Miks kasutavad lennukimootorid integreeritud labasid? Nad on lendamise võti!

Lennuki mootor on lennuki "süda" ja seda tuntakse ka kui "tööstuse kroonijuveeli". Selle tootmine ühendab paljusid kaasaegse tööstuse tipptehnoloogiaid, mis hõlmavad materjale, mehaanilist töötlemist, termodünaamikat ja muid valdkondi. Kuna riikidel on mootori jõudlusele üha kõrgemad nõuded, on uued struktuurid, uued tehnoloogiad ja uued protsessid uurimis- ja arendustegevuses ning rakendustes endiselt pidevad väljakutsed kaasaegse tööstuse tippajal. Üks olulisi tegureid lennukimootorite tõukejõu ja kaalu suhte parandamisel on integreeritud labaketas.

Bliskide eelised

Enne integreeritud labaketta tekkimist tuli mootori rootori labad ühendada rattakettaga tihvtide, tihvtide ja tihvtisoonte ning lukustusseadmete kaudu, kuid see konstruktsioon ei vastanud järk-järgult suure jõudlusega lennukimootorite vajadustele. Mootori rootori labasid ja rattaketast ühendav integreeritud labaketas on disainitud ja sellest on nüüdseks saanud suure tõukejõu ja kaalu suhtega mootorite kohustuslik struktuur. Seda on laialdaselt kasutatud sõjaväe- ja tsiviillennukite mootorites ning sellel on järgmised eelised.

1.Kaalulangus:Kuna labade paigaldamiseks mõeldud keele ja soone paigaldamiseks ei ole vaja ratta ketta velge töödelda, saab velje radiaalset suurust oluliselt vähendada, vähendades seeläbi oluliselt rootori massi.

2.Vähendage osade arvu:Lisaks sellele, et rattaketas ja terad on integreeritud, on oluliseks põhjuseks ka lukustusseadmete vähendamine. Lennukimootoritel on ülikarmid nõuded töökindlusele ning töökindluse parandamisel mängib suurt rolli lihtsustatud rootori struktuur.

3. Vähendage õhuvoolu kadu:Traditsioonilise ühendusmeetodi lüngast põhjustatud põgenemiskadu on kõrvaldatud, mootori efektiivsus paraneb ja tõukejõud suureneb.

Kaalu vähendav ja tõukejõudu suurendav blisk ei ole lihtsalt saadav "pärl". Ühest küljest on blisk enamasti valmistatud raskesti töödeldavatest materjalidest, nagu titaanisulam ja kõrgtemperatuuriline sulam; teisest küljest on selle terad õhukesed ja tera kuju keeruline, mis seab tootmistehnoloogiale ülikõrged nõudmised. Lisaks, kui rootori labad on kahjustatud, ei saa neid ükshaaval välja vahetada, mis võib põhjustada bliski vanarauaks minemist, samuti on probleemiks remonditehnoloogia.

Biskide valmistamine

Praegu on integreeritud labade valmistamiseks kolm peamist tehnoloogiat.

• Viieteljeline CNC freesimine

Viieteljelist CNC freesimist kasutatakse laialdaselt bliskide valmistamisel, kuna selle eelised on kiire reageerimine, kõrge töökindlus, hea töötlemise paindlikkus ja lühike tootmise ettevalmistamise tsükkel. Peamised freesimismeetodid hõlmavad külgfreesimist, süvisfreesimist ja tsükloidfreesimist. Peamised tegurid, mis tagavad blikkide edu, on järgmised:

Heade dünaamiliste omadustega viieteljelised tööpingid

Optimeeritud professionaalne CAM-tarkvara

Tööriistad ja teadmised rakendustest, mis on pühendatud titaanisulamite/kõrgtemperatuuriliste sulamite töötlemisele

• Elektrokeemiline töötlemine

Elektrokeemiline töötlemine on suurepärane meetod lennukimootorite integreeritud labaketaste kanalite töötlemiseks. Elektrokeemilises töötluses on mitmeid töötlemistehnoloogiaid, sealhulgas elektrolüütiline hülsi töötlemine, kontuurelektrolüütiline töötlemine ja CNC elektrolüütiline töötlemine.

Kuna elektrokeemiline töötlemine kasutab peamiselt metalli lahustumise omadust elektrolüüdi anoodil, ei kahjustata elektrokeemilise töötlustehnoloogia rakendamisel katoodiosa ning töödeldavat detaili ei mõjuta töötlemise ajal lõikejõud, töötlussoojus jne. , vähendades seeläbi õhusõiduki mootori integreeritud labakanali jääkpinget pärast töötlemist.

Lisaks on võrreldes viieteljelise freesimisega elektrokeemilise töötlemise tööaeg oluliselt vähenenud ja seda saab kasutada töötlemata töötlemise, poolviimistluse ja viimistlusetappides. Pärast töötlemist pole vaja käsitsi poleerimist. Seetõttu on see lennukimootori integreeritud labakanalite töötlemise üks olulisi arengusuundi.

• Keevitamine

Terasid töödeldakse eraldi ja keevitatakse seejärel kettale elektronkiirkeevituse, lineaarse hõõrdekeevituse või vaakum-tahke difusioonliimimise teel. Eeliseks on see, et seda saab kasutada ebaühtlase tera ja kettamaterjaliga integreeritud kettaketaste valmistamiseks.

Keevitusprotsessil on kõrged nõuded terakeevituse kvaliteedile, mis mõjutab otseselt õhusõiduki mootori üldise labaketta jõudlust ja töökindlust. Lisaks, kuna keevitatud kettakettas kasutatavate labade tegelik kuju ei ole ühtlane, ei ole terade asendid pärast keevitamist keevitamise täpsuse piirangu tõttu ühtsed ning isikupärastatud täppis-CNC-freesimiseks on vaja adaptiivset töötlemistehnoloogiat. iga tera jaoks.

Lisaks on keevitamine integreeritud labade parandamisel väga oluline tehnoloogia. Nende hulgas on lineaarsel hõõrdekeevitusel kui tahkefaasilisel keevitustehnoloogial kõrge keevisliidete kvaliteet ja hea reprodutseeritavus. See on üks töökindlamaid ja usaldusväärsemaid keevitustehnoloogiaid suure tõukejõu ja kaalu suhtega lennukimootori rootori komponentide keevitamiseks.

Bliski rakendamine

1. EJ200 lennukimootor

Lennukimootoril EJ200 on kokku 3-astmelised ventilaatorid ja 5-astmelised kõrgsurvekompressorid. Üksikud labad keevitatakse rattaketta külge elektronkiirega, moodustades tervikliku labaketta, mida kasutatakse 3. astme ventilaatoris ja 1. astme kõrgsurvekompressoris. Integreeritud labaketast ei keevitata kokku teiste astmete rootoritega mitmeastmelise integraalse rootori moodustamiseks, vaid ühendatakse lühikeste poltidega. Üldiselt on see integreeritud teraketaste kasutamise algstaadiumis.

2. F414 turboventilaatormootor

F414 turboventilaatormootoris kasutatakse 2-astmelise ventilaatori 3. ja 3. astmes ning 3. astme kõrgsurvekompressori esimeses 7 astmes integreeritud labasid, mida töödeldakse elektrokeemiliste meetoditega. GE on välja töötanud ka teostatava remondimeetodi. Selle põhjal keevitatakse ventilaatori 2. ja 3. astme integreeritud labad kokku, moodustades tervikliku rootori, samuti keevitatakse kokku kompressori 1. ja 2. aste, mis vähendab veelgi rootori kaalu ja parandab vastupidavust. mootorist.

Võrreldes EJ200-ga on F414 integreeritud labade kasutamisel suure sammu edasi astunud.

3. F119-PW-100 mootor

3-astmeline ventilaator ja 6-astmeline kõrgsurvekompressor kasutavad integreeritud labasid ning 1. astme ventilaatori labad on õõnsad. Õõneslabad keevitatakse rattaketta külge lineaarse hõõrdekeevituse abil, moodustades tervikliku tera, mis vähendab selle astme rootori kaalu 32 kg võrra.

4. BR715 mootor

Suurtes tsiviilmootorites on kasutatud ka integreeritud labaketast. Mootor BR715 kasutab integreeritud labaketta töötlemiseks viieteljelist CNC-freestehnoloogiat, mida kasutatakse teise astme ülelaaduri kompressoril pärast ventilaatorit ning eesmised ja tagumised integreeritud labade kettad on kokku keevitatud, moodustades tervikliku rootori. Seda kasutatakse lennukil Boeing 717.