เทคโนโลยีสำหรับการผลิตใบมีดรุ่นใหม่ได้ถูกนำไปผลิตที่ umpo ตั้งแต่ใบพัดผลึกเดี่ยวที่ไม่มีการระบายความร้อนไปจนถึงใบพัดกังหันที่มีการระบายความร้อนแบบทะลุทะลวง (การคายน้ำ) ที่ผลิตขึ้นโดยใช้เทคโนโลยีสารเติมแต่ง (ทบทวนเทคโนโลยีของ

ใบพัดของเครื่องยนต์กังหันก๊าซ (GTE) เป็นชิ้นส่วนขนาดใหญ่ที่สุดในการผลิตโรงไฟฟ้าเหล่านี้

จำนวนใบมีดทั้งหมดในโรเตอร์และสเตเตอร์ GTE ขึ้นอยู่กับการออกแบบ สามารถเข้าถึงชิ้นส่วนได้หลายพันชิ้นโดยมีช่วงตั้งแต่สองถึงสามโหล ในขณะที่ขนาดสามารถอยู่ในช่วงตั้งแต่หลายสิบมิลลิเมตรถึงหนึ่งเมตรครึ่ง ใบพัดกังหันเป็นสิ่งที่ยากที่สุดในการผลิตและมีความรับผิดชอบในการทำงานมากที่สุด ความเข้มแรงงานในการผลิตชิ้นส่วนเหล่านี้ในต้นทุนแรงงานรวมสำหรับการผลิตเครื่องยนต์กังหันก๊าซอย่างน้อย 70 - 80%

ความสมบูรณ์แบบ กระบวนการทางเทคโนโลยีการผลิตใบพัดของเครื่องยนต์กังหันก๊าซ (GTE) ควรแก้ปัญหาการเพิ่มขึ้นเป็นหลัก ตัวชี้วัดทางเศรษฐกิจกระบวนการ กล่าวคือ การเพิ่มอัตราการใช้วัสดุ ลดความซับซ้อนของการผลิต การลดวงจรเทคโนโลยีสำหรับการผลิตชิ้นส่วนและต้นทุนของการเตรียมเทคโนโลยีในการผลิต

พื้นฐานสำหรับการแก้ปัญหานี้คือการพัฒนาเทคโนโลยีกลุ่มสำหรับการผลิตชิ้นส่วนหลักของเครื่องยนต์กังหันก๊าซซึ่งเป็นตัวกำหนดต้นทุน ชิ้นส่วนเหล่านี้ส่วนใหญ่รวมถึงใบพัดกังหันและคอมเพรสเซอร์ ใบพัดแบบเปิดและกึ่งปิด การเลือกเทคโนโลยีอย่างใดอย่างหนึ่งขึ้นอยู่กับ คุณสมบัติการออกแบบรายละเอียด. อย่างไรก็ตาม สำหรับการออกแบบใบมีดเดียวกัน สามารถใช้กระบวนการทางเทคโนโลยีที่แตกต่างกันได้ โดยจะเลือกทางเลือกที่เหมาะสมที่สุด ความเป็นไปได้ทางเศรษฐกิจการใช้งานภายในกรอบของโปรแกรมที่วางจำหน่ายโดยเฉพาะ เช่น ในการผลิตชิ้นส่วนเดียวกันในขั้นตอนต่าง ๆ ของการพัฒนาการผลิต - จากเดียวไปเป็นอนุกรม - เทคโนโลยีต่าง ๆ ถูกนำมาใช้ในขณะที่การเปลี่ยนจากเทคโนโลยีหนึ่งไปอีกเทคโนโลยีหนึ่งจะลดลงอย่างมากหากปฏิบัติตามหลักการทั่วไปบางประการ

หลักการเหล่านี้ต้องเป็นไปตามเงื่อนไข การผลิตอัตโนมัติที่ความสำเร็จของความแม่นยำทางเรขาคณิตที่ต้องการและคุณภาพของชั้นพื้นผิวได้รับการรับรองโดยการปฏิบัติตามเทคโนโลยีกลุ่มหนึ่งหรือกลุ่มอื่นที่นำไปใช้กับเครื่องจักรอเนกประสงค์และการใช้กระบวนการพิเศษ

มิคาอิล มิล หนึ่งในนักวิทยาศาสตร์และนักออกแบบชาวโซเวียตที่มีชื่อเสียง คนพิเศษคนนี้ทำงานเป็นหัวหน้านักออกแบบในการก่อสร้างเฮลิคอปเตอร์ ใช้ความรู้ที่โดดเด่นของเขาสร้างเฮลิคอปเตอร์ Mi-1, Mi-2, Mi-4, Mi-6, Mi-8, Mi-10, Mi-12, Mi-24 และอื่น ๆ

เทคโนโลยีกลุ่มขึ้นอยู่กับการออกแบบชิ้นส่วนมาตรฐาน การจำแนกประเภทหลัง ประเภทต่างๆดำเนินการโดยคำนึงถึงความคล้ายคลึงกันของคุณสมบัติการออกแบบและวัตถุประสงค์การใช้งาน ซึ่งช่วยให้การประมวลผลส่วนต่างๆ ของกลุ่มเฉพาะเพื่อใช้เทคโนโลยีที่คล้ายคลึงกัน พื้นฐานสำหรับการก่อตัวของกลุ่มของชิ้นส่วนที่คล้ายคลึงกันคือชิ้นส่วนต่างๆ ที่ใช้ในเครื่องยนต์กังหันก๊าซ (GTE)

บนพื้นฐานของสัญญาณที่สม่ำเสมอของความเหมือนและความแตกต่างของชิ้นส่วนสามารถสร้างกลุ่มต่อไปนี้ที่มีคุณสมบัติเฉพาะได้: ใบพัดกังหัน; ใบมีดหัวฉีด; ใบพัดคอมเพรสเซอร์ แหวน; ดิสก์; เพลา; ตัวเบี่ยง; รองรับ ฯลฯ ดังนั้นกลุ่มของชิ้นส่วนจะได้รับ - ใบพัดคอมเพรสเซอร์ GTE ซึ่งควรผลิตภายใต้กรอบของเทคโนโลยีมาตรฐานเดียว

การใช้เทคโนโลยีกลุ่มเป็นขั้นตอนหนึ่งของการผลิตจำเป็นต้องมีการเข้ารหัสตามระบบการจำแนกชิ้นส่วน ระบบนี้สร้างขึ้นบนหลักการของการกระจายชิ้นส่วนออกเป็นกลุ่มโดยผู้ออกแบบผลิตภัณฑ์ ความคล้ายคลึงกันทางเรขาคณิตของรายละเอียดมีบทบาทชี้ขาดในเรื่องนี้ ความคล้ายคลึงกันนี้กำหนดความคล้ายคลึงกันอื่น - ความคล้ายคลึงกันของวิธีการประมวลผลเช่น ลำดับการทำงาน วิธีการตัด และเหมือนกัน อุปกรณ์เทคโนโลยีสำหรับการผลิตของพวกเขา

ขั้นต่อไปของการจัดหมวดหมู่คือการใช้รหัส (ตัวเลข) ของการดำเนินงานเทคโนโลยีกลุ่ม รหัสการทำงานต้องบอกเป็นนัยถึงการดำเนินการทางเทคโนโลยีเฉพาะที่กำหนดขั้นตอนใดขั้นตอนหนึ่งของเทคโนโลยีกลุ่ม

ตัวอย่างเช่น การดำเนินงาน 005 - การผลิตฐานเทคโนโลยีสำหรับการตัดเฉือนจากฐานโรงหล่อ การดำเนินการ 095 - การประมวลผลของพื้นผิวที่ผสมพันธุ์กับส่วนอื่นจากฐานเทคโนโลยี ฯลฯ ดังนั้น เมื่อทำการคอมไพล์ เทคโนโลยีใหม่สำหรับการผลิตชิ้นส่วนที่รวมอยู่ในกลุ่มใดกลุ่มหนึ่ง หมายเลขการดำเนินการ (รหัส) จะใช้เพื่อรวมส่วนนี้เข้ากับความสามารถทางเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องในการดำเนินการนี้

อย่างไรก็ตาม อุตสาหกรรมที่มีอยู่แล้ว ได้แก่ จำนวนมากเทคโนโลยีที่สร้างขึ้นในสมัยก่อน ซึ่งควรรวมไว้ในเทคโนโลยีกลุ่ม ในขณะที่ยังคงระบบการจำแนกประเภทที่มีอยู่สำหรับชิ้นส่วน กระบวนการทางเทคโนโลยี เครื่องมือ ฯลฯ

นอกจากนี้ ภายในกลุ่มเดียวกัน อาจมีชิ้นส่วนที่มีความแตกต่างในการออกแบบซึ่งนำไปสู่การแนะนำการดำเนินการเพิ่มเติมในเทคโนโลยี การดำเนินการเหล่านี้ไม่ได้เปลี่ยนแปลงเทคโนโลยีของกลุ่มอย่างสิ้นเชิง แต่ดำเนินการภายในกรอบการทำงาน อย่างไรก็ตาม พวกเขาเปลี่ยนเทคโนโลยีของส่วนใดส่วนหนึ่งที่รวมอยู่ในกลุ่มนี้อย่างมีนัยสำคัญ เนื่องจากความแตกต่างของการออกแบบเหล่านี้จึงสามารถนำมาใช้เพื่อดำเนินการเทคโนโลยีกลุ่มหนึ่งหรือขั้นตอนอื่นสำหรับส่วนใดส่วนหนึ่งได้ ตัวเลขต่างกัน การดำเนินงานทางเทคโนโลยีและอุปกรณ์ตัดและ เครื่องมือวัดเป็นต้น

ดังนั้นระบบเทคโนโลยีของเทคโนโลยีกลุ่มจึงได้รับการออกแบบเพื่อสรุปประสบการณ์ของขั้นตอนก่อนหน้าของการพัฒนาองค์กรในทางกลับกันเพื่อสร้างระบบที่เป็นระเบียบในการเตรียมการผลิตทางเทคโนโลยีเพื่อการพัฒนาองค์กรในภายหลัง

แบบจำลองอรรถประโยชน์เกี่ยวข้องกับสาขาการสร้างเครื่องยนต์และสามารถใช้กับใบพัดของเครื่องยนต์กังหันก๊าซ (GTE) สำหรับการใช้งานด้านการบิน เรือ และภาคพื้นดิน (เป็นส่วนหนึ่งของโรงไฟฟ้า) รุ่นอรรถประโยชน์แก้ปัญหาการเพิ่มความแข็งแรงเมื่อยล้าจากการดัดงอของใบมีดโดยการลดแรงเค้นดึงที่ตัวล็อค เพื่อหลีกเลี่ยงความล้มเหลวของใบมีดก่อนเวลาอันควร งานเพิ่มเติมคือความเป็นไปได้ของการนำโซลูชันที่เสนอมาใช้กับเบลด GTE ที่ระบายความร้อนด้วย ปัญหาได้รับการแก้ไขโดยข้อเท็จจริงที่ว่าใบพัดกังหัน GTE มีกุญแจล็อคต้นคริสต์มาสซึ่งทำหัวจ่ายแรงดันไฟฟ้าในรูปของรู ใหม่ในรูปแบบยูทิลิตี้ที่เสนอคือรูนั้นตั้งอยู่ตามแกนของใบมีด GTE ใบมีดอาจมีช่องที่สื่อสารกับรู ทำให้เกิดหัวต่อความเค้นเพียงตัวเดียว การออกแบบล็อคก้างปลาของใบมีดกังหัน GTE นี้จะเพิ่มความแข็งแรงเมื่อยล้าของการดัดใบมีดโดยลดความเครียดจากแรงดึงในล็อค ซึ่งทำให้สามารถหลีกเลี่ยงความล้มเหลวของใบมีดก่อนเวลาอันควรได้

แบบจำลองอรรถประโยชน์เกี่ยวข้องกับการสร้างเครื่องยนต์และสามารถนำมาใช้ในใบพัดของเครื่องยนต์กังหันก๊าซ (GTE) สำหรับการใช้งานด้านการบิน เรือ และภาคพื้นดิน (เป็นส่วนหนึ่งของโรงไฟฟ้า)

เป็นที่รู้จักสำหรับการออกแบบใบพัดกังหันของเครื่องยนต์กังหันก๊าซซึ่งมีกุญแจล็อคต้นคริสต์มาส (เครื่องยนต์กังหันก๊าซของเครื่องบิน Skubachevsky G.S. การออกแบบและการคำนวณชิ้นส่วน - M.: Mashinostroenie, 1981, p. 89, รูปที่ 3.27)

ข้อเสียของใบมีดที่มีการล็อคแบบนี้คือไม่ได้จัดเตรียมไว้สำหรับการใช้หัวต่อความเค้น การไม่มีคอนเดนเซอร์นำไปสู่การทำลายไม่เพียง แต่ใบมีดเท่านั้น แต่ยังรวมถึงดิสก์เมื่อนำโหลดออกทันที

หรือที่เรียกว่าการออกแบบใบมีด GTE ซึ่งประกอบด้วยตัวล็อคต้นคริสต์มาสและหัวต่อความเครียดอย่างน้อยหนึ่งตัวในรูปแบบของรูในล็อคที่อยู่ตรงข้ามแกนของใบมีด (สิทธิบัตร GB 1468470 ลงวันที่ 03/30/1977)

ข้อเสียของการออกแบบนี้คือ ตัวล็อคต้นคริสต์มาสระหว่างการใช้งานต้องรับแรงดึง ซึ่งการเพิ่มขึ้นนี้นำไปสู่ความล้าจากการดัดงอไม่เพียงพอ ผลที่ได้คือความล้มเหลวของใบมีด GTE ก่อนเวลาอันควร นอกจากนี้ การออกแบบนี้ไม่สามารถใช้กับใบมีดระบายความร้อนได้ เนื่องจากมีการรั่วไหลของอากาศเย็น

วัตถุประสงค์ทางเทคนิคของรุ่นอรรถประโยชน์นี้คือการเพิ่มความแข็งแรงเมื่อยล้าจากการดัดของใบมีดโดยการลดแรงเค้นดึงที่ตัวล็อค เพื่อหลีกเลี่ยงความล้มเหลวของใบมีดก่อนเวลาอันควร

ความท้าทายด้านเทคนิคเพิ่มเติมคือความเป็นไปได้ของการนำโซลูชันที่เสนอมาใช้กับใบมีด GTE ที่มีการระบายความร้อน

ปัญหาได้รับการแก้ไขโดยข้อเท็จจริงที่ว่าใบพัดกังหัน GTE มีกุญแจล็อคต้นคริสต์มาสซึ่งทำหัวจ่ายแรงดันไฟฟ้าในรูปของรู

ใหม่ในรูปแบบยูทิลิตี้ที่เสนอคือรูนั้นตั้งอยู่ตามแกนของใบมีด GTE

นอกจากนี้ ใบมีดอาจมีช่องที่สื่อสารกับรู ทำให้เกิดหัวต่อความเค้นเพียงตัวเดียว

ภาพวาดที่เสนอแสดงส่วนตามยาวของใบพัดกังหันก๊าซ

ใบมีดเครื่องยนต์กังหันแก๊สประกอบด้วยตัวล็อคต้นคริสต์มาส 1 ตัวล็อคต้นคริสต์มาส 1 มีหัวต่อความเค้นในรูปแบบของรู 2 ที่ทำขึ้นตามแกน 3 ของใบมีด

ใบพัดกังหัน GTE มีช่อง 4 สำหรับระบายความร้อนซึ่งเชื่อมต่อกับรู 2

ระหว่างการทำงานของล้อกังหัน GTE ในกรณีที่เกิดความล้มเหลวเนื่องจากการถอดโหลดอย่างกะทันหัน ความเร็วในการหมุนจานจะเพิ่มขึ้นภายใต้อิทธิพลของแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางที่เพิ่มขึ้น ในทางกลับกัน แรงเหวี่ยงจะเพิ่มแรงอัดและแรงดัดงอในล็อคสปรูซ 1 และในดิสก์ (ไม่แสดงในภาพวาด) ในขณะที่ความเค้นดึงจะลดลงเนื่องจากการมีหัวต่อความเค้นในรูปของรู 2 ที่ทำขึ้น บนสปรูซล็อค 1 ตามแกนของใบมีด สิ่งนี้นำไปสู่ความล้าจากการดัดที่เพิ่มขึ้นในการล็อคใบมีด ซึ่งหลีกเลี่ยงความล้มเหลวของใบมีดก่อนเวลาอันควร

ใบพัดกังหันของเครื่องยนต์กังหันก๊าซทำงานเป็นใบพัดระบายความร้อนเมื่ออากาศผ่านช่อง 4 เพื่อระบายความร้อน ซึ่งเชื่อมต่อกับรู 2 สำหรับระบายความร้อนที่ล็อคต้นสน 1 ของใบมีด

การออกแบบใบพัดกังหัน GTE นี้ทำให้สามารถเพิ่มความแข็งแรงเมื่อยล้าจากการดัดงอของใบมีดได้เนื่องจากการลดความเค้นดึงในการล็อคเพื่อหลีกเลี่ยงการทำลายใบมีดก่อนเวลาอันควร สามารถใช้ได้กับใบมีด GTE ที่ระบายความร้อนด้วย

ยูทิลิตี้รุ่นสูตร

1. ใบพัดกังหันของเครื่องยนต์กังหันก๊าซที่มีกุญแจล็อคต้นคริสต์มาส ซึ่งสร้างหัววัดความเครียดอย่างน้อยหนึ่งตัวในรูปของรู โดยมีลักษณะเฉพาะตรงที่รูนั้นทำขึ้นตามแกนของใบมีด

2. ใบพัดกังหันของเครื่องยนต์กังหันก๊าซตามข้อถือสิทธิข้อที่ 1 ซึ่งมีลักษณะเด่นตรงที่ใบมีดมีช่องสำหรับระบายความร้อนอย่างน้อยหนึ่งช่องซึ่งอยู่ในการสื่อสารกับรู

การผลิตใบมีด GTE ใช้พื้นที่พิเศษในอุตสาหกรรมเครื่องยนต์อากาศยาน ซึ่งเกิดจากปัจจัยหลายประการ ซึ่งหลักๆ ได้แก่:

รูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อนของ airfoil และก้านใบมีด

ความแม่นยำในการผลิตสูง

การใช้วัสดุที่มีราคาแพงและหายากในการผลิตใบมีด

การผลิตใบมีดจำนวนมาก

เตรียมกระบวนการทางเทคโนโลยีของการผลิตใบมีดด้วยอุปกรณ์พิเศษราคาแพง

ความซับซ้อนในการผลิตโดยรวม

คอมเพรสเซอร์และใบพัดกังหันเป็นชิ้นส่วนที่มีขนาดใหญ่ที่สุดของเครื่องยนต์กังหันก๊าซ จำนวนของพวกเขาในชุดเครื่องยนต์เดียวถึง 3000 และความเข้มแรงงานของการผลิตคือ 25 ... 35% ของความเข้มแรงงานทั้งหมดของเครื่องยนต์

ขนของกระดูกสะบักมีรูปร่างเชิงพื้นที่ที่ซับซ้อนเพิ่มขึ้น

ความยาวของส่วนการทำงานของปากกาอยู่ระหว่าง 30-500 มม. โดยมีโปรไฟล์แบบแปรผันตามขวางตามแนวแกน ส่วนเหล่านี้มีการวางแนวอย่างเคร่งครัดเมื่อเทียบกับระนาบการออกแบบฐานและโปรไฟล์ของการประสาน ที่ ภาพตัดขวางค่าที่คำนวณได้ของจุดที่กำหนดโปรไฟล์ของด้านหลังและรางของใบมีดในระบบพิกัดจะได้รับ ค่าของพิกัดเหล่านี้กำหนดเป็นตาราง ส่วนตัดขวางจะหมุนสัมพันธ์กันและสร้างการบิดของขนใบมีด

ความแม่นยำของโปรไฟล์ airfoil ของใบมีดในระบบพิกัดถูกกำหนดโดยค่าเบี่ยงเบนที่อนุญาตจากค่าที่ระบุของโปรไฟล์ airfoil แต่ละจุด ในตัวอย่าง นี่คือ 0.5 มม. ในขณะที่ข้อผิดพลาดเชิงมุมในการบิดปากกาไม่ควรเกิน 20 ’

ความหนาของปากกามีค่าเล็กน้อย ที่ทางเข้าและทางออกของการไหลของอากาศไปยังคอมเพรสเซอร์ จะแตกต่างกันไปตั้งแต่ 1.45 มม. ถึง 2.5 มม. สำหรับส่วนต่างๆ ในกรณีนี้ ความคลาดเคลื่อนของความหนาอยู่ระหว่าง 0.2 ถึง 0.1 มม. นอกจากนี้ยังมีความต้องการสูงในการสร้างรัศมีการเปลี่ยนภาพที่ทางเข้าและทางออกของ airfoil ของใบพัด รัศมีในกรณีนี้เปลี่ยนจาก 0.5 มม. เป็น 0.8 มม.

ความหยาบของโปรไฟล์แอร์ฟอยล์ของใบมีดต้องมีอย่างน้อย 0.32 µm

ในส่วนตรงกลางของแผ่นลมใบพัดมีชั้นวางรองรับของการออกแบบโปรไฟล์ที่ซับซ้อน ชั้นวางเหล่านี้มีบทบาทในการออกแบบพื้นผิวเสริมของใบมีด และเคลือบโลหะผสมแข็งของทังสเตนคาร์ไบด์และไทเทเนียมคาร์ไบด์กับพื้นผิวแบริ่ง ชั้นวางหุ้มตรงกลางที่เชื่อมต่อกันสร้างวงแหวนรองรับเดียวในล้อแรกของโรเตอร์คอมเพรสเซอร์

ในส่วนล่างของใบมีดจะมีชั้นล็อคซึ่งมีรูปร่างเชิงพื้นที่ที่ซับซ้อนพร้อมพารามิเตอร์หน้าตัดแบบแปรผัน ชั้นล่างของใบมีดสร้างวงจรปิดในล้อคอมเพรสเซอร์และจ่ายลมไปยังคอมเพรสเซอร์อย่างราบรื่น การเปลี่ยนช่องว่างระหว่างชั้นวางเหล่านี้ดำเนินการภายใน 0.1 ... 0.2 มม. ส่วนบนของใบพัดอากาศมีพื้นผิวที่มีรูปร่าง ซึ่ง generatrix ซึ่งอยู่ตรงที่สัมพันธ์กับโปรไฟล์ของล็อคและขอบชั้นนำของ airfoil ระยะห่างระหว่างยอดของใบมีดและตัวเรือนของล้อสเตเตอร์คอมเพรสเซอร์ขึ้นอยู่กับความแม่นยำของโปรไฟล์นี้

โปรไฟล์การทำงานของขนนกใบมีดและตัวล็อคจะขึ้นอยู่กับวิธีการประมวลผลที่ชุบแข็งเพื่อสร้างแรงกดบนพื้นผิว generatrix เงื่อนไขของพื้นผิวใบมีดยังมีข้อกำหนดสูง ซึ่งไม่อนุญาตให้มีรอยแตก รอยไหม้ และข้อบกพร่องในการผลิตอื่นๆ

วัสดุใบมีดอยู่ในกลุ่มควบคุมที่สอง ซึ่งให้การตรวจสอบคุณภาพของใบมีดแต่ละใบอย่างละเอียด สำหรับชุดใบมีด จะมีการเตรียมตัวอย่างพิเศษด้วย ซึ่งต้องได้รับการวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการ ข้อกำหนดสำหรับคุณภาพของใบพัดคอมเพรสเซอร์นั้นสูงมาก

วิธีการรับช่องว่างเริ่มต้นสำหรับชิ้นส่วนดังกล่าวและการใช้วิธีการแบบดั้งเดิมและแบบพิเศษสำหรับการประมวลผลต่อไปจะกำหนดคุณภาพผลผลิตและตัวชี้วัดทางเศรษฐกิจของการผลิต ช่องว่างเริ่มต้นของใบพัดคอมเพรสเซอร์นั้นได้มาจากการปั๊ม ในกรณีนี้ สามารถรับชิ้นงานที่มีความแม่นยำเพิ่มขึ้น โดยมีค่าเผื่อเล็กน้อยสำหรับการตัดเฉือน ด้านล่างเราพิจารณากระบวนการทางเทคโนโลยีของการผลิตใบพัดคอมเพรสเซอร์ซึ่งเป็นชิ้นงานดั้งเดิมซึ่งได้มาจากการปั๊มขึ้นรูปด้วยความแม่นยำแบบธรรมดา เมื่อสร้างชิ้นงานดังกล่าว ได้มีการระบุวิธีที่ลดความซับซ้อนของการผลิตและการใช้งานตัวบ่งชี้ที่แสดงรายการ คุณภาพของใบพัดคอมเพรสเซอร์

ในการพัฒนากระบวนการทางเทคโนโลยี มีการกำหนดภารกิจต่อไปนี้:

การสร้างช่องว่างเริ่มต้นโดยการปั๊มความร้อนโดยมีค่าเผื่อขั้นต่ำสำหรับขนใบมีด

การสร้างผลกำไรทางเทคโนโลยีสำหรับการปฐมนิเทศและการยึดชิ้นงานในระบบเทคโนโลยีที่เชื่อถือได้

การพัฒนาอุปกรณ์เทคโนโลยีและการประยุกต์ใช้วิธีการปรับทิศทางชิ้นงานเริ่มต้นในระบบเทคโนโลยีที่สัมพันธ์กับโปรไฟล์ของใบพัดเพื่อกระจาย (ปรับให้เหมาะสม) ค่าเผื่อในขั้นตอนต่างๆ ของการตัดเฉือน

การใช้เครื่อง CNC เพื่อประมวลผลรูปทรงที่ซับซ้อนในการกัด

การใช้วิธีการตกแต่งในการประมวลผลโดยการเจียรและขัดด้วยการรับประกันตัวบ่งชี้คุณภาพของพื้นผิว

การสร้างระบบควบคุมคุณภาพสำหรับการดำเนินงานในขั้นตอนหลักของการผลิต

เทคโนโลยีเส้นทางสำหรับการผลิตใบมีด การปั๊มและการดำเนินการที่เกี่ยวข้องทั้งหมดดำเนินการโดยใช้เทคโนโลยีการปั๊มความร้อนแบบธรรมดาที่มีความแม่นยำ การประมวลผลจะดำเนินการกับเครื่องกดข้อเหวี่ยงตามข้อกำหนดทางเทคนิค ความลาดชันของปั๊มอยู่ที่ 7…10° รัศมีการเปลี่ยนผ่านของพื้นผิวการปั๊มจะดำเนินการภายใน R=4mm ความคลาดเคลื่อนสำหรับขนาดแนวนอนและแนวตั้งตาม IT-15 การกระจัดที่อนุญาตตามแนวรอยแยกของแสตมป์ไม่เกิน 2 มม. ขนของชิ้นงานเดิมต้องวิ่งตามโปรไฟล์ ร่องรอยแฟลชตลอดแนวของชิ้นงานไม่ควรเกิน 1 มม.

ใบคอมเพรสเซอร์เป็นหนึ่งในผลิตภัณฑ์เครื่องยนต์ที่ผลิตในปริมาณมากและมีความสำคัญมากที่สุด และมีอายุการใช้งานตั้งแต่หลายชั่วโมงจนถึงหลายหมื่นชั่วโมง ประสบกับผลกระทบที่หลากหลายจากความเค้นแบบไดนามิกและแบบสถิต การไหลของก๊าซที่อุณหภูมิสูงที่มีสารกัดกร่อน อนุภาค ตลอดจนผลิตภัณฑ์ออกซิเดชันของสิ่งแวดล้อมและเชื้อเพลิงเผาไหม้ ในเวลาเดียวกันควรสังเกตว่าขึ้นอยู่กับตำแหน่งทางภูมิศาสตร์ของการทำงานและโหมดการทำงานของเครื่องยนต์อุณหภูมิตามเส้นทางมีตั้งแต่ -50 ... -40 ° C ถึง

700…800 С° ในคอมเพรสเซอร์ เนื่องจาก วัสดุก่อสร้างสำหรับใบพัดคอมเพรสเซอร์ของเครื่องยนต์กังหันก๊าซสมัยใหม่ โลหะผสมไทเทเนียมถูกนำมาใช้ (VT22, VT3-1, VT6, VT8, VT33), เหล็กทนความร้อน (EN961 Sh, EP517Sh) และโลหะผสมหล่อนิกเกิล (ZhS6U, ZhS32) ใช้สำหรับใบพัดกังหัน

ประสบการณ์ในการใช้งานและซ่อมแซมเครื่องยนต์สำหรับเครื่องบินทหารแสดงให้เห็นว่าการจัดหาทรัพยากรที่ได้รับมอบหมาย 500-1500 ชั่วโมงส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับระดับความเสียหายของคอมเพรสเซอร์และใบพัดกังหัน ในขณะเดียวกัน ในกรณีส่วนใหญ่จะเกี่ยวข้องกับลักษณะของรอยหยัก ความล้าและความเหนื่อยล้าจากความร้อน การกัดกร่อนแบบรูพรุนและแก๊ส และการสึกหรอจากการกัดเซาะ

การลดลงของขีด จำกัด ความล้าของใบมีดในระยะที่ 4 บนพื้นฐานของ 20 * 10 6 รอบคือ 30% (จาก 480 MPa สำหรับใบมีดที่ไม่มีข้อบกพร่องถึง 340 MPa สำหรับใบมีดซ่อมแซม) แม้ว่าความเค้นสูงสุดของใบมีดที่ซ่อมแซมแล้ว ขั้นตอนที่ 4 แม้ว่าจะลดลง แต่ก็ยังมีแรงกดบนขอบใบมีดอย่างมีนัยสำคัญโดยไม่มีชื่อเล่น รอยบากบนใบพัดของคอมเพรสเซอร์ทำให้ใบพัดใหม่สูญเสียความแข็งแรงอย่างมาก ใบมีดจำนวนมากถูกปฏิเสธและสูญหายอย่างไม่สามารถกู้คืนได้ เนื่องจากมีร่องที่เกินขีดจำกัดความทนทานต่อการซ่อม โครงสร้างที่ทำจากไททาเนียมที่มีน้ำหนักค่อนข้างต่ำมีความต้านทานการกัดกร่อนสูง มีคุณสมบัติเชิงกลที่ดีและมีรูปลักษณ์ที่สวยงาม

การประดิษฐ์นี้เกี่ยวข้องกับการผลิตโรงหล่อ ใบพัดของเครื่องยนต์กังหันก๊าซทำโดยการหล่อการลงทุน ใบไหล่มีขนนก 4 ปลายมีส้น 5 ทำจากขนนกชิ้นเดียว ส้นมีแท่น 5a ซึ่งอ่างแรก 12 ทำด้วยพื้นผิวรัศมี 13 และด้านล่าง 14 อ่าง 12 ช่วยลดความหนาของส้นเท้า ในอ่างแรก ที่ระดับของส่วนต่อประสานโซน 15 ระหว่างขนและส้นเท้า จะมีการสร้างอ่างที่สอง 16 ขึ้น ซึ่งช่วยให้เทโลหะลงในแม่พิมพ์ของเปลือกได้เพียงจุดเดียว เนื่องจากการกระจายตัวของโลหะอย่างสม่ำเสมอ จึงป้องกันการก่อตัวของรูพรุนในพลั่วได้ 3 น. และ 3 z.p. f-ly 4 ป่วย

ภาพวาดสิทธิบัตร RF 2477196

การประดิษฐ์นี้เกี่ยวข้องกับใบมีดโลหะหล่อและวิธีการทำเช่นเดียวกัน

เครื่องยนต์เทอร์ไบน์แก๊ส เช่น เครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ท ประกอบด้วยพัดลม คอมเพรสเซอร์ตั้งแต่หนึ่งขั้นขึ้นไป ห้องเผาไหม้ กังหันหนึ่งขั้นขึ้นไป และหัวฉีด ก๊าซถูกขับเคลื่อนโดยโรเตอร์ของพัดลม คอมเพรสเซอร์ และเทอร์ไบน์ เนื่องจากมีใบมีดเรเดียลติดอยู่ที่ขอบของโรเตอร์

แนวความคิดของตำแหน่งหรือตำแหน่งในเรือ นอกเรือ รัศมี ไปข้างหน้าหรือท้ายเรือควรพิจารณาให้สัมพันธ์กับแกนหลักของเครื่องยนต์กังหันก๊าซและทิศทางของการไหลของก๊าซในเครื่องยนต์นี้

ใบพัดกังหันที่เคลื่อนย้ายได้ประกอบด้วยขาซึ่งติดอยู่กับจานโรเตอร์ แพลตฟอร์มที่สร้างองค์ประกอบของผนังด้านในที่จำกัดเส้นทางก๊าซและอากาศ และขนนกซึ่งส่วนใหญ่ตั้งอยู่ตามแนวแกนรัศมีและถูกเป่า โดยก๊าซ ขึ้นอยู่กับระยะเครื่องยนต์และกังหัน เมื่อสิ้นสุดระยะจากก้าน ใบมีดจะสิ้นสุดด้วยองค์ประกอบขวางไปยังแกนหลัก (หลัก) ของ airfoil เรียกว่าส้น ซึ่งเป็นองค์ประกอบของผนังด้านนอกที่จำกัดก๊าซ - เส้นทางอากาศ

บนพื้นผิวด้านนอกของส้นรองเท้าหนึ่งหรือหลายแผ่นรัศมีหรือหอยเชลล์ถูกสร้างขึ้นพร้อมกับผนังสเตเตอร์ตรงข้ามปะเก็นเขาวงกตที่ให้ความหนาแน่นเมื่อเทียบกับก๊าซ สำหรับสิ่งนี้ตามกฎแล้วผนังสเตเตอร์ดังกล่าวทำขึ้นในรูปแบบของวงแหวนของวัสดุที่ย่อยสลายได้ซึ่งจานจะถู แผ่นเปลือกโลกประกอบด้วยด้านหน้าและด้านหลังตั้งอยู่ตามขวางของการไหลของก๊าซ

ใบมีดสามารถเป็นแบบโมโนบล็อกได้ กล่าวคือ ขา แท่น ขนนก และส้นทำเป็นชิ้นเดียว ใบมีดทำขึ้นโดยกระบวนการหล่อที่เรียกว่า "การหล่อขี้ผึ้งที่หายไป" และเป็นที่รู้จักกันดีในหมู่ผู้มีทักษะในศิลปวิทยาการแขนงนี้ ทางนี้:

ก่อนหน้านี้ แบบจำลองของกระดูกสะบักทำจากขี้ผึ้ง

โมเดลนี้แช่อยู่ในสลิปเซรามิกทนไฟ ซึ่งจะสร้างเปลือกหลังจากเผา

ขี้ผึ้งถูกหลอมและนำออก ซึ่งทำให้ได้ "รูปทรงเปลือก" ของวัสดุทนไฟ ซึ่งปริมาตรภายในจะเป็นตัวกำหนดรูปร่างของใบมีด

โลหะหลอมเหลวจะถูกเทลงในแม่พิมพ์เปลือก ในขณะที่แม่พิมพ์เปลือกหลายแบบรวมกันเป็นบล็อกสำหรับการเทโลหะพร้อมกัน

แม่พิมพ์เปลือกหัก ซึ่งทำให้ได้ไม้พายโลหะ

ที่จุดเทโลหะลงในแม่พิมพ์ โลหะที่มีความหนาค่อนข้างมากจะก่อตัวขึ้นบนใบมีดโลหะที่หล่อในแม่พิมพ์ ซึ่งจะต้องตัดเฉือนหลังจากที่ใบมีดได้รับการขึ้นรูปแล้ว ตามกฎแล้วโลหะจะถูกเทลงที่ระดับส้นเท้าของใบมีด เส้นผ่านศูนย์กลางของช่องเทและดังนั้นการสะสมที่เกิดขึ้นในภายหลังจึงมีความสำคัญและการเทจะเกิดขึ้นใกล้กับแผ่นของปะเก็นเขาวงกตซึ่งมีความหนาเล็กน้อย เป็นผลให้หากมีจุดหล่อเพียงจุดเดียว การกระจายตัวของโลหะในแม่พิมพ์เปลือกไม่ดี และมีปัญหากับความพรุนของใบมีด โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ระดับของใบมีด

ปัญหานี้สามารถแก้ไขได้โดยการจัดหาช่องเติมสองช่อง ในขณะที่เส้นผ่านศูนย์กลางของช่องการเทจะลดลงตามลำดับ ดังนั้นแทนที่จะเทช่องเดียว เส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่มีช่องการหล่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่าสองช่อง โดยอยู่ห่างจากกัน ซึ่งช่วยให้โลหะกระจายตัวได้ดีขึ้นและหลีกเลี่ยงปัญหาความพรุน

อย่างไรก็ตาม ขอแนะนำให้แก้ไขปัญหาความพรุนเหล่านี้ด้วยการรักษาจุดไหลเพียงจุดเดียว

ในการนี้ วัตถุประดิษฐกรรมคือใบพัดเครื่องยนต์กังหันแก๊ส หล่อขึ้น มีขนที่ปลายมีส้น ทำเป็นชิ้นเดียวกับขนนก เชื่อมต่อที่ระดับของโซนส่วนต่อประสานในขณะที่ส้นเท้ามีแท่นซึ่งตามแผ่นปิดผนึกอย่างน้อยหนึ่งแผ่นและอ่างแรกถูกสร้างขึ้นบนแท่นซึ่งมีลักษณะเฉพาะในอ่างที่สองในอ่างแรกที่ ระดับของส่วนต่อประสานระหว่างขนและส้นเท้า

การมีอ่างน้ำหนึ่งอ่างในอ่างอีกอ่างหนึ่งที่ระดับของโซนส่วนต่อประสานระหว่างแผ่นลมและส้นรองเท้าจะช่วยป้องกันไม่ให้บริเวณนี้หนาเกินไปและในระหว่างการขึ้นรูปใบมีดโดยการหล่อจะทำให้โลหะเหลวในแม่พิมพ์กระจายตัวได้ดีขึ้น การกระจายตัวของโลหะเหลวที่ดีขึ้นในแม่พิมพ์ช่วยให้สามารถใช้วิธีการหล่อกับจุดเทโลหะเดียวได้ ข้อดีของการผลิตใบมีดที่มีจุดไหลเพียงจุดเดียวคือความเรียบง่ายที่โดดเด่นของแม่พิมพ์เปลือก และถ้าจำเป็น บล็อกของแม่พิมพ์เปลือก ต้นทุนการผลิตใบมีดลดลงในขณะที่คุณภาพดีขึ้น

นอกจากนี้ ปริมาณของวัสดุที่ระดับส้นยังได้รับการปรับให้เหมาะสม ซึ่งจะช่วยลดน้ำหนักและราคาของใบมีด

นอกจากนี้ ความเค้นทางกลที่ส้นและ/หรือขนนกยังได้รับการปรับให้เหมาะสมและใบมีดดูดซับได้ดีกว่าเนื่องจากมีการกระจายมวลที่ดีกว่า

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง อ่างแรกถูกจำกัดโดยพื้นผิวรัศมีและด้านล่าง และอ่างที่สองจะเกิดขึ้นที่ด้านล่างของอ่างแรก

ควรทำถาดที่สองตามแกนหลักของใบมีดตรงข้ามกับโซนส่วนต่อประสานระหว่างส้นและขนนก

ขอแนะนำว่าควรสร้าง airfoil ของใบมีดโดยผนังทึบและมีพื้นผิวโค้งในเขตผสมพันธุ์ อ่างที่สองประกอบด้วยพื้นผิวแนวรัศมีโค้งและพื้นผิวด้านล่าง และพื้นผิวแนวรัศมีโค้งของอ่างที่สองควรวางขนานกับ พื้นผิวโค้งของ airfoil ในโซนผสมพันธุ์ ซึ่งให้ความหนาของใบมีดคงที่โดยพื้นฐานแล้วในโซนส่วนต่อประสาน

วัตถุประสงค์ของการประดิษฐ์ยังเป็นกังหันที่มีใบมีดอย่างน้อยหนึ่งใบตามการประดิษฐ์นี้

วัตถุประสงค์ของการประดิษฐ์ยังเป็นเครื่องยนต์กังหันก๊าซที่มีกังหันอย่างน้อยหนึ่งตัวตามการประดิษฐ์นี้

หัวข้อของการประดิษฐ์ยังเป็นวิธีการสำหรับการผลิตใบพัดเครื่องยนต์กังหันก๊าซ ซึ่งประกอบรวมด้วยขั้นตอนต่อไปนี้:

หุ่นขี้ผึ้งของใบมีดทำขึ้นโดยมีขนที่ส่วนท้ายของส้นเท้าสร้างส่วนเดียวด้วยขนนกซึ่งเชื่อมต่อที่ระดับโซนส่วนต่อประสานในขณะที่ส้นมีแพลตฟอร์ม ที่ทำแผ่นปิดผนึกอย่างน้อยหนึ่งแผ่นในขณะที่อาบน้ำครั้งแรกบนแท่นอาบน้ำที่สองจะดำเนินการในอ่างแรกที่ระดับของโซนผันระหว่างขนและส้นเท้า

ไม้พายที่ทำจากขี้ผึ้งแช่อยู่ในสลิปทนไฟ

แม่พิมพ์เปลือกทำจากวัสดุทนไฟ

โลหะหลอมเหลวจะถูกเทลงในแม่พิมพ์เปลือกผ่านช่องทางเทเดียว

รูปแบบเปลือกแตกและได้รับไม้พาย

การประดิษฐ์นี้จะชัดเจนมากขึ้นจากการบรรยายต่อไปนี้ของรูปลักษณ์ที่พึงประสงค์ของใบมีดตามการประดิษฐ์นี้และกระบวนการสำหรับการทำสิ่งเดียวกันโดยอ้างอิงถึงภาพวาดที่ประกอบมาด้วย

รูปที่. 1 เป็นแผนผังด้านข้างของใบพัดกังหันตามการประดิษฐ์ปัจจุบัน

รูปที่. 2 - มุมมองภาพสามมิติด้านหน้า ด้านนอกส้นเท้าใบมีด

รูปที่. 3 เป็นภาพตัดขวางของใบมีดตามระนาบ III-III ของรูปที่ หนึ่ง.

รูปที่. 4 คือภาพด้านข้างที่มีมิติเท่ากันของด้านนอกของส้นเท้าของกระดูกสะบัก

ดังแสดงในรูปที่ 1 ใบมีด 1 ตามการประดิษฐ์ปัจจุบันถูกสร้างขึ้นตามแกนหลัก A ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วจะเป็นแนวรัศมีเมื่อเทียบกับแกน B ของเครื่องยนต์กังหันก๊าซที่มีใบมีด 1 ในกรณีนี้ เรากำลังพูดถึงเกี่ยวกับใบพัดกังหันของเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ท ใบไหล่ 1 ประกอบด้วยขา 2 ที่อยู่ภายใน แท่น 3 ขนนก 4 และส้น 5 ซึ่งอยู่ด้านนอก ส้น 5 จับคู่กับขนนก 4 ในพื้นที่อินเทอร์เฟซ 15 ขาที่ 2 ได้รับการออกแบบให้ติดตั้งในซ็อกเก็ตโรเตอร์สำหรับติดตั้งบนโรเตอร์นี้ แท่นที่ 3 ทำขึ้นระหว่างขาที่ 2 กับขน 4 และมีพื้นผิวที่ตั้งอยู่ตามขวางตามแกน A ของใบมีด 1 ทำให้เกิดองค์ประกอบผนังที่จำกัดเส้นทางอากาศและอากาศของแท่นดังกล่าว ข้างใน; ผนังดังกล่าวประกอบขึ้นจากแท่นทั้งหมด 3 ใบพัด 1 ของสเตจกังหันที่เป็นปัญหา ซึ่งอยู่ติดกัน ขนนก 4 โดยทั่วไปตั้งอยู่ตามแกนหลัก A ของใบมีด 1 และมีรูปร่างตามหลักอากาศพลศาสตร์ที่สอดคล้องกับจุดประสงค์ของมัน ดังที่ทราบกันดีในหมู่ผู้ที่มีทักษะความชำนาญในศิลปวิทยาการแขนงนี้ ส้น 5 มีแท่น 5a ซึ่งทำที่ปลายด้านนอกของแอร์ฟอยล์ 4 โดยพื้นฐานแล้วจะขวางกับแกนหลัก A ของใบมีด 1

ดังแสดงในรูปที่ 2 และ 4 แท่นส้น 5 ประกอบด้วยขอบนำ 6 และขอบท้าย 7 กำกับตามขวางตามการไหลของก๊าซ (โดยทั่วไปการไหลจะขนานกับแกน B ของเทอร์โบเจ็ต) ขอบตามขวางทั้งสองนี้ ด้านหน้า 6 และด้านหลัง 7 เชื่อมต่อกันด้วยขอบสองด้าน 8, 9 ซึ่งมีโปรไฟล์รูปตัว Z: ขอบแต่ละด้าน 8, 9 ประกอบด้วยส่วนตามยาวสองส่วน (8a, 8b, 9a, 9b ตามลำดับ) ซึ่งกันและกัน ส่วน 8", 9" ตามลำดับ ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วเป็นแนวขวางหรือทำอย่างน้อยในมุมที่สัมพันธ์กับทิศทางของการไหลของก๊าซ มันอยู่ที่ขอบด้านข้าง 8, 9 ที่ส้น 5 สัมผัสกับส้นเท้าของใบมีดสองใบที่อยู่ติดกันบนโรเตอร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เพื่อลดแรงสั่นสะเทือนที่เกิดขึ้นระหว่างการทำงาน ใบมีดจะถูกติดตั้งบนจานโดยมีความเค้นจากการบิดเบี้ยวรอบๆ แกนหลัก A เป็นหลัก ส้นรองเท้า 5 ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้ใบมีดรับการบิดเบี้ยว ความเค้นเมื่อรองรับใบมีดที่อยู่ติดกันตามแนวขวาง 8" , 9" ขอบด้านข้าง 8, 9

เริ่มจากพื้นผิวด้านนอกของแพลตฟอร์ม 5a ของส้น 5 ทำแผ่นรัศมี 10, 11 หรือหอยเชลล์ 10, 11 ในกรณีนี้ในจำนวนสอง; นอกจากนี้ยังสามารถจัดเตรียมจานเดียวหรือมากกว่าสองจานได้ แต่ละแผ่น 10, 11 ถูกสร้างตามขวางไปยังแกน B ของเครื่องยนต์กังหันก๊าซ โดยเริ่มจากพื้นผิวด้านนอกของแท่นส้น 5 ระหว่างสองส่วนตามยาวตรงข้ามกัน (8a, 8b, 9a, 9b) ของขอบด้านข้าง 8 , 9 ส้น 5.

โดยทั่วไปแล้ว แท่น 5a ของส้น 5 จะทำมุมในแนวรัศมีเทียบกับแกน B ของเครื่องยนต์กังหันก๊าซ ที่จริงแล้ว ในกังหัน ส่วนตัดขวางของเส้นทางก๊าซและอากาศจะเพิ่มขึ้นจากทางเข้าไปยังทางออกเพื่อให้แน่ใจว่ามีการขยายตัวของก๊าซ ดังนั้นแพลตฟอร์ม 5a ของส้น 5 จะเคลื่อนออกจากแกน B ของเครื่องยนต์กังหันก๊าซจากทางเข้าไปยังทางออกในขณะที่ พื้นผิวด้านในสร้างขอบเขตด้านนอกของเส้นทางก๊าซและอากาศ

ในแพลตฟอร์ม 5a ของส้น 5 อ่างแรก 12 ถูกสร้างขึ้น (เนื่องจากการกำหนดค่าของแม่พิมพ์) อ่างแรก 12 นี้เป็นโพรงที่เกิดขึ้นจากพื้นผิวรอบนอก 13 สร้างขอบซึ่งทำจากพื้นผิวด้านนอกของ แท่น 5a และเชื่อมต่อกับพื้นผิว 14 ก่อตัวเป็น 14 ด้านล่างของอ่าง 12 พื้นผิวรอบข้าง 13 ถูกจัดเรียงเป็นแนวรัศมี และในกรณีนี้จะโค้งงอที่ด้านใน ก่อตัวเป็นคู่ระหว่างพื้นผิวด้านนอกของแท่น 5a และ พื้นผิวด้านล่าง 14 ของอ่าง 12 พื้นผิวรัศมีโค้ง 15 เหล่านี้โดยทั่วไปขนานกับขอบด้านข้าง 8, 9 และขอบตามขวาง 6, 7 แท่น 5a ของส้น 5 ตามรูปร่างเมื่อมองจากด้านบน (ตาม แกนหลัก A ของใบมีด 1) บางโซนของส้น 5 อาจไม่มีพื้นผิวรัศมี 13 ซึ่งในกรณีนี้พื้นผิวของ 14 ด้านล่างของอ่าง 12 จะไปที่ขอบด้านข้างโดยตรง (ดูขอบ 9a ในรูปที่ 2) (ควรสังเกตว่าในรูป . 4 โซนเหล่านี้ไม่ได้อยู่ที่เดียวกัน).

อ่างประเภทนี้จำนวน 12 อ่างถูกใช้ในไม้พายที่รู้จักแล้ว หน้าที่ของมันคือการทำให้ส้น 5 เบาลงในขณะที่ยังคงรักษาไว้ คุณสมบัติทางกล: ความหนาของแท่น 5a ของส้น 5 มีความสำคัญใกล้กับขอบด้านข้าง 8, 9 พื้นผิวด้านข้างซึ่งเมื่อสัมผัสกับใบมีดที่อยู่ติดกันจะได้รับแรงกดสูงระหว่างการหมุนใบมีด 1 ในขณะที่ส่วนกลาง ของแพลตฟอร์ม 5a ของส้น 5 ซึ่งรับแรงกดน้อยกว่าจะทำโดยมีส่วนเว้าในอ่างแรก 12

นอกจากนี้ ส้นเท้ายังมีอ่าง 16 ในอ่างแรก 12 ซึ่งต่อไปนี้จะเรียกว่าอาบน้ำที่สอง 16 การอาบน้ำที่สอง 16 ทำที่ระดับของโซนอินเทอร์เฟซ 15 ระหว่างส้น 5 และขนนก 4 โดยเฉพาะอย่างยิ่ง อ่างที่สองถูกสร้างขึ้นตามแกนหลัก A ของใบมีด 1 ตรงข้ามกับโซน 15 จับคู่ระหว่างส้น 5 และขนนก 4

อ่างที่สอง 16 เป็นโพรงที่เกิดขึ้นจากพื้นผิวรอบข้าง 17 ซึ่งสร้างด้านข้างซึ่งเชื่อมต่อพื้นผิวของ 14 ด้านล่างของอ่างแรก 12 กับพื้นผิว 18 ซึ่งสร้างด้านล่างของอ่างอาบน้ำที่สอง 16 (และอยู่ด้านใน เทียบกับพื้นผิวด้านล่าง 14 ของอ่างแรก 12) พื้นผิวรอบนอก 17 ถูกจัดเรียงอย่างเป็นแนวรัศมี ในกรณีนี้จะโค้งที่ด้านนอกและด้านใน ก่อตัวเป็นคู่ระหว่างพื้นผิวด้านล่าง 14 ของอ่างแรก 14 และพื้นผิวด้านล่าง 18 ของอ่างที่สอง 16 พื้นผิวโค้งในแนวรัศมี 17 โดยพื้นฐานแล้วจะขนานกับพื้นผิวของขนนก 4 ตามรูปร่างเมื่อมองจากด้านบน (ตามแกนหลัก A ของใบมีด 1) (ดูรูปที่ 4)

อ่างที่สอง 16 ทำขึ้นระหว่างการฉีดขึ้นรูป (กล่าวอีกนัยหนึ่ง การกำหนดค่าของแม่พิมพ์เปลือกที่อนุญาตให้ขึ้นรูปใบมีด 1 นั้นถูกดัดแปลงสำหรับการขึ้นรูปดังกล่าวในอ่าง 16) ใบมีดทำโดยการหล่อบนหุ่นขี้ผึ้งที่สูญหายตามที่อธิบายไว้ข้างต้นในคำอธิบาย

การปรากฏตัวของอ่างที่สอง 16 หลีกเลี่ยงความหนามากเกินไปในโซน 15 ของส่วนต่อประสานระหว่างส้นเท้า 5 และขนนก 4 ด้วยเหตุนี้ในระหว่างการเทโลหะลงในแม่พิมพ์เปลือกโลหะจะกระจายอย่างสม่ำเสมอมากขึ้นซึ่งทำให้ เป็นไปได้ที่จะหลีกเลี่ยงการก่อตัวของรูพรุนแม้ว่าโลหะจะถูกเทลงที่จุดเทเดียวเท่านั้น

ดังนั้น ใบมีด 1 สามารถทำได้โดยกระบวนการหล่อเพื่อการลงทุนโดยใช้โลหะเหลวไหลเข้าสำหรับแม่พิมพ์เปลือกแต่ละอัน และกระบวนการดังกล่าวง่ายกว่าและถูกกว่า ถ้าแบบฟอร์มรวมกันเป็นบล็อค วิธีการจะง่ายยิ่งขึ้น นอกจากนี้ โดยการเทลงในแม่พิมพ์เปลือกผ่านช่องทางเทเดียว ใบมีดที่ผลิตขึ้นจะมีสารตกค้างเพียงตัวเดียว ซึ่งจะถูกลบออกโดยการตัดเฉือน การตัดเฉือนชิ้นส่วนดังกล่าวง่ายกว่า

นอกจากนี้น้ำหนักและดังนั้นราคาของใบมีด 1 จะลดลงเนื่องจากการมีถาดที่สอง 16 ในขณะที่ความเค้นบนส้น 5 เช่นเดียวกับความเค้นบนขนนก 4 มีการกระจายที่ดีกว่าและ, ดังนั้น ดาบ 1 จะรับรู้ได้ดีขึ้น

ในกรณีนี้ ปากกา 4 ทำขึ้นในรูปของผนังทึบ นั่นคือโดยไม่ต้องระบายความร้อนด้วยความช่วยเหลือของแจ็คเก็ตหรือโพรงที่ทำในความหนาของผนัง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พื้นผิวรอบข้าง 17 และพื้นผิวด้านล่าง 18 ของอ่างที่สอง 16 ได้รับการออกแบบในลักษณะที่ความหนาของไม้พาย 1 คงที่อย่างมากในส่วนต่อประสาน 15 ระหว่างส้น 5 และขนนก 4 สิ่งนี้ จุดเด่นมองเห็นได้ชัดเจนในรูป 3. โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ถ้าเรากำหนด 15a, 15b พื้นผิวโค้งของขนนก 4 ที่ระดับของโซนส่วนต่อประสาน 15 ระหว่างขนนก 4 และส้น 5 จากนั้นในรูปที่ 3 จะเห็นได้ว่าพื้นผิวโค้งมน 17 ของอ่างที่สอง 16 ขนานกันอย่างเป็นส่วนใหญ่กับพื้นผิวโค้ง 15a, 15b ของขนนก 4 ซึ่งอยู่ตรงข้ามกับพวกมัน ในรูปลักษณ์ที่แสดงตัวอย่างประกอบ รัศมีของพื้นผิวรัศมีโค้ง 17 ของอ่างที่สอง 16 ไม่เหมือนกับรัศมีของพื้นผิวโค้งตรงข้าม 15a, 15b ของขนนก 4 แต่อย่างไรก็ตามพื้นผิวเหล่านี้ขนานกันอย่างสำคัญ

ส่วนหนึ่งของอ่างที่สอง 16 ซึ่งอยู่ในรูปที่ 3 ทางด้านซ้าย มีลักษณะโค้งต่อเนื่องโดยไม่มีพื้นที่ราบเรียบระหว่างพื้นผิวรัศมีโค้ง 13 ของถาดแรก 12, 14 ด้านล่างของถาดแรก 12 และพื้นผิวรัศมีโค้ง 17 ของถาดที่สอง 16 อย่างไรก็ตาม ในส่วนของถาดที่สอง 16 ซึ่งอยู่ในรูปที่ 3 ทางขวา แต่ละพื้นที่เหล่านี้มองเห็นได้ชัดเจน การดำเนินการระหว่างพวกเขาของส่วนต่าง ๆ ในพื้นที่ที่พิจารณา (ในส่วน) ขึ้นอยู่กับตำแหน่งของพื้นผิวของส้น 5 ที่สัมพันธ์กับพื้นผิวของขน 4

มีการอธิบายการประดิษฐ์สำหรับใบกังหันที่เคลื่อนที่ได้ ในเวลาเดียวกัน อันที่จริง มันสามารถใช้กับใบมีดใด ๆ ที่หล่อและประกอบด้วยขนนก ที่ส่วนท้ายของที่ทำส้นเท้าเป็นชิ้นเดียวด้วยขนนก

เรียกร้อง

1. ใบพัดของเครื่องยนต์กังหันก๊าซทำโดยการหล่อ บรรจุขนนก ปลายมีส้น ทำเป็นชิ้นเดียวด้วยขนนก ซึ่งเชื่อมต่อที่ระดับของ โซนส่วนต่อประสานในขณะที่ส้นเท้ามีแท่นซึ่งมีแผ่นปิดผนึกอย่างน้อยหนึ่งแผ่นและอ่างแรกถูกสร้างขึ้นบนแท่นซึ่งมีลักษณะเฉพาะในอ่างที่สองในอ่างแรกที่ระดับของโซนส่วนต่อประสานระหว่างขนนก และส้นเท้า

2. ไม้พายตามข้อถือสิทธิข้อที่ 1 ซึ่งอ่างแรกถูกกำหนดโดยพื้นผิวแนวรัศมีและก้นอ่าง และอ่างที่สองจะก่อตัวขึ้นที่ด้านล่างของอ่างแรก

3. ใบมีดตามข้อถือสิทธิที่ 1 ซึ่งทำถาดที่สองตามแกนหลัก (A) ของใบมีดตรงข้ามโซนส่วนต่อประสานระหว่างส้นและขนนก

4. ใบมีดตามข้อถือสิทธิข้อที่ 3 ซึ่งปากกาสร้างจากผนังทึบและมีพื้นผิวโค้งมนในเขตผสมพันธุ์ และถาดที่สองประกอบด้วยพื้นผิวแนวรัศมีโค้งและพื้นผิวด้านล่าง ในขณะที่พื้นผิวรัศมีโค้งของถาดที่สอง วางขนานกับพื้นผิวโค้งของปากกาในโซนส่วนต่อประสาน ซึ่งให้ความหนาใบมีดคงที่อย่างมากในโซนส่วนต่อประสาน

5. กังหันที่มีใบมีดอย่างน้อยหนึ่งใบตามข้อถือสิทธิข้อที่ 1

6. เครื่องยนต์กังหันก๊าซที่มีกังหันก๊าซอย่างน้อยหนึ่งตัวตามข้อถือสิทธิข้อที่ 5

ความเกี่ยวข้องของงาน

ทรัพยากรและความน่าเชื่อถือของเครื่องยนต์อากาศยานนั้นพิจารณาจากความสามารถในการรองรับแบริ่งของใบพัดคอมเพรสเซอร์เป็นหลัก (รูปที่ 1) ซึ่งเป็นชิ้นส่วนที่สำคัญที่สุดและต้องรับน้ำหนักสูง ซึ่งต้องพบกับการสลับและโหลดเป็นรอบระหว่างการทำงาน ซึ่งทำหน้าที่ดังกล่าวที่ความถี่สูง . ใบพัดของคอมเพรสเซอร์เป็นส่วนที่ใหญ่ รับน้ำหนักได้มากและเป็นส่วนสำคัญของเครื่องยนต์อากาศยาน
คุณสมบัติของใบพัดคอมเพรสเซอร์ซึ่งมีขอบทางเข้าและทางออกบางและทำจากโลหะผสมไททาเนียมซึ่งไวต่อความเข้มข้นของความเครียดมาก คือ พวกมันเป็นคนแรกที่พบสิ่งแปลกปลอม (นก ลูกเห็บ ฯลฯ) ที่มี เข้าไปในห้องเครื่องยนต์
ความเสี่ยง รอยบุบ ความเสียหายจากการกัดเซาะ และข้อบกพร่องอื่นๆ ช่วยเพิ่มระดับความเค้นจากการสั่นสะเทือนในท้องถิ่นได้อย่างมาก ซึ่งลดลงอย่างรวดเร็ว ลักษณะความแข็งแรงใบไหล่ ดังนั้น การสร้างคุณสมบัติที่ผสมผสานกันอย่างลงตัวของชั้นพื้นผิวในการตกแต่งขั้นสุดท้ายและการชุบแข็งจึงมีอิทธิพลอย่างมากต่อการเพิ่มขึ้น ความจุแบริ่งใบพัดของเครื่องยนต์กังหันก๊าซ งานเร่งด่วนคือการประเมินผลกระทบของการแข็งตัวของพื้นผิวต่อแรงกระแทกของใบมีดเมื่อกระทบกับวัตถุแปลกปลอม

รูปที่ 1 - รุ่นใบมีดคอมเพรสเซอร์ GTE (10 เฟรม 20 รอบ)

ในปัจจุบัน ในการผลิตใบมีดคอมเพรสเซอร์ วิธีการเปลี่ยนรูปพลาสติกและการประมวลผลทางกล ตลอดจนเทคโนโลยีที่ซับซ้อนในการดำเนินการตกแต่งขั้นสุดท้ายของกระบวนการทางเทคโนโลยีได้ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย
Vibroabrasive Machining (VO) ในการติดตั้งแบบพิเศษพบว่ามีการใช้งานอย่างกว้างขวางในการผลิตใบพัดคอมเพรสเซอร์จากโลหะผสมไททาเนียม ผลในเชิงบวกต่อประสิทธิผลของกระบวนการสั่นด้วยการสั่นสะเทือนคือการใช้ของเหลวที่มีฤทธิ์ทางเคมีร่วมกับสารกัดกร่อน
การบำบัดด้วยอัลตราโซนิกด้วยลูกบอล (UZO) ทำให้สามารถสร้างลักษณะเฉพาะของชั้นผิวของใบพัดคอมเพรสเซอร์ได้อย่างเหมาะสม ซึ่งมีความแข็งแกร่งต่ำ ความแม่นยำในการผลิตสูง โครงสร้างที่ซับซ้อน และขอบบาง
การพ่นด้วยลมช็อต (PDO) มีลักษณะเฉพาะโดยการชนกันของลูกบอลกับพื้นผิวของ airfoil ของใบมีด เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดการแข็งตัวมากเกินไป เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่า PDA มาพร้อมกับการลดลงของความไม่เป็นเนื้อเดียวกันของโครงสร้าง และทำให้โครงสร้าง การกระจายเฟส และความเค้นอัดตกค้างที่สม่ำเสมอมากขึ้นในชั้นผิวของแผ่นลมใบพัด วิธีการพ่นทรายแบบนิวเมติกส์ช็อตที่เสนอในการตกแต่งและการชุบแข็งทำให้ไมโครดีเฟกต์ทางเทคโนโลยีของชั้นผิวเป็นกลางซึ่งเกิดขึ้นในขั้นตอนก่อนหน้าของกระบวนการทางเทคโนโลยีอย่างมีประสิทธิภาพ มาพร้อมกับขีดจำกัดความทนทานที่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ การกระจายตัวของความทนทานลดลง และ ไม่ต้องการการตกแต่งขอบบาง ๆ ในภายหลังด้วยการขัดด้วยมือ
หนึ่งในวิธีการตกแต่งและชุบแข็งที่มีแนวโน้มว่าจะได้ผลคือวิธีการขัดเงาด้วยแม่เหล็ก (MAP) คุณสมบัติที่โดดเด่น MAP คือความสามารถในการประมวลผลชิ้นส่วนที่มีการกำหนดค่าต่างกัน และรวมการดำเนินการเก็บผิวละเอียดและการชุบแข็งไว้ในกระบวนการเดียว
ปัญหาการสึกกร่อนของใบพัดของเครื่องยนต์กังหันก๊าซเป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไป ความเข้มและประเภทของการสึกกร่อนของใบพัดคอมเพรสเซอร์ไม่เพียงขึ้นอยู่กับเงื่อนไขของการชนกันของอนุภาคกับพื้นผิวของแอร์ฟอยล์เท่านั้น แต่ยังขึ้นกับลักษณะเฉพาะของชั้นผิวด้วย
เพื่อปรับปรุงความต้านทานการสึกหรอของใบมีด มีการใช้กันอย่างแพร่หลายมากขึ้น ประเภทต่างๆเทคโนโลยีที่ซับซ้อน - การใช้พลาสมาเคลือบร่วมกับวิธีการเก็บผิวละเอียดและการชุบแข็งแบบต่างๆ
การพัฒนาและการนำเครื่องยนต์เข้าสู่การผลิตแบบต่อเนื่องในปัจจุบันมาพร้อมกับการออกแบบที่ก้าวหน้าและเทคโนโลยีการแก้ปัญหา ซึ่งแสดงออกในลักษณะของชิ้นส่วนใหม่ การใช้วัสดุโครงสร้างใหม่ที่เป็นพื้นฐาน ตลอดจนการปรับปรุงเทคโนโลยีการผลิต การประกอบ และการทดสอบ กระบวนการทางเทคโนโลยีขั้นสูงของการตัดเฉือนตามแนวคิดของการตัดด้วยความเร็วสูงมีการใช้กันอย่างแพร่หลาย การปรับปรุงวิธีการชุบแข็งผิวสำเร็จและการอบชุบด้วยความร้อน
ความสัมพันธ์ที่ใกล้ชิดระหว่างเทคโนโลยีการออกแบบและการผลิตของเครื่องยนต์ได้กำหนดประเด็นปัญหาในปัจจุบันจำนวนหนึ่งไว้ล่วงหน้าซึ่งเกี่ยวข้องกับการเพิ่มความจุแบริ่งของชิ้นส่วนที่มีรายละเอียดซับซ้อนโดยใช้วิธีการทางเทคโนโลยี

วัตถุประสงค์และภารกิจของงาน

วัตถุประสงค์- เพิ่มความทนทานและคุณภาพของใบพัดคอมเพรสเซอร์ GTE โดยการปรับปรุงการสนับสนุนโครงสร้างและเทคโนโลยีสำหรับกระบวนการผลิตของใบพัดคอมเพรสเซอร์ GTE

งานหลักของงาน:
1. ) ดำเนินการวิเคราะห์สถานะปัจจุบันของการสนับสนุนโครงสร้างและเทคโนโลยีสำหรับกระบวนการผลิตของใบพัดคอมเพรสเซอร์ GTE
2.) สำรวจความเป็นไปได้ในการเพิ่มความทนทานของใบพัดคอมเพรสเซอร์ด้วยการเคลือบไอออนพลาสม่า
3.) ทำการทดลองเพื่อศึกษาคุณสมบัติของการเคลือบไอออนพลาสม่าที่ทนต่อการสึกหรอ
4.) การพัฒนาคำแนะนำในการปรับปรุงการสนับสนุนโครงสร้างและเทคโนโลยีสำหรับกระบวนการผลิตใบมีดคอมเพรสเซอร์ GTE

ความแปลกใหม่ทางวิทยาศาสตร์ของงาน

ความแปลกใหม่ทางวิทยาศาสตร์ของงานอยู่ในการพัฒนาคำแนะนำสำหรับการปรับปรุงการสนับสนุนโครงสร้างและเทคโนโลยีสำหรับกระบวนการผลิตของใบพัดคอมเพรสเซอร์ GTE และการสร้างโครงสร้างที่เหมาะสมที่สุดสำหรับกระบวนการทางเทคโนโลยีของการประมวลผลใบคอมเพรสเซอร์ GTE นอกจากนี้ งานนี้ยังเป็นการแก้ปัญหาความทนทานและความต้านทานการสึกหรอของใบพัดคอมเพรสเซอร์ GTE

ส่วนสำคัญ

ใบพัดคอมเพรสเซอร์ของเครื่องยนต์กังหันก๊าซ

ใบมีด GTE ทำงานที่อุณหภูมิสูง โดยสูงถึง 12000°C สำหรับเทอร์ไบน์ และมากกว่า 600°C สำหรับคอมเพรสเซอร์ การเปลี่ยนแปลงหลายอย่างในโหมดการระบายความร้อนของเครื่องยนต์ - การทำความร้อนอย่างรวดเร็วในขณะที่สตาร์ทและการระบายความร้อนอย่างรวดเร็วเมื่อเครื่องยนต์หยุดทำงาน - ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงตามวัฏจักรของความเครียดจากความร้อนซึ่งมีลักษณะเป็นความล้าจากความร้อน (รูปที่ 2) นอกจากนี้ โปรไฟล์ส่วนโปรไฟล์ของ airfoil และรากใบมีด นอกเหนือจากแรงตึงและการโค้งงอจากแรงเหวี่ยง การดัดและแรงบิดจากการไหลของก๊าซความเร็วสูง จะพบกับความเค้นสลับจากแรงสั่นสะเทือน แอมพลิจูดและความถี่ที่แตกต่างกันไปตาม ช่วงกว้าง

รูปที่ 2 - แผนผังการเคลื่อนที่ของการไหลของก๊าซในเครื่องยนต์กังหันก๊าซ (3 เฟรม)

ความน่าเชื่อถือของการทำงานของคอมเพรสเซอร์และใบพัดกังหันไม่เพียงขึ้นอยู่กับความแข็งแรงของโครงสร้าง ความทนทานต่อโหลดคงที่แบบไซคลิกและระยะยาวเท่านั้น แต่ยังรวมถึงเทคโนโลยีการผลิตด้วย ซึ่งส่งผลกระทบโดยตรงต่อคุณภาพของชั้นผิวของก้านและขนนก คอนเดนเซอร์ความเค้นทางโครงสร้างและเทคโนโลยีถูกสร้างขึ้นในชั้นผิว ซึ่งได้รับผลกระทบจากการชุบแข็งในการทำงานและความเค้นตกค้างภายในจากกระบวนการทางกล นอกจากนี้ ชั้นผิวยังสัมผัสกับแรงภายนอกในสถานะความเค้นประเภทหลัก (การดัด การตึง การบิด) สภาพแวดล้อมภายนอก. ปัจจัยลบเหล่านี้สามารถนำไปสู่การทำลายใบมีดและส่งผลให้เครื่องยนต์กังหันก๊าซชำรุด
การผลิตใบมีด GTE ใช้พื้นที่พิเศษในอุตสาหกรรมเครื่องยนต์อากาศยาน ซึ่งเกิดจากปัจจัยหลายประการ ซึ่งหลักๆ ได้แก่:
ซับซ้อน รูปทรงเรขาคณิตขนและก้านของใบมีด
ความแม่นยำในการผลิตสูง
การใช้วัสดุราคาแพง เช่น โลหะผสมเหล็กและโลหะผสมไททาเนียม
การผลิตใบมีดจำนวนมาก
อุปกรณ์ของกระบวนการทางเทคโนโลยีด้วยอุปกรณ์พิเศษราคาแพง
ความซับซ้อนในการผลิตสูง
ปัจจุบัน การตัดเฉือนประเภทต่อไปนี้เป็นเรื่องปกติสำหรับการผลิตใบมีด GTE:
ยืด;
การโม่;
กลิ้ง;
ขัด;
การขัดแบบสั่นสะเทือนหรือการบดแบบสั่นสะเทือน
การรักษาความร้อน

การก่อตัวของชั้นผิวในขั้นตอนการตกแต่งสำหรับการผลิตใบมีด

ในระหว่างการผลิตใบมีด GTE ความหยาบและความเสี่ยงจะเกิดขึ้นบนพื้นผิว และการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างและเฟสเกิดขึ้นในชั้นผิว นอกจากนี้ยังพบการเพิ่มขึ้นของความแข็งของโลหะและการก่อตัวของความเค้นตกค้างในชั้นผิว
ภายใต้สภาวะการทำงาน ชั้นผิวจะรับน้ำหนักที่มากที่สุดและอยู่ภายใต้ผลกระทบทางกายภาพและทางเคมี: ทางกล ความร้อน การกัดกร่อน ฯลฯ
ในกรณีส่วนใหญ่ คุณสมบัติการบริการของพื้นผิวของใบมีด GTE เริ่มเสื่อมสภาพเนื่องจากการสึกหรอ การสึกกร่อน การกัดกร่อน การแตกร้าวเมื่อล้า ซึ่งอาจนำไปสู่ความล้มเหลวได้
หลังจาก จบแยกแยะข้อบกพร่องของพื้นผิวดังกล่าว: ความเสี่ยง, รอยขีดข่วน, รอยถลอก, รอยบุบ, รูขุมขน, รอยแตก, ครีบ ฯลฯ
คุณสมบัติทางกายภาพและทางกลของชั้นผิวที่สร้างขึ้นระหว่างการผลิตใบมีด เปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญระหว่างการทำงานภายใต้อิทธิพลของแรง อุณหภูมิ และปัจจัยอื่นๆ
พื้นผิวของชิ้นส่วนมีคุณสมบัติหลายประการเมื่อเทียบกับแกนกลาง อะตอมที่อยู่บนพื้นผิวมีพันธะทางเดียวกับโลหะ ดังนั้นจึงมีสถานะไม่เสถียรและมีพลังงานมากเกินไปเมื่อเทียบกับอะตอมภายใน
อันเป็นผลมาจากการแพร่กระจายโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อสัมผัสกับอุณหภูมิสูง สารประกอบทางเคมีโลหะฐานที่มีสารแทรกซึมจากภายนอก ที่อุณหภูมิสูง การเคลื่อนตัวของการแพร่กระจายของอะตอมจะเพิ่มขึ้น นำไปสู่การกระจายความเข้มข้นของธาตุผสมใหม่ การแพร่กระจายในชั้นผิวมีผลอย่างมากต่อคุณสมบัติของโลหะ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการทำงาน เช่น การเจียร เมื่อมีอุณหภูมิสูงในเขตการผลิต
สาเหตุหลักของการเกิดแมคโครเค้นระหว่างการตัดเฉือนคือความไม่เท่ากันของการเปลี่ยนรูปพลาสติกและการให้ความร้อนเฉพาะที่ของโลหะของชั้นผิว รวมทั้งการเปลี่ยนเฟส
ระดับและความลึกของการชุบแข็งของชั้นผิวของชิ้นส่วนนั้นกำหนดโดยโหมดของการตัดเฉือนและเกี่ยวข้องโดยตรงกับการเพิ่มขึ้นของจำนวนความคลาดเคลื่อน ตำแหน่งงานว่าง และข้อบกพร่องอื่นๆ ในโครงผลึกของโลหะ
ชั้นผิวของชิ้นส่วน GTE เกิดขึ้นจากปรากฏการณ์ที่สัมพันธ์กันซึ่งเกิดขึ้นในเขตการเสียรูปและโซนที่อยู่ติดกัน: การเสียรูปพลาสติกยืดหยุ่นหลายครั้ง การเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติพลาสติกของโลหะ การเสียดสี การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างจุลภาคและมหภาค ฯลฯ
ในระหว่างการชุบแข็ง อันเป็นผลมาจากการเสียรูปของโลหะบนพื้นผิวและงานเสียดสี ความร้อนจะถูกปล่อยออกมา ซึ่งทำให้ชิ้นส่วนร้อนขึ้น ด้วยโหมดการประมวลผลแบบเข้มข้น พื้นที่เฉพาะของชั้นพื้นผิวจะถูกทำให้ร้อนในขณะที่ปรับให้เรียบ - สูงถึง 600-700 ° C ด้วยวิธีกระแทก - สูงถึง 800-1,000 ° C
ความร้อนดังกล่าวส่งผลให้ระดับความเค้นอัดตกค้างใกล้พื้นผิวลดลง ซึ่งอาจส่งผลให้ผลการชุบแข็งลดลง ในบางกรณี แรงอัดจะถูกแปลงเป็นความเค้นแรงดึง
สาเหตุหลักของการชุบแข็งคือการเพิ่มขึ้นของความหนาแน่นของความคลาดเคลื่อนที่สะสมใกล้กับแนวเฉือนและการหยุดที่ตามมาต่อหน้าสิ่งกีดขวางประเภทต่างๆ ที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการเปลี่ยนรูปหรือที่มีอยู่ก่อนหน้านั้น การกระจายตัวเป็นบล็อกของปริมาตรโลหะที่ล้อมรอบระหว่างระนาบสลิป การหมุนของบล็อกเหล่านี้ ความโค้งของระนาบสลิปและการสะสมของผลิตภัณฑ์จากการทำลายตาข่ายคริสตัลบนพวกมันมีส่วนทำให้เกิดความผิดปกติตามระนาบสลิปเพิ่มขึ้น และ จึงเกิดการแข็งตัว
ในระหว่างการตัดเฉือนชิ้นส่วน การก่อตัวของความเค้นตกค้างนั้นสัมพันธ์กับการเสียรูปของพลาสติกที่ไม่สม่ำเสมอของชั้นผิว ซึ่งเกิดขึ้นระหว่างปฏิกิริยาของแรงและปัจจัยทางความร้อน
การเสียรูปจะมาพร้อมกับความลึกที่ไม่สม่ำเสมอและกระบวนการที่เชื่อมต่อถึงกันของแรงเฉือน การปรับทิศทางใหม่ การบด การยืดออก หรือการทำให้ส่วนประกอบโครงสร้างสั้นลง การเพิ่มขึ้นของความหนาแน่นของวัสดุของชิ้นส่วนขึ้นอยู่กับลักษณะของการเสียรูป
ภายใต้สภาวะการชุบแข็งที่รุนแรง การชุบแข็งมากเกินไปอาจเกิดขึ้นได้ อันเป็นผลมาจากการที่ microcracks ที่เป็นอันตรายปรากฏในชั้นผิวและการก่อตัวของอนุภาคของโลหะขัดผิวถูกร่างไว้ การชุบแข็งซ้ำเป็นกระบวนการที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ซึ่งการให้ความร้อนไม่ได้ทำให้โครงสร้างเดิมของโลหะกลับคืนมาและคุณสมบัติทางกลของโลหะ

การประมวลผลแบบสั่นของใบมีด

ใบพัดเป็นส่วนที่มีมวลเฉพาะของเครื่องยนต์กังหันก๊าซในเครื่องบิน ทำงานภายใต้สภาวะที่มีโหลดคงที่ ไดนามิก และความร้อนสูงและกำหนดอายุการใช้งานและความน่าเชื่อถือของเครื่องยนต์โดยรวมเป็นส่วนใหญ่
สำหรับการผลิตนั้นจะใช้โลหะผสมไททาเนียมความแข็งแรงสูง สแตนเลส โลหะผสมทนความร้อนที่มีนิกเกิล และวัสดุคอมโพสิต
ความซับซ้อนของการผลิตใบพัดในการออกแบบเครื่องยนต์กังหันก๊าซส่วนใหญ่อยู่ที่ 30-40% ของความซับซ้อนทั้งหมดของเครื่องยนต์ คุณลักษณะนี้พร้อมกับสภาพการทำงานของใบมีดในเครื่องยนต์ต้องใช้วิธีการขั้นสูงในการรับช่องว่างในการผลิต เทคโนโลยีที่ทันสมัยการประมวลผล โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการดำเนินการเก็บผิวละเอียด การใช้เครื่องจักร และระบบอัตโนมัติของกระบวนการทางเทคโนโลยี
ในการทำงานของเครื่องยนต์กังหันก๊าซของเครื่องบิน ใบพัดมีสัดส่วนประมาณ 60% จากความล้มเหลวทั้งหมดเนื่องจากสาเหตุของความล้มเหลวด้านความแข็งแรงของชิ้นส่วน ความล้มเหลวของใบมีดส่วนใหญ่มีลักษณะอ่อนล้า สิ่งนี้มักจะอำนวยความสะดวกโดยความเสียหายต่อใบมีดที่เกิดจากอนุภาคของแข็งเข้าไปในระบบเครื่องยนต์ (หินเมื่อแล่นบนพื้นดิน นกบิน ฯลฯ) สิ่งนี้ทำให้จำเป็นต้องมีขอบใบมีดที่มีความแรงรอบสูงเพียงพอ เช่นเดียวกับการใช้มาตรการทางเทคโนโลยีและการออกแบบพิเศษเพื่อเพิ่มความสามารถในการเอาตัวรอดในกรณีที่เกิดความเสียหาย (รอยบุบ)
ขึ้นอยู่กับสภาพการทำงานในเครื่องยนต์ ระดับความเค้นสลับในใบมีดมักจะอยู่ในช่วง 40-160 MPa และคำนึงถึงความปลอดภัยที่จำเป็น ขีดจำกัดความทนทานมักจะอยู่ในช่วง 300-500 เอ็มพีเอ ความต้านทานความล้าของใบมีดขึ้นอยู่กับวัสดุ การออกแบบของใบมีด และเทคโนโลยีการผลิต แต่ไม่ว่าในกรณีใด สถานะของชั้นผิวจะส่งผลต่อค่าขีดจำกัดความทนทานอย่างมาก ปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อคุณภาพของชั้นผิวคือ:
- ความเค้นตกค้าง - สัญญาณ, ขนาด, ความลึก, ธรรมชาติของการกระจายไปยังส่วนของส่วน ฯลฯ
- microrelief ของพื้นผิว - ขนาดและลักษณะของความหยาบกร้าน, การปรากฏตัวของรอยขีดข่วน;
- โครงสร้างของชั้นผิว
ความเร่งด่วนของงานในการเพิ่มความต้านทานความล้าของใบมีดได้นำไปสู่การพัฒนาและการนำวิธีการประมวลผลแบบพิเศษมาใช้ และการแนะนำวิธีการพิเศษหลายวิธีสำหรับการประมวลผลพื้นผิวของพวกเขาในอุตสาหกรรม
สถานที่ของการประมวลผลแบบสั่นในกระบวนการทางเทคโนโลยีของการประมวลผลทางกลของใบมีดตามกฎคือกระบวนการตกแต่งที่ดำเนินการในขั้นตอนสุดท้ายของการประมวลผล ขึ้นอยู่กับวัสดุของใบมีด ประเภทของการประมวลผลก่อนหน้า และค่าเริ่มต้นของความหยาบของพื้นผิวและปัจจัยอื่น ๆ โหมดการประมวลผลถูกกำหนด - ความถี่และขนาดของแอมพลิจูดการสั่น ลักษณะของชิ้นงาน (การแตกหักของวัสดุขัด ตัวสั่นแบบหล่อ เซรามิก แก้วหรือลูกบอลโลหะ ลูกบาศก์ไม้ ฯลฯ . ) อัตราส่วนมวล ฯลฯ ทำให้สามารถบรรลุผลลัพธ์ที่ต้องการในสถานะพื้นผิวเริ่มต้นที่ค่อนข้างกว้าง ดังนั้น สำหรับใบพัดคอมเพรสเซอร์ขนาดเล็กและขนาดกลางที่ทำจากเหล็กและโลหะผสมไททาเนียม การขึ้นรูปขั้นสุดท้ายคือการรีดเย็นตามด้วยการปัดเศษขอบด้วยล้อขัด ในกรณีนี้ ความขรุขระของพื้นผิวคือ Ra = 1.6 และสูงกว่า ดังนั้น โหมดการสั่นสะท้าน "อ่อน" จึงถูกใช้เพื่อปรับระดับความหยาบของพื้นผิวและสร้างความเค้นอัดในชั้นผิว ในกรณีนี้ การประมวลผลจำนวนมาก (ไม่มีชิ้นส่วนยึด) ในเครื่องสั่นแบบวงแหวน ในบางกรณี เทคโนโลยีการแปรรูปจะใช้สำหรับการขัดเจียรในขั้นตอนสุดท้าย ตามด้วยการขัดพื้นผิวของ airfoil ของใบมีด ใบมีดดังกล่าวต้องผ่านการบำบัดด้วยแรงสั่นสะเทือนที่เข้มข้นขึ้นเพื่อขจัดความหยาบกร้านและให้แรงอัดตกค้างในชั้นผิว
มันยากกว่ามากที่จะใช้การประมวลผลการสั่นสะเทือนอย่างมีประสิทธิภาพของใบพัดขนาดใหญ่ของ turbomachines ชิ้นส่วนดังกล่าวจำนวนมากโดยคำนึงถึงน้ำหนักของภาชนะและ สภาพแวดล้อมในการทำงานทำให้เป็นปัญหาในการสร้างเครื่องสั่นสะเทือนที่มีความถี่ที่ยอมรับได้และแอมพลิจูดของการแกว่งในพิกัดสองหรือสามพิกัดอันเนื่องมาจากการเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วของกำลังขับที่ต้องการและการโอเวอร์โหลดแบบไดนามิกขององค์ประกอบของเครื่องจักร นอกจากนี้ รายละเอียดเหล่านี้คือ คุณภาพแย่ที่สุดพื้นผิวเดิมซึ่งช่วยลดผลผลิตของการประมวลผล
ที่องค์กร Motor Sich ใช้วิธีบำบัดการสั่นสะเทือนแบบพิกัดเดียวตามยาวในภาชนะปิด (POVO)
ในเครื่องสั่นแบบสั่นทั้งในประเทศและต่างประเทศ ฟิลเลอร์หลวมจะถูกขับออกจาก การเคลื่อนที่แบบสั่นด้านล่างของภาชนะซึ่งอยู่ด้านล่างเสมอ ในกรณีนี้ฟิลเลอร์จะถูกส่งคืน ตกฟรี. ประสิทธิภาพของวิธีนี้ไม่สูงพอ
กระบวนการของการตัดเฉือนชิ้นส่วนแบบสั่นสะเทือนจะถูกกระตุ้นและเข้มข้นขึ้นอย่างมากภายในภาชนะปิดที่มีก้นสองส่วนตั้งอยู่ตรงข้ามกัน หากฟิลเลอร์จำนวนมากสั่นอย่างแข็งขันระหว่างกัน โดยรับพลังงานจลน์จากแต่ละด้านล่าง ความเข้มของผลกระทบของฟิลเลอร์กับชิ้นงานเพิ่มขึ้นอย่างมาก ผนังด้านข้างของภาชนะบรรจุมีความลาดเอียง (ทรงกรวย) ซึ่งสร้างการบีบอัดเพิ่มเติมของสารตัวเติมระหว่างการเคลื่อนที่ ซึ่งจะเพิ่มพลังของการกระทำแบบไดนามิกระหว่างสารตัวเติมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนและผนังของภาชนะ ซึ่งภายในส่วนที่กลึงของก๊าซ เครื่องยนต์กังหันอยู่ในสถานะคงที่หรือเป็นอิสระ
เมื่อสั่นสะเทือนด้วยวิธีนี้ด้วยเม็ดขัดและลูกเหล็กชุบแข็ง การกำจัดโลหะออกจากพื้นผิวและการเปลี่ยนรูปขนาดเล็กของพื้นผิวของชิ้นส่วนจะรุนแรงกว่าในเครื่องสั่นแบบเดิม ซึ่งจะเพิ่มขนาดและความลึกของความเค้นอัดที่พื้นผิวและเพิ่มความต้านทานความล้าของชิ้นส่วน
รูปที่ 3 แสดงเส้นโค้งของการเปลี่ยนแปลงความหยาบผิวของใบมีดที่ทำจากเหล็ก 14Kh17N2Sh กับระยะเวลาของการบำบัดบนหน่วยสั่นสะเทือนที่มีภาชนะรูปตัวยู

รูปที่ 3 - การพึ่งพาความหยาบในการบำบัดด้วยแรงสั่นสะเทือนในภาชนะรูปตัวยู (1) และวิธีการ POVO (2)

บรรลุความหยาบ Ra=1.5 µm โดยวิธี POOH ดังต่อไปนี้จากรูปที่ 3 เกิดขึ้นในเวลาประมาณ 30 นาที และโดยกระบวนการสั่นแบบธรรมดา - 1.5 ชั่วโมง
การศึกษากระบวนการสั่นของใบพัดกังหันและคอมเพรสเซอร์แสดงให้เห็นข้อดีของกระบวนการนี้เมื่อเปรียบเทียบกับการขัดและขัดด้วยมือ ผลการศึกษาพบว่าขีดจำกัดความทนทานของใบมีดที่ใช้การสั่นและขัดด้วยการสั่นสะเทือนคือ 410 MPa และเป็นไปตามข้อกำหนดของ TS ขนาดและลักษณะของความเค้นตกค้างของใบมีดที่ตรวจสอบแล้วจะดีกว่าใบมีดที่มีการขัดและเคลือบเงาด้วยมือ

บทสรุป

สำคัญไฉนในการแก้ปัญหาการสร้างความมั่นใจในทรัพยากรและความน่าเชื่อถือของเครื่องยนต์กังหันก๊าซของเครื่องบิน ตลอดจนการสร้างเครื่องยนต์ของคนรุ่นใหม่ มีการพัฒนา ปรับปรุง และสร้างกระบวนการทางเทคโนโลยีใหม่ ๆ วิธีการแปรรูปชิ้นส่วนและอุปกรณ์ที่ไม่เพียงเพิ่มผลผลิตเท่านั้น คุณภาพการผลิตอีกด้วย
การเกิดขึ้นของประเภทที่ทันสมัยและการดัดแปลงของเครื่องยนต์อากาศยานนั้นมาพร้อมกับโซลูชั่นการออกแบบใหม่ที่ก่อให้เกิดปัญหาทางเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่อง เพื่อที่จะเอาชนะพวกเขาในเวลาที่เหมาะสมและลดช่องว่างระหว่าง "อุดมคติ" ในแง่ของการออกแบบและ "ของจริง" ในแง่ของเทคโนโลยีการผลิต จำเป็นต้องแนะนำวิธีการขั้นสูงของการประมวลผลทางกลและการชุบแข็งขั้นสุดท้ายอย่างจริงจัง ในการผลิต

วรรณกรรม

1. Boguslaev V.A. , Yatsenko V.K. , Pritchenko V.F. การสนับสนุนทางเทคโนโลยีและพยากรณ์ความจุแบริ่งของชิ้นส่วน GTE -K.: Manuscript Publishing Company, 2536. - 332 น.
2. Driggs I. G. , Pancaster O. E. กังหันก๊าซสำหรับการบิน ต่อ. จากอังกฤษ. จีจี มิโรนอฟ - M. , Oborongiz, 2500 - 265 น.
3. Zhiritsky G.S. กังหันก๊าซสำหรับการบิน -M., Oborongiz, 1950 - 511 น. 4. Doronin Yu.V. , Makarov V.F. สาเหตุของการเกิดข้อบกพร่องบนโพรไฟล์ของขนนกไททาเนียมในระหว่างการขัดเงา // Ibid. - 1991. - ลำดับที่ 12. – หน้า 17-19
5. Koloshchuk E.M. , Shabotenko A.G. , Khazanovich S.V. การตัดเฉือนแบบสั่นตามปริมาตรของชิ้นส่วน GTE // การบิน. ต่อมลูกหมาก - พ.ศ. 2516 - ลำดับที่ 6 С7 13 -16
6. Boguslaev V.A. , Yatsenko V.K. , Zhemanyuk P.D. , Pukhalskaya G.V. , Pavlenko D.V. , Ben V.P. การตกแต่งและการชุบแข็งของชิ้นส่วน GTE - Zaporozhye, ed. OJSC "MotorSich", 2548 - 559 น.
7. Demin F. I. , Pronichev N. D. , Shitarev I. L. เทคโนโลยีการผลิตชิ้นส่วนหลักของเครื่องยนต์กังหันก๊าซ: Proc. เบี้ยเลี้ยง. - ม.: Mashinostroenie. 2545. - 328 น.; ป่วย.
8. Sulima A.M. , Shulov V.A. , Yagodkin Yu.D. ชั้นผิวและคุณสมบัติการทำงานของชิ้นส่วนเครื่องจักร M.: Mashinostroyeniyu, 1988.240s.
9. เครื่องยนต์กังหันก๊าซ Skubachevskiy G.S. ของเครื่องบิน: หนังสือเรียนสำหรับนักศึกษามหาวิทยาลัยการบิน M.: Mashinostroenie, 1969-544 น.
10. Matalin A.A. Engineering technology: หนังสือเรียนสำหรับนักศึกษามหาวิทยาลัย. M.: Mashinostroenie, 1985-512 น.
11. http://www.nfmz.ru/lopatki.htm
JSC "โรงงานสร้างเครื่องจักร Naro-Fominsk" ใบมีดคอมเพรสเซอร์ GTE
12. http://www.nfmz.ru/lopatki.htm
วิทยาศาสตรดุษฎีบัณฑิต Yury Eliseev ผู้อำนวยการทั่วไปของ FSPC MMPP "Salyut" เทคโนโลยีขั้นสูงสำหรับการผลิตใบมีด GTE

โน๊ตสำคัญ!
เมื่อเขียนบทคัดย่อนี้ งานของอาจารย์ยังไม่เสร็จสมบูรณ์ เสร็จสมบูรณ์: ธันวาคม 2552 ข้อความเต็มผลงานและวัสดุในหัวข้อสามารถรับได้จากผู้เขียนหรือหัวหน้างานหลังจากวันที่กำหนด