विमान इंजन टर्बाइन ब्लेड टिप की क्षति सुधारने के लिए अनुकूलनीय मशीनिंग प्रौद्योगिकी का शोध और अनुप्रयोग

क्षतिग्रस्त टर्बाइन ब्लेडों की मरम्मत विमान इंजनों की संरक्षण और जीवन विस्तार के लिए बहुत महत्वपूर्ण है। यह पत्र एक निश्चित निकेल-आधारित ऊंचा-तापमान सैद्धांतिक टर्बाइन कार्यात्मक ब्लेड की मरम्मत प्रौद्योगिकी के अनुसंधान प्रगति की समीक्षा करता है, जिसमें ब्लेड टिप पर अनुकूलनशील मशीनिंग की मरम्मत विधि पर केंद्रित होता है, और प्रयोगात्मक प्रोसेसिंग प्रक्रिया और प्रमाणीकरण परिणामों को गहराई से समझाता है, और टर्बाइन ब्लेड मरम्मत प्रौद्योगिकी के विकास के भविष्य की ओर देखता है।

विमान का इंजन विमान का शक्ति केंद्र है। विमान इंजन के विभिन्न घटकों में, टर्बाइन ब्लेड का कार्यात्मक मिशन और कार्यात्मक विशेषताएं यह निर्धारित करती हैं कि यह विमान इंजन में घूर्णन भागों में से एक है जिसमें सबसे खराब तनाव और सबसे बड़ा भार होता है, जिसके कारण टर्बाइन ब्लेडों में सामान्य विफलताएं और क्षति होती है। उनमें से, फissure विफलता सबसे अधिक प्राप्ति की संभावना होती है और सबसे बड़ा नुकसान होता है, मुख्य रूप से बेंडिंग तनाव पर चक्रीय बल के अधिकृत कारण थकाने के फissures, विशेष वातावरण के कारण विशेष वातावरण के कारण थकाने के फissures, और वातावरणीय माध्यम के कारण नुकसान के कारण उच्च-तापमान थकाने के फissures। इस चरण में, इंजन के उपयोग की लागत को कम करने के लिए, क्षतिग्रस्त टर्बाइन ब्लेडों के पुन: निर्माण और मरम्मत का महत्वपूर्ण महत्व है।

टर्बाइन ब्लेड मरम्मत के लिए महत्वपूर्ण प्रौद्योगिकियों में से एक है, अनुकूलनीय प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी, जो कई शोधकर्ताओं की रुचि आकर्षित कर रही है क्योंकि यह नुकसान पहुँचे सीमाओं का फिट ओवरलैप और मरम्मत क्षेत्रों का उच्च-शुद्धता ढालना प्रदान करती है। TTL, एक ब्रिटिश कंपनी, स्पर्श-आधारित मापन विधियों का उपयोग करके ब्लेड की अनुप्रस्थ काट रेखाओं की जानकारी प्राप्त करती है और मापी गई अनुप्रस्थ काट रेखा प्रोफाइल सूचना का उपयोग करके Z दिशा में ऑफ़सेट करके टिप पहन क्षेत्र का मॉडल पुन: निर्माण करती है, और तब प्रसंस्करण कोड उत्पन्न करती है जो कि क्लैडिंग लेयर को हटाने के लिए उपयोग किए जाते हैं। ब्रिटिश कंपनी Delcam ने मशीन पर मापन के माध्यम से टर्बाइन ब्लेड टिप मरम्मत के लिए मॉडल पुन: निर्माण की विधि प्रस्तावित की, जिसने मशीन पर मापन के माध्यम से स्थिति त्रुटि संचय की समस्या को कम किया; क्लैडिंग लेयर के पास दो अनुप्रस्थ डेटा स्पर्श-आधारित मापन द्वारा प्राप्त किए गए थे, और सीधे धारांकन वाले ब्लेड के पहने हुए टिप का ज्यामितीय मॉडल पुन: निर्मित किया गया था, ताकि पूरी मरम्मत प्रक्रिया चूर करके पूरी की जा सके। ग्रे सिस्टम सिद्धांत के आधार पर, डिंग हुआपेंग ने नुकसान पहुँचे क्षेत्र में ब्लेड प्रोफाइल की चाप रेखा और मोटाई का अनुमान लगाया और फिर पूर्ण ब्लेड मॉडल का पुन: निर्माण किया, और फिर बूलियन अंतर के माध्यम से मरम्मत दोष मॉडल प्राप्त किया, जिससे कुछ हद तक मरम्मत प्रभाव प्राप्त हुआ। होऊ एफ और उनकी टीम ने ब्लेड शरीर के लिए एक अनुकूलनीय मरम्मत विधि प्रस्तावित की, जिसमें वेल्डिंग सतह मॉडलिंग और लक्ष्य मरम्मत सतह की ऑप्टिमाइज़ेशन मॉडलिंग शामिल थी, और अंत में सिमुलेशन का उपयोग करके मरम्मत विधि की प्रभावशीलता को साबित किया। ज़हां एक्स और उनकी टीम ने इंजन ब्लेड के नुकसान पहुँचे क्षेत्रों के लिए एक स्वचालित मरम्मत योजना प्रस्तावित की, जो सीधे सामग्री क्लैडिंग द्वारा बनाई गई है। पारंपरिक मरम्मत विधियों की तुलना में यह कुछ हद तक नवाचारपूर्ण है, लेकिन जटिल सतहों वाले टर्बाइन ब्लेड मरम्मत करना मुश्किल है।

उपरोक्त शोध देखता है कि विमान एंजिन ब्लेड मरम्मत घरेलू और विदेशी दोनों स्तरों पर विमान उद्योग में एक गरम विषय है। मरम्मत मशीनीकरण के क्षेत्र में, ध्यान यहाँ पर केंद्रित होता है कि मरम्मत क्षेत्र और अक्षत क्षेत्र के बीच चलावटी संभावना प्राप्त की जाए, तथा मरम्मत के बाद उच्च-शुद्धि का आकार बनाया जाए। इसलिए, उपरोक्त मरम्मत शोध के आधार पर, इस लेख में क्षति-प्राप्त टर्बाइन कार्यात्मक ब्लेड को उदाहरण के रूप में लिया गया है ताकि ब्लेड टिप की क्षति मरम्मत के लिए स्व-अनुकूलित मशीनीकरण प्रौद्योगिकी के अनुप्रयोग का शोध किया जा सके, जिससे मरम्मत ब्लेड का मशीनीकृत क्षेत्र और अमशीनीकृत क्षेत्र के बीच चलावटी संभावना प्राप्त हो, और समग्र मरम्मत सतह मरम्मत ब्लेड की अंतिम बराबरी आवश्यकताओं को पूरा करे।

1 ब्लेड टिप की क्षति मरम्मत की योग्यता का विश्लेषण

आकृति 1 में एक सामान्य टर्बाइन ब्लेड टिप क्रैक खराबी दिखाई गई है। इस पर आधारित, एक विमान इंजन टर्बाइन ब्लेड के क्षतिग्रस्त ब्लेड टिप को फिर से निर्मित करने और मरम्मत करने के लिए एक विधि प्रस्तावित की गई है। फिर से निर्माण और मरम्मत का समाधान स्थापित किया गया है, जिसमें ब्लेड टिप के क्षतिग्रस्त हिस्से को हटाना - लीन मेल्टिंग और डिपॉजिट सोल्डर (जैसा कि आकृति 2 में दिखाया गया है) - ब्लेड बिंदु बदल - ब्लेड डिजिटल मॉडल को पुनर्निर्मित करना - ब्लेड की सापेक्षिक प्रसंस्करण, ताकि ब्लेड ज्यामितीय आकार की सटीकता और प्रदर्शन की पुनर्जीवन के लिए सापेक्षिक मरम्मत की पहुंच की जाए। मरम्मत की गई ब्लेड की गुणवत्ता और प्रदर्शन डिजाइन की मांगों को पूरा करती है और यह मरम्मत स्थल पर वास्तविक-समय में मरम्मत के लिए उपयोग की जा सकती है, क्षतिग्रस्त घटकों के बैच मरम्मत प्रसंस्करण को अभ्यास करने के लिए एक प्रभावी समाधान प्रदान करती है।

1.1 प्रक्रिया कठिनाइयों का विश्लेषण

कास्टिंग सटीकता की समस्या के कारण, पूर्ण हुए चाकू और सैद्धांतिक डिज़ाइन मॉडल के बीच व्यक्तिगत अंतर होते हैं। चाकू का रूपरेखा आकार नई स्थिति में बना होता है, और एक कार्य चक्र के बाद, इसमें विकृति और दोषों की मात्रा में भिन्नता होती है। उपयोग किए जाने वाले ऑब्जेक्ट की व्यक्तिगतता के कारण, यदि इसे सैद्धांतिक डिज़ाइन चित्र के आकार के अनुसार मरम्मत और प्रसंस्करण किया जाता है, तो मूल चाकू की आकृति सटीकता नष्ट हो जाती है। यदि प्रत्येक टुकड़े के प्रसंस्करण के लिए CAD मॉडल के अनुसार प्रसंस्करण कोड का एक सेट पुन: उत्पन्न किया जाना होता है, तो यह भाग के पूरे प्रसंस्करण चक्र को बहुत प्रभावित करेगा।

प्लेड के छोर पर एक संकुलित संरचना है, जिसमें प्लेड के छोर से 2 से 3 मिमी नीचे बॉस और कवर प्लेट होती है, और पीछे के छोर की टेल सीम की सबसे संकर चौड़ाई केवल 0.5 मिमी है। प्लेड एक आंतरिक गुहा संरचना है, और प्लेड शरीर की सतह पर कई हवा की फिल्म छेद होते हैं। छिपे आसानी से आंतरिक गुहा और हवा की फिल्म छेदों में प्रवेश करते हैं, इसलिए सफाई कठिन हो जाती है।

1.2 मुख्य तकनीकी माँगें

(1) जब छोर की मरम्मत हो जाती है, तो आंतरिक और बाहरी घुमावदार सतहों के प्रोफाइल डिजाइन चित्र के अनुसार होते हैं और मूल बेस प्लेड के आकार से सुचारु रूप से जुड़े होते हैं।

(2) प्लेड के आकार के अनुसार पीछे के छोर पर न्यूनतम दीवार मोटाई 0.41 मिमी है, और अन्य हिस्सों पर प्लेड के आकार के अनुसार न्यूनतम दीवार मोटाई 0.51 मिमी है (जैसा कि चित्र 3 में दिखाया गया है)।

(3) प्लेड की ऊँचाई आयाम सुनिश्चित है।

(4) रूखाई Ra0.8 μm से अधिक नहीं है।

(5) आंतरिक गुहा और हवा की फिल्म छेदों में छिपे या अन्य कotorियाँ शेष नहीं रहनी चाहिए।

(6) मरम्मत किए गए क्षेत्र को फ्लुओरोस्कोपी द्वारा जांचा जाता है ताकि क्रॅक्स, इनक्ल्यूज़न्स आदि न हों, और जांच को फ्लुओरोस्कोपी जांच मानदंडों और स्वीकृति मानदंडों के अनुसार किया जाता है।

ब्लेड टिप की क्षति मरम्मत के लिए 2 परिवर्तनशील मशीन प्रौद्योगिकी

टर्बाइन के वर्किंग ब्लेड के टिप की मरम्मत प्रक्रिया में कठिनाइयों के सामने, जैसे: प्रत्येक मरम्मत ब्लेड की विकृति संगत नहीं है, चूकने की स्थिति और कोण अलग-अलग हैं, और मूल सटीक ढालन योग्यता समस्याग्रस्त है। ऐसी वास्तविक समस्याओं को प्रत्येक भाग या मार्किंग के लिए ऑनलाइन तेजी से पता चल सकता है अपनी प्रक्रिया के माध्यम से, और वास्तविक आकार और स्थिति वितरण को समझ सकते हैं। फिर, प्रणाली मापी गई डेटा के माध्यम से डिज़ाइन के साथ संगत लक्ष्य डिजिटल मॉडल को बनाने के लिए पुन: निर्मित करती है, उत्पादन को पूरा करने के लिए अद्वितीय व्यक्तिगत पथ ट्रेजेक्टरी उत्पन्न करती है, और अंततः डिज़ाइन और वास्तविक वस्तु के अनुरूप होती है। अपनी प्रक्रिया प्रौद्योगिकी का मार्ग चित्र 4 में दिखाया गया है।

2.2 CAD मॉडल डेटा पंजीकरण प्रौद्योगिकी

प्रोसेस किए गए ऑब्जेक्ट के ब्लैंक की परस्वनिर्भर विशेषताओं के कारण, पुनर्निर्मित CAD मॉडल में अपने समन्वय प्रणाली को खोजने के लिए एक नियमित संदर्भ समतल की कमी होती है, और इसके समन्वय प्रणाली को संरेखित करने के लिए पंजीकरण प्रौद्योगिकी का उपयोग करना आवश्यक है। अंतरिक्ष में दो बिंदु सेट हैं - सैद्धांतिक मॉडल X{xi} और प्रोसेस किए गए ऑब्जेक्ट का मापन जानकारी P{pi}। P बिंदु सेट को X बिंदु सेट के साथ की दूरी को न्यूनतम करने के लिए घुमाया और स्थानांतरित किया जाता है, और मापन जानकारी P{pi} और सैद्धांतिक मॉडल जानकारी X{xi} के बीच एक अंतरिक्ष परिवर्तन संबंध स्थापित किया जाता है। अंतरिक्ष परिवर्तन संबंध में घूर्णन मैट्रिक्स R और स्थानांतरण मैट्रिक्स T शामिल है। फिर, निकटतम बिंदु जोड़ी विधि का उपयोग करके X में P में प्रत्येक बिंदु के निकटतम बिंदु को खोजने के लिए जोड़ी बनाई जाती है, जिससे एक नया बिंदु सेट X' बनता है, जैसा कि चित्र 5 में दिखाया गया है।

3 प्लेट छाती की डेमेज़ मरम्मत के लिए अनुकूलनीय मशीनिंग प्रौद्योगिकी की सत्यापन

अनुकूलित यंत्रांकन प्रणाली में अनुकूलित यंत्रांकन सॉफ्टवेयर और हार्डवेयर प्रणाली, जैसे कि मशीन टूल्स और कटिंग टूल्स, शामिल है। दोनों का समाकलन अंततः अनुकूलित यंत्रांकन को प्राप्त करने के लिए कुंजी है। एक निश्चित प्रकार के उच्च-दबाव टर्बाइन ब्लेड की मरम्मत कार्य में, अनुकूलित यंत्रांकन प्रणाली का उपयोग ब्लेड की मरम्मत प्रसंस्करण के लिए किया गया, और कई इंजन ब्लेडों की मरम्मत प्रसंस्करण और अनुप्रयोग सत्यापन पूरा किया गया।

3.1 परीक्षण कदम

कदम 1: मरम्मत के लिए ब्लेड टिप के क्षतिग्रस्त क्षेत्र को ऑवरले और सरफेसिंग वेल्डिंग द्वारा भरने के बाद, क्षतिग्रस्त ब्लेड टिप के आसपास के क्षेत्र की मापन जानकारी मशीन के अंदर परीक्षण के माध्यम से प्राप्त की जाती है।

कदम 2: ब्लेड टिप मरम्मत से पहले का सैद्धांतिक मॉडल जानकारी प्राप्त करें।

चरण 3: मापन जानकारी और सैद्धांतिक मॉडल जानकारी के बीच स्थानिक परिवर्तन संबंध स्थापित करने के लिए डेटा पंजीकरण का उपयोग करें (स्थानिक परिवर्तन संबंध में घूर्णन और स्थानांतरण शामिल है), और घूर्णन और स्थानांतरण संशोधन प्राप्त करें, जो सबसे अच्छे फिटिंग के बाद घूर्णन और स्थानांतरण मात्रा है।

चरण 4: सैद्धांतिक मॉडल जानकारी के अनुसार मशीन टूल स्थिति पथ का CLSF फ़ाइल जनरेट करें, और CLSF फ़ाइल में संशोधित टूल स्थिति और टूल अक्ष सदिश को XYZ दिशा में चरण 3 से प्राप्त संशोधन मात्रा के अनुसार जनरेट करें।

चरण 5: संशोधित टूल पथ का उपयोग करके टर्बाइन ब्लेड के ब्लेड टिप के क्षत विभाग को चुरा कर पोलिश करें, ताकि ब्लेड टिप की सटीकता का पूर्ण पुनर्जीवन किया जा सके।

जैसा कि आकृति 6 में दिखाया गया है, ऑनलाइन डिटेक्शन के लिए RMP40 प्रोब और φ6 मिमी स्टाइलस गेंद का उपयोग किया जाता है। ब्लेड टिप के पास के दो खंडों को अधिकृत करके बारह मापन बिंदु प्राप्त किए जाते हैं। उत्पन्न मापन डेटा फ़ाइलों को कंप्यूटर सॉफ्टवेयर प्रणाली में पीछे भेजा जा सकता है, और मापन डेटा के आधार पर UG में संशोधन मॉडल को स्वचालित रूप से उत्पन्न किया जा सकता है।

परीक्षण ने एक तीन-अक्षीय ऊर्ध्वाधर मशीनिंग सेंटर का उपयोग किया, और ब्लेड को तेजी से बदलने वाले टूलिंग पैलेट के माध्यम से कार्यपट्टी पर ऊर्ध्वाधर स्थापित किया गया, जिसने मशीनिंग और अगली प्रक्रिया में विशेषता प्रसंस्करण के दौरान दोहराए जाने वाले चापन की सटीकता को आसान बनाया, जैसा कि आकृति 7 में दिखाया गया है।

उत्पन्न मशीनिंग टूल ट्रैजेक्टरी CLSF फ़ाइल आकृति 8 में दिखाई गई है।

3.2 अंत:कविता और हवा फिल्म छेद संरक्षण

परीक्षण के दौरान, आंतरिक गुहा और हवा की पट्टी के छेदों में किसी भी छिपे हुए टुकड़ों या अन्य अशुद्धियों की अनुमति नहीं है इस तकनीकी मांग को पूरा किया गया। प्रक्रिया परीक्षण के दौरान, पेड़ की आंतरिक गुहा और बहुत से हवा की पट्टी के छेदों को सुरक्षित किया गया। यह तकनीकी अध्ययन कार्यक्षम चिप उपयोग करके आंतरिक गुहा और हवा की पट्टी के छेदों को बंद करता है, इससे छेदों की सुरक्षा होती है। यह समझा गया है कि ऐसे पेड़ों को विदेशों में मरम्मत करते समय, एक तरल 'बहुमुखी ऎपॉक्सी रेजिन प्लास्टर चिप' का उपयोग गुहा और हवा की पट्टी के छेदों की सुरक्षा के लिए किया जाता है। ठंड होने पर, यह ठोस हो जाता है और सुरक्षा का प्रभाव पड़ता है। 100°C से अधिक तापमान पर गर्म करने पर, यह पिघल जाता है और 'अश' में बदल जाता है, जिसे हवा से बाहर फेंक दिया जा सकता है या अल्ट्रासाउंड सफाई द्वारा हटा दिया जा सकता है। छोटे छेदों में कोई शेष नहीं रहता। बाद के बैच इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों में, गुहाओं और छोटे छेदों की सुरक्षा और सफाई विशेष रूप से महत्वपूर्ण होगी, और इसके लिए अधिक उपयुक्त तरीकों को खोजना जारी रखना आवश्यक है।

3.3 परीक्षण परिणाम

मरम्मत की गई टरबाइन ब्लेड के टिप प्रोफाइल को मापकर, जैसा कि आंकड़ा 9 में दिखाया गया है, आकार प्रक्रिया प्रौद्योगिकी की माँगों को पूरा करता है। बाहरी जाँच से पता चलता है कि ब्लेड मरम्मत क्षेत्र और मूल प्रोफाइल को अनुकूलित पोलिशिंग के बाद सहज रूप से संकेंद्रित किया गया है, जैसा कि आंकड़ा 10 में दिखाया गया है। अंदरूनी और बाहरी गुहाओं की छत की मोटाई योग्य है, सतह रूखापन Ra0.8 μm से कम है, और अन्य तकनीकी सूचकांक प्रक्रिया की माँगों को पूरा करते हैं। फ्लोरेसेंट जाँच के माध्यम से, मशीनिंग प्रक्रिया ने नए फिसद़े और अन्य दोषों को कारण नहीं बनाया।

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