoblock, det vill säga benet, plattformen, fjädern och hälen är gjorda i form av ett enda stycke. Bladet är tillverkat genom en gjutningsprocess som kallas "förlorad vaxgjutning" och är välkänd för fackmannen. På det här sättet:

Tidigare är en modell av skulderbladet gjord av vax;

Modellen är nedsänkt i en eldfast keramisk slip, som bildar ett skal efter bränning;

Vaxet smälts och avlägsnas, vilket gör det möjligt att erhålla en "skalform" av eldfast material, vars inre volym bestämmer bladets form;

Smält metall hälls i skalformen, medan flera skalformar kombineras till ett block för samtidig hällning av metallen;

Skalformen är trasig, vilket gör det möjligt att få en metallspatel.

Vid de punkter där metallen hälls i formen bildas relativt tjocka metallutväxter på det gjutna metallbladet, som måste bearbetas efter gjutningen av bladet. Som regel hälls metall i nivå med bladets häl. Diametern på hällkanalen och därför den efterföljande bildade uppbyggnaden är betydande, och gjutningen sker nära labyrintpackningens plattor, vilka har en liten tjocklek; som ett resultat, om endast en hällpunkt tillhandahålls, är metallen dåligt fördelad i skalformen och det finns problem med bladets porositet, särskilt i nivå med dess blad.

Detta problem kan lösas genom att tillhandahålla två hällinlopp, medan diametern på hällkanalerna minskas på motsvarande sätt. Alltså istället för en hällkanal stor diameter två gjutkanaler med mindre diameter erhålls, på avstånd från varandra, vilket ger en bättre fördelning av metallen och undviker porositetsproblem.

Det är emellertid önskvärt att ta itu med dessa porositetsproblem genom att endast bibehålla en flytpunkt.

I detta avseende är syftet med uppfinningen ett gasturbinmotorblad, tillverkat genom gjutning, innehållande en fjäder, vid vars ände det finns en häl, tillverkad i form av ett enda stycke med fjädern, med vilken den är ansluten i nivå med gränssnittszonen, medan hälen innehåller en plattform på vilken, enligt åtminstone en tätningsplatta, och det första badet är gjort i plattformen, kännetecknat av att det andra badet är gjort i det första badet vid nivån på gränssnittet mellan fjädern och hälen.

Närvaron av ett bad i ett annat bad i nivå med gränsytan mellan bärytan och hälen undviker alltför mycket förtjockning i denna zon och under formningen av bladet genom gjutning ger en bättre fördelning av den flytande metallen i formen. Den förbättrade fördelningen av den flytande metallen i formen gör att gjutmetoden kan användas med en enda metall flytpunkt. Fördelen med att tillverka ett blad med en enda hällpunkt är den exceptionella enkelheten hos skalformen och, om nödvändigt, blocket av skalformar; kostnaden för att tillverka bladen minskar samtidigt som deras kvalitet förbättras.

Dessutom är materialmängden på hälnivå optimerad, vilket minskar vikten och kostnaden för bladet.

Dessutom optimeras de mekaniska påfrestningarna på hälen och/eller fjädern och absorberas bättre av bladet då en bättre massfördelning uppnås.

Företrädesvis begränsas det första badet av de radiella ytorna och botten, och det andra badet är utformat i botten av det första badet.

Det är också föredraget att den andra brickan görs längs bladets huvudaxel mittemot gränsytan mellan hälen och fjädern.

Det är tillrådligt att bladets aeroplan bildas av en solid vägg och innehåller krökta ytor i passningszonen, det andra badet innehåller krökta radiella ytor och en bottenyta, och att de krökta radiella ytorna på det andra badet är placerade väsentligen parallellt med krökta ytor på bärytan i den passande zonen, vilket ger väsentligen konstant bladtjocklek i gränsytan.

Ändamålet med uppfinningen är också en turbin innehållande åtminstone ett blad i enlighet med föreliggande uppfinning.

Ändamålet med uppfinningen är också en gasturbinmotor innehållande åtminstone en turbin i enlighet med föreliggande uppfinning.

Ämnet för uppfinningen är också ett förfarande för tillverkning av ett gasturbinmotorblad, innefattande följande steg:

En vaxmodell av bladet är gjord, som innehåller en fjäder, i vars ände en häl är gjord, som bildar en enda del med fjädern, med vilken den är ansluten i nivå med gränssnittszonen, medan hälen innehåller en plattform på vilken minst en tätningsplatta är gjord, medan i det första badet utförs på plattformen, utförs det andra badet i det första badet i nivå med konjugationszonen mellan fjädern och hälen,

En spatel gjord av vax är nedsänkt i en eldfast slip,

Skalformen är gjord av eldfast material,

Smält metall hälls i skalformen genom ett enda hällinlopp,

Skalformen bryts och en spatel erhålls.

Föreliggande uppfinning kommer att framgå tydligare av följande beskrivning av en föredragen utföringsform av ett blad enligt föreliggande uppfinning och ett förfarande för framställning av detsamma med hänvisning till de bifogade ritningarna.

Fikon. 1 är en schematisk sidovy av ett turbinblad i enlighet med föreliggande uppfinning.

Fikon. 2 - isometrisk vy framifrån yttre sidan bladklackar.

Fikon. 3 är en tvärsnittsvy av bladet längs planet III-III i FIG. ett.

Fikon. 4 är en isometrisk sidovy av utsidan av hälen på skulderbladet.

Såsom visas i FIG. 1 är bladet 1 enligt föreliggande uppfinning utformat väsentligen längs en huvudaxel A, som är väsentligen radiell med avseende på axeln B hos gasturbinmotorn som innehåller bladet 1. I detta fall vi pratar om turbinbladet på en turbojetmotor. Skulderbladet 1 innehåller ett ben 2 placerat på insidan, en plattform 3, en fjäder 4 och en häl 5, som är placerad på utsidan. Hälen 5 passar ihop med fjädern 4 i gränsytan 15 . Ben 2 är utformad för att installeras i rotorhylsan för montering på denna rotor. Plattformen 3 är gjord mellan benet 2 och fjädern 4 och innehåller en yta som är belägen i tvärled i förhållande till bladets 1 axel A och bildar ett väggelement som begränsar gas-luftvägen för dess inuti; nämnda vägg är bildad av alla plattformar 3 av bladen 1 i turbinsteget i fråga, vilka ligger intill varandra. Fjädern 4 är generellt placerad längs bladets 1 huvudaxel A och har en aerodynamisk form som motsvarar dess syfte, vilket är känt för fackmannen. Hälen 5 innehåller en plattform 5a, som är gjord vid den yttre änden av bärytan 4 väsentligen tvärs bladets 1 huvudaxel A.

Såsom visas i FIG. 2 och 4 innefattar hälplattformen 5 en främre kant 6 och en bakkant 7 riktade i tvärriktningen i förhållande till gasflödet (flödet är generellt parallellt med turbojetaxeln B). Dessa två tvärgående kanter, främre 6 och bakre 7, är förbundna med två sidokanter 8, 9, som har en Z-formad profil: varje sidokant 8, 9 innehåller två längsgående sektioner (8a, 8b, 9a, 9b respektive) förbundna mot varandra sektion 8", 9", som är väsentligen tvärgående eller utförd åtminstone i en vinkel med avseende på gasflödets riktning. Det är längs sidokanterna 8, 9 som hälen 5 kommer i kontakt med hälarna på två intilliggande blad på rotorn. I synnerhet för att dämpa vibrationerna som de utsätts för under drift, är bladen monterade på en skiva med väsentligen vridpåkänning runt sin huvudaxel A. Klackarna 5 är utformade på ett sådant sätt att bladen utsätts för vridning spänning när den stöds på intilliggande blad längs tvärgående sektioner 8" , 9" sidokanter 8, 9.

Med utgångspunkt från den yttre ytan av plattformen 5a på hälen 5 tillverkas radiella plattor 10, 11 eller pilgrimsmusslor 10, 11, i detta fall i mängden två; det är också möjligt att tillhandahålla endast en platta eller fler än två plattor. Varje platta 10, 11 är gjord tvärs axeln B hos gasturbinmotorn, med början från den yttre ytan av plattformen på hälen 5, mellan två motsatta längsgående sektioner (8a, 8b, 9a, 9b) av sidokanterna 8 , 9 av hälen 5.

Plattformen 5a på hälen 5 är generellt utformad i en radiell vinkel med avseende på gasturbinmotorns axel B. I turbinen ökar faktiskt tvärsnittet av gas-luftbanan från inlopp till utlopp för att säkerställa expansion av gaser; sålunda rör sig plattformen 5a på hälen 5 bort från gasturbinmotorns axel B från inloppet till utloppet, medan dess inre yta bildar den yttre gränsen för gas-luftbanan.

I plattformen 5a på hälen 5 bildas ett första bad 12 (på grund av formens konfiguration), Detta första bad 12 är ett hålrum bildat av perifera ytor 13 som bildar en kant, som är gjorda med utgångspunkt från den yttre ytan av plattformen 5a och är förbundna med ytan 14 och bildar botten 14 av badet 12. De perifera ytorna 13 är anordnade väsentligen radiellt och är i detta fall krökta på insidan, och bildar en passning mellan den yttre ytan av plattformen 5a och ytan på botten 14 av badet 12. Dessa böjda radiella ytor 15 är generellt parallella med sidokanterna 8, 9 och de tvärgående kanterna 6, 7 plattformarna 5a på hälen 5, och följer sin form sett uppifrån (utmed bladets huvudaxel A 1). Vissa zoner av hälen 5 kanske inte innehåller sådana radiella ytor 13, i vilket fall ytan på botten 14 av badet 12 går direkt till sidokanten (se kant 9a i fig. 2) (det bör noteras att i fig. 2) 4 dessa zoner är inte på samma plats).

Ett bad 12 av denna typ har redan använts i kända spatlar. Dess funktion är att lätta hälen 5 samtidigt som den behålls mekaniska egenskaper: tjockleken på plattformen 5a på hälen 5 är betydande nära sidokanterna 8, 9, vars sidoytor, i kontakt med de intilliggande bladen, utsätts för starka påkänningar under bladets 1 rotation, medan den centrala en del av plattformen 5a på hälen 5, som utsätts för mindre påfrestning, är gjord med en urtagning som bildar det första badet 12.

Dessutom innehåller hälen ett bad 16 i det första badet 12, nedan kallat det andra badet 16. Det andra badet 16 är gjort i nivå med gränsytan 15 mellan hälen 5 och fjädern 4. det andra badet görs längs bladets 1 huvudaxel A mitt emot zonen 15 som parar sig mellan häl 5 och fjäder 4.

Det andra badet 16 är ett hålrum bildat av perifera ytor 17, som bildar en sida, som förbinder bottenytan 14 av det första badet 12 med ytan 18, som bildar botten av det andra badet 16 (och belägen på insidan med med avseende på bottenytan 14 av det första badet 12). De perifera ytorna 17 är anordnade väsentligen radiellt, i detta fall krökta på de yttre och inre sidorna, bildande en passning mellan bottenytan 14 av det första karet 14 och bottenytan 18 av det andra karet 16. Dessa krökta radiella ytor 17 är väsentligen parallella med fjäderns 4 ytor och följer sin form sett uppifrån (längs bladets 1 huvudaxel A) (se fig. 4).

Det andra karet 16 tillverkas under formsprutning (med andra ord, konfigurationen av skalformen som tillåter bladet 1 att formas är anpassad för att forma ett sådant kar 16). Bladet är tillverkat genom att gjuta på förlorade vaxmodeller, som beskrivs ovan i beskrivningen.

Närvaron av det andra badet 16 undviker överdriven tjocklek i zonen 15 av gränsytan mellan hälen 5 och fjädern 4. På grund av detta fördelas metallen mer jämnt under hällningen av metallen i skalformen, vilket gör det är möjligt att undvika bildandet av porositet, även om metallen hälls endast vid en hällpunkt.

Sålunda kan bladet 1 tillverkas genom en investeringsgjutmetod med ett enda flytande metallinlopp för varje skalform, och en sådan metod är enklare och billigare. Om formulären kombineras till block är metoden ännu enklare. Dessutom, genom att hälla i skalformen genom ett enda hällinlopp, innehåller det tillverkade bladet endast en kvarvarande ansamling, som avlägsnas genom bearbetning. Bearbetningen av en sådan del är enklare.

Dessutom reduceras vikten och följaktligen kostnaden för bladet 1 på grund av närvaron av den andra brickan 16, medan påfrestningarna på hälen 5, såväl som påfrestningarna på fjädern 4, är bättre fördelade och, därför bättre uppfattas av bladet 1.

I detta fall är pennan 4 gjord i form av en solid vägg, det vill säga utan kylning med hjälp av en jacka eller ett hålrum i tjockleken på dess vägg. Företrädesvis är periferiytorna 17 och bottenytan 18 hos det andra karet 16 utformade på ett sådant sätt att tjockleken på skoveln 1 är väsentligen konstant i gränsytan 15 mellan hälen 5 och fjädern 4. Detta signum tydligt synligt i fig. 3. I synnerhet, om vi betecknar 15a, 15b de krökta ytorna av fjädern 4 i nivå med gränsytan 15 mellan fjädern 4 och hälen 5, då i FIG. 3 kan man se att de krökta radiella ytorna 17 hos det andra badet 16 är väsentligen parallella med de krökta ytorna 15a, 15b på pennan 4, mot vilka de är placerade. I den illustrerade utföringsformen är radien för de krökta radiella ytorna 17 hos det andra badet 16 inte identisk med radien för de motsatta krökta ytorna 15a, 15b av fjädern 4, men dessa ytor är inte desto mindre i huvudsak parallella.

En del av det andra badet 16, beläget i FIG. 3 till vänster, kännetecknas av en kontinuerlig krökt form utan något plant område mellan den krökta radiella ytan 13 på den första brickan 12, botten 14 av den första brickan 12 och den krökta radiella ytan 17 av den andra brickan 16. på den del av den andra brickan 16, belägen i FIG. 3 till höger, var och en av dessa områden är tydligt synliga. Utförandet mellan dem av olika sektioner i det aktuella området (i sektion) beror på placeringen av hälens 5 ytor i förhållande till fjäderns 4 ytor.

Uppfinningen beskrivs för ett rörligt turbinblad. Men i själva verket kan det appliceras på vilket blad som helst, tillverkat genom gjutning och innehållande en fjäder, i slutet av vilken en häl är gjord i form av ett enda stycke med en fjäder.

KRAV

1. Bladet på en gasturbinmotor, tillverkat genom gjutning, innehållande en fjäder, vid vars ände det finns en häl, tillverkad i form av ett enda stycke med en fjäder, med vilken den är ansluten i nivå med gränssnittszon, medan hälen innehåller en plattform på vilken åtminstone en en tätningsplatta, och det första badet är gjort i plattformen, kännetecknat av att det andra badet är gjort i det första badet i nivå med gränssnittszonen mellan fjädern och hälen.

2. Spatel enligt krav 1, kännetecknad av att det första badet definieras av radiella ytor och en botten, och det andra badet är utformat i botten av det första badet.

3. Blad enligt krav 1, kännetecknat av att den andra brickan är gjord längs bladets huvudaxel (A) mittemot gränsytan mellan hälen och fjädern.

4. Blad enligt krav 3, i vilket pennan är bildad av en solid vägg och innehåller krökta ytor i passningszonen, och den andra brickan innehåller krökta radiella ytor och en bottenyta, medan den andra brickans krökta radiella ytor är belägna väsentligen parallella med pennans krökta ytor i gränsytan, vilket ger en väsentligen konstant bladtjocklek i gränsytan.

5. Turbin innehållande minst ett blad enligt krav 1.

6. Gasturbinmotor innehållande minst en turbin enligt krav 5.

Arbetets relevans

Resursen och tillförlitligheten hos flygplansmotorer bestäms huvudsakligen av kompressorbladens bärförmåga (fig. 1), som är de mest kritiska och högbelastade delarna som utsätts för betydande alternerande och cykliska belastningar under drift, som verkar på dem vid höga frekvenser . Kompressorblad är den mest massiva, högt belastade och kritiska delen av en flygplansmotor.
En egenskap hos kompressorbladen, som har tunna inlopps- och utloppskanter och är gjorda av titanlegeringar, som är mycket känsliga för spänningskoncentration, är att de är de första som möter en främmande kropp (fågel, hagel, etc.) som har kom in i motorkanalen.
Risker, hack, erosionsskador och andra defekter ökar avsevärt nivån av lokala vibrationspåkänningar, vilket kraftigt minskar styrka egenskaper skulderblad. Därför har skapandet av en gynnsam kombination av egenskaper hos ytskiktet vid efterbehandlings- och härdningsoperationerna en stor inverkan på ökningen bärkraft bladen på gasturbinmotorn. En brådskande uppgift är att utvärdera effekten av yttöjningshärdning på knivarnas slaghållfasthet vid stötar med främmande föremål.

Figur 1 - GTE-kompressorbladsmodell (10 ramar, 20 cykler)

För närvarande, vid tillverkning av kompressorblad, används metoder för plastisk deformation och mekanisk bearbetning, såväl som komplexa tekniker vid efterbehandlingen av den tekniska processen, i stor utsträckning.
Vibroslipande bearbetning (VO) på speciella installationer har funnit bred användning vid tillverkning av kompressorblad från titanlegeringar. En positiv effekt på effektiviteten av vibroslipbearbetning är användningen av kemiskt aktiva vätskor tillsammans med ett slipmedel.
Ultraljudsbehandling med kulor (UZO) gör det möjligt att bilda en gynnsam kombination av egenskaperna hos ytskiktet av kompressorblad, som har låg styvhet, hög tillverkningsnoggrannhet, komplex konfiguration och tunna kanter.
Pneumatisk kulblästring (PDO) kännetecknas av glidande kollision av kulor med ytan på bladets bäryta, vilket förhindrar att de överhärdar. Det har fastställts att PDA åtföljs av en minskning av strukturell inhomogenitet och gör strukturen, fasfördelningen och kvarvarande tryckspänningar mer enhetliga i bladets aeroplans ytskikt. Den föreslagna pneumatiska blästringsmetoden för efterbehandling och härdningsbehandling neutraliserar effektivt de tekniska mikrodefekterna i ytskiktet som bildats i de tidigare stadierna av den tekniska processen, åtföljs av en betydande ökning av uthållighetsgränsen, en minskning av spridningen av hållbarhet, och kräver inte efterbehandling av tunna kanter genom manuell polering.
En av de lovande metoderna för efterbehandling och härdningsbehandling är metoden för magnetisk abrasiv polering (MAP). Utmärkande drag MAP är förmågan att bearbeta delar med olika konfigurationer och kombinera efterbehandlings- och härdningsoperationer i en process.
Problemet med erosion av bladen på gasturbinmotorer är allmänt känt. Intensiteten och typen av erosion av kompressorbladen beror inte bara på förhållandena för partikelkollision med bärytan, utan också på kombinationen av ytskiktets egenskaper.
För att förbättra slitstyrkan hos bladen har det blivit mer och mer utbrett olika sorter komplexa teknologier - applicering av plasmabeläggningar i kombination med olika efterbehandlings- och härdningsmetoder.
Utvecklingen och introduktionen av motorer i serieproduktion åtföljs för närvarande av progressiv design och tekniska lösningar, uttryckta i utseendet på nya delar, användningen av fundamentalt nya strukturella material, samt förbättring av produktions-, monterings- och testteknik. Avancerade tekniska processer för bearbetning baserade på konceptet med höghastighetsskärning används i stor utsträckning, metoder för efterbehandlingshärdning och värmebehandling förbättras.
Det nära förhållandet mellan design och produktionsteknik för motorer förutbestämde ett antal aktuella frågor relaterade till att öka bärigheten hos komplexa profildelar med hjälp av tekniska metoder.

Syfte och uppgifter med arbetet

Mål- öka hållbarheten och kvaliteten på GTE-kompressorbladen genom att förbättra det strukturella och tekniska stödet för tillverkningsprocesserna för GTE-kompressorbladen.

Arbetets huvudsakliga uppgifter:
1.) Genomför en analys av det nuvarande tillståndet för strukturellt och tekniskt stöd för tillverkningsprocesserna för GTE-kompressorblad;
2.) Utforska möjligheterna att öka kompressorbladens hållbarhet genom att applicera jonplasmabeläggningar;
3.) Utför experiment för att studera egenskaperna hos slitstark jon-plasmabeläggning;
4.) Utveckling av rekommendationer för att förbättra det strukturella och tekniska stödet för tillverkningsprocesserna för GTE-kompressorblad.

Vetenskaplig nyhet av arbetet

Den vetenskapliga nyheten i arbetet ligger i utvecklingen av rekommendationer för att förbättra det strukturella och tekniska stödet för tillverkningsprocesserna för GTE-kompressorblad och skapa en optimal struktur för den tekniska processen för bearbetning av GTE-kompressorblad. Detta arbete ger också en lösning på problemet med hållbarhet och slitstyrka hos GTE-kompressorbladen.

Huvudsak

Kompressorblad av en gasturbinmotor

GTE-blad arbetar vid höga temperaturer och når över 1200°C för turbinen och över 600°C för kompressorn. Flera förändringar i motorns termiska driftlägen - snabb uppvärmning vid start och snabb kylning när motorn stoppas - orsakar en cyklisk förändring av termiska spänningar, karakteriserad som termisk utmattning (fig. 2). Dessutom upplever profildelen av bärytan och bladroten, förutom spänning och böjning från centrifugalkrafter, böjning och vridmoment från höghastighetsgasflöde, alternerande påkänningar från vibrationsbelastningar, vars amplitud och frekvens varierar över en brett utbud.

Figur 2 - Schema för rörelsen av gasflöden i gasturbinmotorn (3 ramar)

Driftsäkerheten för kompressor- och turbinblad beror inte bara på deras strukturella styrka, motståndskraft mot cykliska och långvariga statiska belastningar, utan också på deras tillverkningsteknik, som direkt påverkar kvaliteten på ytskiktet på skaftet och bladfjädern. Strukturella och tekniska spänningskoncentratorer bildas i ytskiktet, det påverkas av arbetshärdning och inre restspänningar från mekanisk bearbetning. Dessutom utsätts ytskiktet för yttre belastningar i huvudtyperna av spänningstillstånd (böjning, spänning, vridning) yttre miljön. Dessa negativa faktorer kan leda till att bladet förstörs, och följaktligen till att gasturbinmotorn misslyckas.
Produktionen av GTE-blad har en speciell plats i flygmotorindustrin, vilket beror på ett antal faktorer, varav de viktigaste är:
komplex geometrisk form fjäder och skaft på bladen;
hög tillverkningsprecision;
användningen av dyra material såsom legerat stål och titanlegeringar;
massproduktion av blad;
utrustning för den tekniska processen med dyr specialiserad utrustning;
hög tillverkningskomplexitet.
Idag är följande typer av bearbetning typiska för produktion av GTE-blad:
stretching;
fräsning;
rullande;
putsning;
vibrationspolering eller vibrationsslipning;
värmebehandling .

Bildning av ytskiktet vid efterbehandlingen för tillverkning av blad

Vid tillverkning av GTE-blad bildas mikrogrovheter och risker på deras ytor och struktur- och fasomvandlingar sker i ytskiktet. Dessutom observeras en ökning av metallens hårdhet och bildandet av restspänningar i ytskiktet.
Under driftsförhållanden uppfattar ytskiktet de största belastningarna och utsätts för fysiska och kemiska effekter: mekaniska, termiska, korrosion, etc.
I de flesta fall börjar serviceegenskaperna för ytan på GTE-blad att försämras på grund av slitage, erosion, korrosion, utmattningssprickor, vilket kan leda till fel.
Efter efterbehandling särskilja sådana ytdefekter: risker, repor, repor, bucklor, porer, sprickor, grader, etc.
De fysiska och mekaniska egenskaperna hos ytskiktet, som skapas under tillverkningen av blad, förändras avsevärt under drift under påverkan av kraft, temperatur och andra faktorer.
Ytan på delen har ett antal egenskaper jämfört med kärnan. Atomerna som finns på ytan har envägsbindningar med metallen, därför är de i ett instabilt tillstånd och har överskottsenergi jämfört med atomerna som finns inuti.
Som ett resultat av diffusion, särskilt när de utsätts för förhöjda temperaturer, kemiska föreningar oädel metall med ämnen som tränger in från utsidan. Vid förhöjda temperaturer ökar atomernas diffusionsrörlighet, vilket leder till en omfördelning av koncentrationen av legeringsämnen. Diffusion i ytskiktet har en betydande effekt på metallernas egenskaper. Detta gäller särskilt för en operation som slipning, när det är hög temperatur i bearbetningszonen.
Huvudorsakerna till förekomsten av makrospänningar under bearbetning är inhomogeniteten av plastisk deformation och lokal uppvärmning av metallen i ytskiktet, såväl som fasomvandlingar.
Graden och djupet av härdning av ytskiktet av delar bestäms av bearbetningssätten och är direkt relaterade till en ökning av antalet dislokationer, vakanser och andra defekter i metallens kristallgitter.
Ytskiktet av GTE-delar bildas som ett resultat av inbördes relaterade fenomen som inträffar i deformationszonen och angränsande zoner: multipla elastiska-plastiska deformationer, förändringar i metallens plastiska egenskaper, friktion, förändringar i mikro- och makrostrukturen, etc.
Under härdning, som ett resultat av deformation av ytmetallen och friktionsarbetet, frigörs värme, vilket värmer delen. Med intensiva bearbetningslägen värms de lokala områdena av ytskikten, medan de utjämnas - upp till 600-700 ° C, med slagmetoder - upp till 800-1000 ° C.
Sådan uppvärmning leder till en minskning av nivån av kvarvarande tryckspänningar nära ytan, vilket kan leda till en minskning av härdningseffekten. I vissa fall omvandlas tryckspänningar till dragspänningar.
Den främsta orsaken till härdning är en ökning av tätheten av dislokationer som ackumuleras nära skjuvlinjer och deras efterföljande stopp framför olika typer av hinder som bildas under deformationsprocessen eller som fanns före den. Fragmenteringen i block av metallvolymer inneslutna mellan glidplanen, rotationen av dessa block, krökningen av glidplanen och ackumuleringen av produkter av förstörelse av kristallgittret på dem bidrar till en ökning av oregelbundenheter längs glidplanen, och följaktligen till härdning.
Under bearbetningen av delar är bildandet av kvarvarande spänningar förknippat med ojämn plastisk deformation av ytskikten, som uppstår under samverkan mellan kraft och termiska faktorer.
Deformationen åtföljs av ojämna djup och sammankopplade processer av skjuvning, omorientering, krossning, förlängning eller förkortning av strukturkomponenterna. Beroende på deformationernas karaktär observeras en ökning av densiteten hos delens material.
Under svåra härdningsförhållanden kan överhärdning uppstå, vilket resulterar i att farliga mikrosprickor uppstår i ytskiktet och bildandet av partiklar av exfolierande metall skisseras. Återhärdning är en irreversibel process där uppvärmning inte återställer metallens ursprungliga struktur och dess mekaniska egenskaper.

Vibroslipande bearbetning av blad

Blad är karakteristiska massdelar av gasturbinmotorer för flygplan, de arbetar under förhållanden med höga statiska, dynamiska och termiska belastningar och bestämmer till stor del livslängden och tillförlitligheten för motorn som helhet.
För deras tillverkning används höghållfasta titanlegeringar, rostfria stål, nickelbaserade värmebeständiga legeringar samt kompositmaterial.
Komplexiteten för att tillverka blad i de flesta konstruktioner av gasturbinmotorer är 30-40 % av motorns totala komplexitet. Denna funktion, tillsammans med driftsförhållandena för bladet i motorn, kräver användning av avancerade metoder för att erhålla ämnen i produktionen, modern teknik bearbetning, särskilt vid efterbehandling, mekanisering och automatisering av tekniska processer.
Vid drift av gasturbinmotorer för flygplan står bladen för cirka 60 % av alla fel på grund av orsakerna till hållfasthetsfel hos delar. De allra flesta bladfel är av utmattningskaraktär. Detta underlättas ofta av skador på bladen som orsakas av att fasta partiklar kommer in i motorkanalen (stenar vid taxning på marken, fåglar i flygning, etc.). Detta gör att man måste ha en tillräckligt hög marginal för cyklisk styrka hos bladen, samt att vidta speciella tekniska och designmässiga åtgärder för att öka deras överlevnadsförmåga vid skador (bucklor).
Beroende på driftsförhållandena i motorn är nivån av alternerande spänningar i bladen vanligtvis i intervallet 40-160 MPa, och med hänsyn till den nödvändiga säkerhetsmarginalen krävs vanligtvis deras uthållighetsgräns i intervallet 300-500 MPa. Ett blads utmattningsmotstånd beror på materialet, bladets design och tillverkningstekniken, men i vilket fall som helst påverkar ytskiktets tillstånd i hög grad värdet på uthållighetsgränsen. De viktigaste faktorerna som påverkar kvaliteten på ytskiktet är:
- kvarvarande spänningar - deras tecken, storlek, djup, fördelningstyp över delen av delen, etc.;
- mikrorelief på ytan - storleken och arten av mikrogrovheter, förekomsten av repor;
- ytskiktets struktur.
Det brådskande med uppgiften att öka utmattningsmotståndet hos bladen har lett till utveckling och implementering av speciella bearbetningsmetoder och införandet i industrin av ett antal speciella metoder för bearbetning av deras yta.
Platsen för vibroslipande bearbetning i den tekniska processen för mekanisk bearbetning av blad är som regel efterbehandlingsprocessen som utförs i slutskedet av bearbetningen. Beroende på bladets material, typen av tidigare bearbetning och initialvärdet för ytmikrogrovhet och några andra faktorer, tilldelas bearbetningslägen - frekvensen och storleken på oscillationsamplituden, egenskaperna hos arbetskropparna (slipande brott, gjutna vibrerande kroppar, keramik-, glas- eller metallkulor, träkuber etc. .), massförhållanden etc. Detta gör det möjligt att uppnå det önskade resultatet i ett ganska brett spektrum av initiala yttillstånd. Så, för kompressorblad av små och medelstora dimensioner gjorda av stål och titanlegeringar, är den slutliga formningsoperationen kallvalsning följt av avrundning av kanterna med en slipskiva. I detta fall är ytråheten Ra = 1,6 och högre, därför används "mjuka" vibrationsbehandlingslägen för att jämna ut mikrogrovheter på ytan och skapa tryckspänningar i ytskiktet. I detta fall används bulkbearbetning (utan fixeringsdelar) i ringformade vibratorer. I vissa fall tillhandahåller bearbetningstekniken slipning i de slutliga operationerna, följt av polering av ytan på bladets bäryta. Sådana blad utsätts för mer intensiv vibroslipbehandling för att avlägsna mikrogrovhet och ge kvarvarande tryckspänningar i ytskiktet.
Det är mycket svårare att implementera effektiv vibrationsbearbetning av stora blad av turbomaskiner. En stor massa av sådana delar, med hänsyn till vikten av behållaren och arbetsmiljö göra det problematiskt att skapa en vibrationsmaskin med en acceptabel frekvens och amplitud av svängningar i två eller tre koordinater på grund av en kraftig ökning av den erforderliga drivkraften och dynamiska överbelastningar av maskinelement. Dessutom är dessa detaljer sämsta kvalitet den ursprungliga ytan, vilket minskar produktiviteten vid bearbetningen.
På Motor Sich-företaget används metoden för longitudinell enkelkoordinat vibrationsbehandling i en sluten behållare (POVO).
I traditionella inhemska och utländska vibroslipmaskiner drivs löst fyllmedel från oscillerande rörelser botten av behållaren, som alltid är i botten. I detta fall returneras fyllmedlet tillbaka fritt fall. Effektiviteten av denna metod är inte tillräckligt hög.
Processen med vibroslipande bearbetning av delar aktiveras och intensifieras avsevärt inuti en sluten behållare med två bottnar placerade mitt emot varandra, om bulkfyllmedlet aktivt svänger mellan dem och tar emot kinetisk energi från varje botten. Intensiteten hos fyllmedlets slag mot arbetsstycket ökar avsevärt. Behållarens sidoväggar är lutande (koniska), vilket skapar en ytterligare komprimering av fyllmedlet under dess rörelse, vilket ökar krafterna för dynamisk verkan mellan det slipande fyllmedlet och behållarens väggar, inuti vilka de bearbetade delarna av gasen turbinmotorer är placerade i ett fast eller fritt tillstånd.
Vid vibrering med denna metod med slipgranulat och härdade stålkulor är metallborttagning från ytan och ytmikrodeformation av delar mer intensiv än i traditionella vibratorer, vilket ökar storleken och djupet av yttryckspänningar och ökar utmattningsmotståndet hos delar.
Figur 3 visar kurvorna för förändringar i ytjämnheten hos blad tillverkade av stål 14Kh17N2Sh på behandlingstiden på en vibrationsenhet med en U-formad behållare.

Figur 3 - Beroende av grovhet på vibroslipbehandling i en U-formad behållare (1) och POVO-metoden (2)

Att uppnå grovheten Ra=1,5 µm med POOH-metoden, enligt fig. 3, sker på cirka 30 minuter och genom konventionell vibroslipande bearbetning - 1,5 timmar.
Studiet av vibroslipande bearbetning av turbin- och kompressorblad visar fördelarna med denna process jämfört med manuell polering och polering. Resultaten av studien visade att uthållighetsgränsen för de blad som utsätts för vibroslipning och vibropolering är 410 MPa och uppfyller kraven i TS. Storleken och arten av restspänningarna hos de undersökta bladen är gynnsammare än på bladen med manuell polering och glans.

Slutsats

Stor betydelse för att lösa problemet med att säkerställa resursen och tillförlitligheten hos flygplans gasturbinmotorer, såväl som att skapa motorer av nya generationer, har utvecklingen, förbättringen och skapandet av nya tekniska processer, metoder för bearbetning av delar och utrustning som ökar inte bara produktiviteten, men även tillverkningskvalitet.
Framväxten av moderna typer och modifieringar av flygplansmotorer åtföljs kontinuerligt av nya designlösningar som medför tekniska svårigheter. För att övervinna dem i tid och minska klyftan mellan det "ideala", i form av design och "riktigt", när det gäller tillverkningsteknik, är det nödvändigt att aktivt introducera progressiva metoder för mekanisk och efterbehandlingshärdning. i produktion.

Litteratur

1. Boguslaev V.A., Yatsenko V.K., Pritchenko V.F. Tekniskt stöd och förutsäga bärförmågan för GTE-delar. -K.: Manuscript Publishing Company, 1993. - 332 sid.
2. Driggs I. G., Pancaster O. E. Aviation gasturbiner. Per. från engelska. G.G. Mironov. - M., Oborongiz, 1957 - 265 sid.
3. Zhiritsky G.S. Aviation gasturbiner. -M., Oborongiz, 1950 - 511 sid. 4. Doronin Yu.V., Makarov V.F. Orsaker till bildandet av defekter på profilen av fjädern av titanblad under polering.// Ibid. - 1991. - Nr 12. – s. 17-19
5. Koloshchuk E.M., Shabotenko A.G., Khazanovich S.V. Volumetrisk vibroslipande bearbetning av GTE-delar. // Flyg. prost. - 1973. - Nr 6. С7 13 -16
6. Boguslaev V.A., Yatsenko V.K., Zhemanyuk P.D., Pukhalskaya G.V., Pavlenko D.V., Ben V.P. Efterbehandling och härdning av GTE-delar - Zaporozhye, red. OJSC "MotorSich", 2005 - 559 s.
7. Demin F. I., Proonichev N. D., Shitarev I. L. Tillverkningsteknik för huvuddelarna av gasturbinmotorer: Proc. ersättning. - M.: Mashinostroenie. 2002. - 328 s.; sjuk.
8. Sulima A.M., Shulov V.A., Yagodkin Yu.D. Ytskikt och driftsegenskaper hos maskindelar. M.: Mashinostroyeniyu, 1988.240-talet.
9. Skubachevskiy G.S. Gasturbinmotorer för flygplan: En lärobok för studenter vid flyguniversitet. M.: Mashinostroenie, 1969-544 sid.
10. Matalin A. A. Ingenjörsteknik: Lärobok för universitetsstudenter. M.: Mashinostroenie, 1985-512 sid.
11. http://www.nfmz.ru/lopatki.htm
JSC "Naro-Fominsk Machine-Building Plant" GTE kompressorblad
12. http://www.nfmz.ru/lopatki.htm
Doktor i tekniska vetenskaper Yury Eliseev, generaldirektör för FSPC MMPP "Salyut", avancerad teknik för produktion av GTE-blad

Viktig notering!
När man skriver detta abstrakt är masterarbetet ännu inte avslutat. Slutförande: december 2009 Full text verk och material om ämnet kan erhållas från författaren eller hans handledare efter det angivna datumet.