Navorsing en toepassing van aanpasbare bewerkings tegnologie vir skadeherstel van lughartmotor-turbineblaaier punte

Die herstel van geskonde turbinblaaie is van groot belang vir die onderhoud en lewensverlenging van vliegtuigmotors. Hierdie artikel ondersoek die navorsingsvoortgang van die hersteltegnologie van 'n spesifieke nikkelgebaseerde gegooide hoëtemperatuurlegaalloeiturbine werksblad, met die klem op die herstelmethode van aanpasbare masjinerie by die bladspits, en verduidelik die eksperimentele prosesseringsproses en verifikasie resultate, en kyk na die ontwikkelingsuitsigte van turbinebladerhersteltegnologie.

Die vliegtuigmotor is die kragkern van die vliegtuig. Onder die verskillende komponente van die vliegtuigmotor bepaal die funksionele taak en werkskenmerke van die turbineblaaie dat dit een van die rotasiekomponente met die ergste spanning en grootste belasting in die vliegtuigmotor is, wat ook die algemene foute en skade aan turbineblaaie veroorsaak. Daaronder het spleetfoute die hoogste voorkoms waarskynlikheid en die grootste skade, hoofsaaklik moeitesplete as gevolg van sentrifugalkrag opleg op buigspanning, fladder-moeitesplete as gevolg van trillingsomgewing, en hoë-temperatuur-moeitesplete as gevolg van korrosieskade veroorsaak deur omgewingsmedia. Op hierdie stadium, om die koste van motorgebruik te verminder, is die hervervaardiging en reperasie van geskonde turbineblaaie van groot betekenis.

Onder die sleuteltegnologieë vir turbinbladsreping, het aanpasbare verwerkingstegnologie die aandag getrek van baie navorsers as 'n doeltreffende manier om gladde oorhef van geskade grense en hoë-noggrasvorming van gerepareerde areas te bereik. TTL, 'n Britse maatskappy, verkry inligting oor bladskede-lyne deur kontakmetingsmetodes en gebruik die gemeet skede-profielinligting om die modelherstel van die puntversletingsarea te voltooi deur verskuiwing langs die Z-rigting, en genereer daarna proseskode om die opleglaag te verwyder. Delcam, 'n Britse maatskappy, het 'n modelherstelmethode voorgestel vir turbinbladpuntreparasie deur masjienmeting, wat die probleem van posisiefoutopstouing deur masjienmeting verminder het; twee kruisafsnitdata naby die opleglaag is deur kontakmeting verkry, en die geometriemodel van die te herstel versleten bladpunt van die reguit-korrelblad is bereken, sodat die hele reparasieproses deur slegging voltooi kan word. Gebaseer op die grysistemetrie, het Ding Huapeng die boogl lyn en dikte van die bladprofiel in die geskadige area voorspel en daarna die volledige bladmodel herstel, en dan deur Boolese verskil die reparasie-defekmodel verkry, waarmee 'n sekere reparasie-effek behaal word. Hou F et al. het 'n aanpaslike reparasiemethode vir bladliggaam voorgestel, insluitend weldebervlakmodellering en doelwitreparasievlakoptimeringsmodellering, en uiteindelik simulasie gebruik om die effektiwiteit van die reparasiemethode te bewys. Zhang X et al. het 'n outomatiese reparasieskema vir geskadigde areas van moetorblaaie voorgestel, wat direk deur materiaalopleg vormword. In vergelyking met tradisionele reparasiemetodes is dit tot 'n sekere mate innoverend, maar dit is moeilik om turbinblaaie met komplekse oppervlakke te repareer.

Die bovengeënde navorsing wys dat die herstel van vliegtuigmotorblaaie 'n warm onderwerp is in die lugvaartbedeling sowel binne- as buite land. In die veld van herstelverwerking word die fokus geplaas op die bereiking van 'n gladde oorgang tussen die herstelgebied en die ongeskonde gebied, asook presiese vorming na herstel. Daarom, gebaseer op die bogenoemde herstelnavorsing, neem hierdie artikel die geskonde turbinewerkblaar as voorbeeld om die toepassingsnavorsing van aanpasbare verwerkingstegnologie vir bladspysherstel te voer uit, wat verseker dat die verwerkingsgebied en nie-verwerkingsgebied van die herstelde blaar 'n gladde oorgang kan bereik, en dat die totale herstelvlak die finale toleransievereistes van die herstelde blaar voldoen.

1 Analise van die werkbareid van bladspysherstel

Figuur 1 toon 'n tipiese turbineblad puntgekraak defek. Gebaseer op hierdie, word 'n metode voorgestel vir hervervaardiging en reparasie van die geskadigde bladpunt van 'n vliegtuigmotor turbineblad. 'n Hervervaardiging en reparasie-oplossing word gevestig, wat insluit om die geskadigde deel van die bladpunt te verwyder - gesmeltde lötting en solder af te deponeer (soos in Figuur 2 getoon) - blad puntwolk te verkry - die blad digitale model te rekonstrueer - aanpasbare verwerking van die blad, om aanpasbare reparasie van die blad geometriese grootte akkuraatheid en prestasieherstel te bereik. Die kwaliteit en prestasie van die gerepareerde blad voldoen aan die ontwerpeise en kan gebruik word vir reële tyd reparasie by die reparasieplek, waarmee 'n doeltreffende oplossing verskaf word vir die realisering van batch-reparasie verwerking van geskadigde komponente van vliegtuigmotors.

1.1 Analise van proses moeilikhede

As gevolg van die probleem van gootnagtekensakuratese, is daar individuele verskille tussen die voltooide blaar en die teoretiese ontwerpmeganikaal. Die oorsigsgrootte van die blaar word in die nuwe toestand gevorm, en nadat dit een werklikheidsiklus deurgegaan het, sal dit verskillende grade van deformasie en gebreke voortbring. As gevolg van die individualiteit van die verwerkingsobjek, as dit volgens die teoretiese grootte van die ontwerpplan herstel en verwerk word, sal die vormakuratesie van die oorspronklike blaar vernietig word. As 'n stel verwerkingskodes vir elke stuk wat verwerksel word opnuut gegenereer moet word volgens die CAD-model, sal dit ernstig die hele verwerkingsiklus van die komponent beïnvloed.

Die bladspits het 'n komplekse struktuur, met 'n boss en dekselplaat 2 tot 3 mm onder die bladspits, en die smalleste wydte van die agterrand se staartnaad is slegs 0.5 mm. Die blad is 'n binneholte struktuur, en daar is baie lugfilmgatting op die bladliggaamsoppervlak. Krulle gaan maklik in die binneholte en lugfilmgatting, wat dit moeilik maak om te skoonmaak.

1.2 Hoof-tegniese vereistes

(1) Nadat die spits herstel is, stem die kontoue van die binneland buisvlakke ooreen met die ontwerptekenning en word glad aangesluit by die oorspronklike basisbladvorm.

(2) Die minimumwanddikte langs die bladvorm by die agterrand van die spits is 0.41 mm, en die minimumwanddikte langs die bladvorm by ander dele is 0.51 mm (soos in Figuur 3 getoon).

(3) Die bladhoogtedimensie word verseker.

(4) Die ruwigheid is nie groter as Ra0.8 μm nie.

(5) Daar word geen krulle of ander vreemde materiale toegelaat om in die binneholte en lugfilmgatting te bly nie.

(6) Die gerepareerde area word deur fluoresensie geïnspekteer om seker te maak dat daar geen spruite, inklusies, ens. is nie, en die inspeksie word volgens die fluoresensie-inspeksiestandarde en aanvaardingstandaarde uitgevoer.

2 Anpassende masjinerietechnologie vir bladspits skadeherstel

In agtergrond van die moeilikhede in die herstelproses van die bladspieëls van die turbine werksblad, naamlik: die deformasie van elke gerepareerde blad is onkonsistente, die vaste posisie en hoek is verskillend, en die oorspronklike presisie-gietsakkiesakkyse is probleemagtig. So 'n praktiese probleme kan deur aanpasbare verwerkingstegnologie vir elke onderdeel of te verwerk onderdeel vinnig aanlyn opgespoor word, en die werklike vorm en posisieverspreiding kan begryp word. Dan herkonstrueer die stelsel die doelwitdigitale model wat konsistensie met die ontwerp het deur die gemeetdata, genereer 'n unieke persoonlike padtraject om produkvervaardiging te voldoen, en stem uiteindelik ooreen met die ontwerp en die werklike objek. Die aanpasbare verwerkingstegnologie roete word in Figuur 4 getoon.

2.2 CAD-model data registrasie tegnologie

As gevolg van die persoonlike kenmerke van die blanco van die verwerkingsdoelwit, ontbreek die herboude CAD-model 'n regelmatige verwysingsvlak om sy koördinatstelsel te vind, en is dit nodig om registrasie-tegnologie te gebruik om sy koördinatstelsel uit te lyn. Die twee puntversamelings in ruimte is die teoretiese model X{xi} en die metinginligting P{pi} van die verwerkte voorwerp. Die P-puntversameling word gedraai en vertaal om die afstand met die X-puntversameling te minimaliseer, en daar word 'n ruimtelike transformasierelatie tussen die metinginligting P{pi} en die teoretiese modelinligting X{xi} tot stand gebring. Die ruimtelike transformasierelasiem sluit die rotasiematriks R en die translasie-matriks T in. Dan word die nabyste-punt-paaringsmetode gebruik om 'n punt in X te vind wat die nabyste is aan elke punt in P om dit te paar, waardoor daar 'n nuwe puntversameling X' ontstaan, soos in Figuur 5 getoon.

3 Verifikasie van aanpasbare masjinerietechnologie vir blaaruiteinde-skadeherstel

Die aanpasbare masjinerie-stelsel sluit aanpasbare masjinerie sagteware en harwarestelsels in, soos masjiene en snyinstrumente. Die integrasie van die twee is die sleutel om uiteindelik aanpasbare masjinerie te bereik. Tydens die herstelwerk van 'n sekere tipe hoëdruk-turbienblaar is die aanpasbare masjinerie-stelsel gebruik om die herstelverwerking van die blare uit te voer, en is die herstelverwerking en toepassingstoetsing van meerdere motorblare voltooi.

3.1 Toetsstappe

Stap 1: Nadat die gebied van die te herstelde bladpunt deur kappering en oppervlakwelding gevul is, word die metingsinligting van die gebied naby die geskonde bladpunt deur binne-masjien-deteksie verkry.

Stap 2: Verkry die teoretiese modelinligting voor bladpuntsherstel.

Stap 3: Gebruik die data-registrasie om die ruimtelike transformasie-verhouding tussen die metingsinligting en die teoretiese modelinligting te stel (die ruimtelike transformasie-verhouding sluit rotasie en translasie in), en verkry die rotasie- en translasiekorreksie, dit is, die rotasie- en translasiebedrag na die beste passing.

Stap 4: Genereer die CLSF-lêer van werktuigposisiespoor volgens die teoretiese modelinligting, en genereer die gekorrigeerde werktuigposisie en werktuigassenvector in die CLSF-lêer volgens die korreksiebedrag in die XYZ-richting wat in stap 3 verkry is.

Stap 5: Skuur en pols die geskade area van die blaar tip van die turbineblaar met die aangepaste werktuigspoor, sodat daar volledige herstel van die presisieblaartip plaasvind.

Soos in Figuur 6 getoon, word 'n RMP40-sonde en 'n φ6 mm stylusbal gebruik vir aanlyn deteksie. Twaalf metingpunte word verkry deur die twee afdele naby die bladspits te optimaliseer. Die gegenereerde metingsdata-lêers kan na die rekenaarprogramme-stelsel teruggegee word, en die verwerkingmodel kan op grond van die metingsdata outomaties in UG gegenereer word.

Die toets het 'n drie-as vertikale bewerkingsmiddelpunt gebruik, en die blad is vertikaal op die werkbord deur 'n vinnig-veranderbare gereedskapspalk gekanteld, wat herhaalde klemveiligheid tydens bewerkings en kenmerkbewerkings in die volgende proses moontlik gemaak het, soos in Figuur 7 getoon.

Die gegenereerde bewerkingshulppad CLSF-lêer word in Figuur 8 getoon.

3.2 Binnekamer en lugfilmgat beskerming

Tydens die toets is die tegniese vereiste dat geen chips of ander onreinighede in die binnekamer en lugfilmgatte mag bly nie, behaal. Tydens die proses-toets is die binnekamer en meerdere lugfilmgatte van die blaar beskerm. Hierdie tegniese studie gebruik funksionele liem om die binnekamer en lugfilmgatte te sluit, waarmee die gatte beskerm word. Daar word verstaan dat wanneer sulke blare buite herstel word, 'n vloeistof "veelsydige epoksharsplasliem" gebruik word om die kamer en lugfilmgatte te beskerm. Nadat dit gekoel het, hard dit om 'n beskermende effek te bereik. Wanneer dit opgewarm word tot bo 100°C, smelt dit en verander in "ask", wat afgeblaas kan word of deur ultra-gelui-reiniging verwyder kan word. Daar is geen residu in die klein gatte nie. In volgende batch ingenieurs-toepassings sal die beskerming en reiniging van kamers en klein gatte spesiaal belangrik wees, en daar moet voortgesit word om meer toepaslike maniere te vind om die invoer van chips en onreinighede te voorkom.

3.3 Toetsresultate

De vorm van die getipeerste profiel van die gerepareerde turbinblaaier, soos in Figuur 9 getoon, voldoen aan die proses tegnologie vereistes. Vanaf die uiterlike inspeksie kan gesien word dat die gereparandeerde blaaierarea en die oorspronklike profiel na aanpassende polering glad oorgaan, soos in Figuur 10 getoon. Die wanddikte van die binne-en buitenvoute is gekwalifiseerd, die oppervlakgrofheid is onder Ra0.8 μm, en ander tegniese indikatiewe voldoen aan die prosesvereistes. Deur fluoreserende inspeksie kon die bewerkingsproses nie nuwe krale of ander gebreke veroorsaak het nie.

Kontak Ons

Dankie vir jou belangstelling in ons maatskappy! As 'n professionele gas-turbinekomponentvervaardiger sal ons voortgaan om ons te fokus op tegnologiese innovasie en diensverbetering, om meer hoë-kwaliteitsoplossings te bied aan kliënte oor die hele wêreld. As jy enige vrae, voorstelle of samewerkingsoorwegings het, sal ons baie gelukkig wees om jou te help. Kontak asseblief ons op die volgende maniere:

WhatsAPP: +86 135 4409 5201
E-pos: [email protected]