Onderkenning en hersteltegnologie van vliegtuigmotorblade

Turbineblaaie is 'n belangrike deel van lugvaartmotors, met hoë temperatuur, swaar belasting en 'n komplekse struktuur. Die kwaliteit van inspeksie en onderhoud is nou verwant aan die duurzaamheid en dienstyd van die werk. Hierdie artikel ondersoek die inspeksie en onderhoud van lugvaartmotorblaaie, analiseer die falingsmodus van lugvaartmotorblaaie, en samenvat die falingsdeteksie-tegnologie en onderhoustegnologie van lugvaartmotorblaaie.

In die ontwerp van turbineblaaie word dikwels nuwe materiaalle met hoër kwaliteit gebruik, en deur die struktuur en verwerkingstegnologie te verbeter, word die werksmarge vermind. Dit gebeur om die dryf-krag-verhouding van die motor te verbeter. Die turbineblad is 'n aerodinamiese vlerk wat oor die hele lengte van die blad ekwivalente werk kan lewer, waardoor verseker word dat die lugvloei 'n rotasiehoek tussen die bladrooi en bladspits het, en die rotasiehoek by die bladspits groter is as by die bladrooi. Dit is baie belangrik om die turbine rotorblad op die turbineschijf aan te bring. Die "kerseboom-vormige" tenoon is die rotor van die moderne gas turbine. Dit is noukeurig verwerk en ontwerp om seker te stel dat al die flansies gelykmatig belaaide kan drags. Wanneer die turbine roerloos is, beweeg die blad tangensiaal in die tandeinsieg, en wanneer die turbine draai, word die bladrooi deur die sentrifugale effek aan die skijf vasgedruk. Die impellermateriaal is 'n belangrike faktor om die prestasie en betroubaarheid van die turbine te verseker. Vroegere motore het deformeerde hoogtemperatuurlegaas gebruik wat deur smeedprosesse vervaardig is. Met die voortdurende vooruitgang in motorontwerp en presisie-giettegnologieë, het turbineblaaie verander van deformeerde legaas na hol, polikristallien na enkele kristalle, en die hitbestendigheid van die blaaie is asemmerwekkend verbeter. Nikkelgebaseerde enkelkristal superlegaas word wydverspreid gebruik in die vervaardiging van warme einde-onderdele van lugvaartmotors weens hul uitstekende hoë-temperatuur kruip-eienskappe. Daarom is diepdruk navorsing oor die inspeksie en onderhoud van turbineblaaie van groot belang vir die verbetering van die veiligheid van motorbedrywing en akkurate evaluering van die skepingsvorm en graad van skeiding van die blaaie.

Foutmodusse van vliegtuigmotorblaaie

Blad lae-siklus vermoeëheidbreuk fout

Tydens werklike bedryf is lae-siklus vermoeëheidbreuk van rotorblaaie gewoonlik nie maklik om te gebeur nie, maar onder die volgende drie toestande sal lae-siklus vermoeëheidbreuk plaasvind. Figuur 1 is 'n sketsdiagram van bladbreuk.

(1) Hoewel die werks spanning op die gevaarlike afdeling kleiner is as die opleweringssterkte van die materiaal, is daar groot plaaslike defektes by die gevaarlike afdeling. In hierdie gebied word, as gevolg van die defektes, 'n groter area naby die opleweringssterkte van die materiaal oorskryd, wat lei tot 'n groot hoeveelheid plastiese deformasie en daarmee tot lae-siklus vermoeëheidbreuk van die blad.

(2) As gevolg van swak ontwerpverwagtinge is die werks spanning van die blad op die gevaarlike afdeling naby of oorskry die opleweringssterkte van die materiaal. Wanneer daar buitegewone defektes in die gevaarlike gedeelte is, sal die blad lae-siklus vermoeëheidbreuk ondergaan.

(3) Wanneer die blaar abnormale toestande soos flapper, resonansie en oortempering vertoon, is die totale spanning van sy gevaarlike afdeling groter as sy opgee sterkte, wat lei tot lae-siklus vermoeëheidstryging van die blaar. Lae-siklus vermoeëheidstryging word hoofsaaklik deur ontwerpreëlses veroorsaak, en dit kom meestal rondom die blaarwortel voor. Daar is geen duidelike vermoeëheidsboog by die tipiese lae-siklus breekpunt nie.

Blaar torsionele resonansie vermoeëheidstryging falings

Hoë-siklus vermoeëheidstryging verwys na die tryging wat plaasvind onder die torsionele resonansie van die blaar, en het die volgende representatiewe kenmerke:

(1) Hoekval intrapt by die torsionele resonansie-knoop.

(2) 'n Duidelike vermoeëheidskromme kan by die vermoeëheidsbreekpunt van die blaar gesien word, maar die vermoeëheidskromme is baie dun.

(3) Die breekpunt begin gewoonlik agter die blaar en brei uit na die blaarbasin, en die vermoeëheidsgebied beset die hoofarea van die breekvlak.

Daar is twee hoofredes vir die torsionele moeheidsspletes van die blaar: een is torsionele resonansie, en die ander is uitgebreide roest op die blaaroppervlak of die impak van buitekragsinvloede.

Blaar hoëtemperatuur moeheid en termiese skade moeheidstryningstryningstryningstryningstryningstryningstryningstryningstryningstryningstryningstryningstryningstryningstryningstryningstryningstryningstryningstryningstryningstryningstryningstryningstryningstryningstryning

Turbine rotorblaaie werk in 'n hoëtemperatuur-omgewing en word blootgestel aan temperatuurveranderinge en wisselspanningsstresse, wat lei tot kruip- en moeheidskade van die blaaie (sien Figuur 2). Vir hoëtemperatuur moeheidstryning van die blaaie moet die volgende drie toestande waar wees:

(1) Die moeheidstryning van die blaar wys hoofsaaklik die kenmerke van korreltussenstryning.

(2) Die temperatuur by die tryningspunt van die blaar is hoër as die grenskruip-temperatuur van die materiaal;

(3) Die moeheidstryningspunt van die blaar kan slegs die sentrifugale trekspanning van die vierkantige golfvorm verdra, wat die kruipgrens of moeheidsgrens by dié temperatuur oorskry.

Algemeen gesproke is vermoeidheidsbreuk van rotorblaaie by hoë temperature uiterst skaars, maar in werklike gebruik is vermoeidheidsbreuk as gevolg van termiese skade aan die rotor relatief algemeen. Tydens motorbedrywing word die oortemperatuur of oorbranding van komponente weens korttermyn oortemperatuur onder abnormale werksomstandighede oortemperatuurskade genoem. By hoë temperature is vermoeidheidskrasies geneig om in blaaie voort te kom. Vermoeidheidsbreuk as gevolg van hoëtemperatuurskade het die volgende hoofkenmerke:

(1) Die breukposisie is gewoonlik geleë in die hoogste temperatuurgebied van die blaar, loodreg op die blaar-as.

(2) Die breuk ontstaan by die invoer rand van die bronarea, en sy dwarsdoorsnede is donker met 'n hoë mate van oxidering. Die dwarsdoorsnede van die uitstrekkingsekswyse is relatief vlak en die kleur is nie so donker as die bronarea nie.

Onderhoudsreparatietechnologie van vliegtuigmaakblaaie

Boord boreskoop inspeksie

Die aan-bord boreskoop-inspeksie dien om die turbinblaaie visueel te inspekteer deur 'n sonde in die motor-turbinehouer. Hierdie tegnologie vereis nie die ontbinding van die motor nie en kan direk op die vliegtuig voltooi word, wat bekwam en vinnig is. Boreskoop-inspeksie kan beter brand, korrosie en losmaak van turbinblaaie opspoor, wat kan help om die tegnologie en gesondheid van die turbin te verstaan en beheer, sodat 'n omvattende inspeksie van die turbinblaaie uitgevoer kan word en die normale bedryf van die motor verseker kan word. Figuur 3 toon die boreskoop-inspeksie.

Voorinspeksie reinigingsbehandeling in die herstelwinkel

Die oppervlak van die turbinblaaie word bedek met afsettinge na verbranding, bedekkinge en termiese korrosielaeers wat deur hoë-temperatuuroksidasiema korrosie gevorm word. Koolstofafsetting sal die muurdikte van die blaaie verhoog, wat tot veranderinge in die oorspronklike lugvloei-pad lei, daarmee die werksameheid van die turbin verminder; termiese korrosie sal die meganiese eienskappe van die blaaie verminder; en weens die teenwoordigheid van koolstofafsetting word die skade aan die blaaioppervlak verberg, wat opsporing moeilik maak. Daarom moet die koolstofafsettinge voor die toetsing en herstel van die blaaie geskuif word.

Toetsing van blaaieheeldheid

In die verlede is "harde" meetinstrumente soos hoekmaat en kalipers gebruik om die blaar diameter van vliegtuigmotors te bepaal. Hierdie metode is eenvoudig, maar word maklik deur menslike ingryping beïnvloed en het gebreke soos lae akkuraatheid en stadige deteksiesnelheid. Daarna is 'n toepassing vir mikrorekenaaroutomatiese beheer geskryf, gebaseer op die koördinatemetingmasjiene, en is 'n meetstelsel vir die meetkundige afmetings van die blaar ontwikkel. Deur die blaar outomaties te meet en dit te vergelyk met die standaardblaarvorm, word die fouttoetsresultate outomaties verskaf om die bruikbaarheid van die blaar en die benodigde onderhoudsmetode te bepaal. Hoewel die koördinatemetinginstrumente van verskillende vervaardigers verskille in spesifieke tegnologieë het, het hulle die volgende gemeenskappe: hoë outomatiseringvlak, vinnige deteksie, algemeen kan een blaar in 1 minuut gemeet word, en het goeie uitbreidingsvermoëns. Deur 'n standaardblaarvorm databasis te wysig, kan verskeie tipes blare gemeet word. Figuur 4 toon die integriteittoets.

Onderhoud van vliegtuigmotorblaaie

Termiese spuittegnologie

Termiese spuittegnologie is om vezels of poedervormige materialen in 'n gesmeltde toestand te verbrand, hulle verdere te atomiseer en dan op die onderdelle of substraat wat gespuit moet word, te deponeer.

(1) Slijtstendige bedekkinge

Slijtstendige bedekkinge soos kobalt-gebaseerde, nikkel-gebaseerde en wolframmkarbide-gebaseerde bedekkinge word wydverspreid in lughartmotonderdelle gebruik om wrijwing te verminder wat deur trilling, glijding, botsing, wrywing en ander wrijving tydens die bedryf van lughartmotors veroorsaak word, waardoor prestasie en diensteltyd verbeter word.

(2) Hitbestande bedekkinge

Om die stoot te verhoog, moet moderne vliegtuigmotors die temperatuur voor die turbine tot die maksimum verhoog. Op hierdie manier sal die bedryfstemperatuur van die turbineblaaie ook toeneem. Alhoewel hitd bestandende materialen gebruik word, is dit steeds moeilik om die gebruiksaanvereistes te voldoen. Toetsresultate wys dat die aanbring van hitd bestandende deklae op die oppervlak van turbineblaaie die hitbestendigheid van komponente kan verbeter en verandering en barsting van komponente kan voorkom.

(3) Afweringsdekmiddels

In moderne vliegtuigmotore word die turbine gevorm deur 'n kasing wat bestaan uit meerdere horisontale statorklappe en 'n rotorblad wat op 'n skoot vasgemaak is. Om die doeltreffendheid van die motor te verbeter, moet die afstand tussen die twee komponente, die statoor en die rotor, soveel as moontlik verminder word. Hierdie opening sluit die "tip opening" tussen die rotor punt en die vaste buitekoring in, sowel as die "stadium opening" tussen elke stadium van die rotor en die kasing. Om lugharding weens oortollige openinge te verminder, word die openinge teoreties soveel as moontlik nul vereis, aangesien die werklike foute en installasiefoute van produksiedele moeilik bereik kan word; boonop daat, onder hoë temperatuur en hoë spoed, sal die wiel ook longitudinale beweging vertoon, wat lei tot radiale "groei" van die klape. As gevolg van die buigingsvervorming, termiese uitbreiding en samentrekking van die werksstuk word spuitdragte gebruik om dit die kleinste bewuste opening te gee, dit wil sê, verskeie bedekkinge word op die oppervlak naby die bladspits gespuit; wanneer die rotante dele teen hom wryf, sal die bedekking offerlike slijt veroorsaak, waardoor die opening tot 'n minimum verminder word. Figuur 5 toon die termiese spuit tegnologie.

Shot Peening

Shot peening-tegnologie gebruik hoogsnelheidsprojekiele om die oppervlak van die werksstuk te beïnvloed, wat residuele kompresiewe spanning op die oppervlak van die werksstuk genereer en 'n versterkingsmateriaal tot 'n sekere mate vorm om die moeitesterkte van die produk te verbeter en die streskorrosieprestasie van die materiaal te verminder. Figuur 6 toon die blaar na shot peening.

(1) Droë shot peening

Droë shot peening-tegnologie gebruik sentrifugalkrag om 'n oppervlakteversterkingslaag met 'n sekere dikte op die oppervlak van die werksstuk te vorm. Hoewel droë shot peening-tegnologie eenvoudige toerusting en hoë doeltreffendheid het, het dit steeds probleme soos stofverontreiniging, hoë geraasvlakke en hoë projektielverbruik tydens massaproduksie.

(2) Water shot peening

Water-shot peening het dieselfde versterkingsmekanisme as droë shot peening. Die verskil is dat dit vinnig beweegde vloeistofdeeltjies in plaas van shot gebruik, waarmee die invloed van stof op die omgewing tydens droë shot peening verminder word, wat die werksomgewing verbeter.

(3) Rotasieplaatversterking

Die Amerikaanse 3M-onderneming het 'n nuwe soort skootpeensterkteproses ontwikkel. Hul sterkte-metode is om 'n rotasieplaat met skote te gebruik om die metalige oppervlak voortdurend op hoë spoed aan te slaan om 'n oppervlaksterkte-laag te vorm. In vergelyking met skootpeen, het dit die voordele van eenvoudige toerusting, maklik bruikbaar, hoë doeltreffendheid, ekonomies en duurzaamheid. Rotasieplaat-versterking beteken dat wanneer 'n hoogsnelheidskoot die blaar raak, sal die oppervlak van die blaar vinnig uitbrei, wat daartoe lei dat dit op 'n sekere diepte plastiese deformasie ondergaan. Die dikte van die deformasie-laag is verwant aan die impaksterkte van die projektil en die meganiese eienskappe van die werkmateriaal, en kan gewoonlik 0,12 tot 0,75 mm bereik. Deur die skootpeen-proses aan te pas, kan die gepaste dikte van die deformasie-laag verkry word. Onder die invloed van skootpeen, wanneer plastiese deformasie op die blaaroppervlak plaasvind, sal die aangrensende suboppervlak ook deformeer. Maar in vergelyking met die oppervlak, is die deformasie van die suboppervlak kleiner. Sonder om die oplewerpunt te bereik, is dit steeds in die elastiese deformasie-fase, so die ongelykhede in plastiese verandering tussen die oppervlak en laag is ongelyk, wat residu-stresveranderinge in die materiaal na spuiting kan veroorsaak. Die toetsresultate wys dat daar residu-kompressiestres op die oppervlak is na skootpeen, en op 'n sekere diepte verskyning van trekstres by die suboppervlak. Die residu-kompressiestres op die oppervlak is verskeie kere meer as dié van die suboppervlak. Hierdie residu-stres-verdeling is baie gunstig om moeite-sterkte en korrosieweerstand te verbeter. Daarom speel skootpeen-tegnologie 'n baie belangrike rol in die verleng van produk-lewendetyd en die verbetering van produk-kwaliteit.

Bedekingsreparasie

In vliegtuigmotors word baie gevorderde turbinblaaie met bedekings tegnologie gebruik om hul anti-oksidasie, anti-korrosie en versletingsweerstandige eienskappe te verbeter; egter, aangesien die blaaie tydens gebruik tot verskillende grade geskadig sal word, moet hulle gedurende blaaronderhoud gerepareer word, gewoonlik deur die oorspronklike bedekking af te stroop en dan 'n nuwe laag bedekking aan te bring.