Vizsgálat és alkalmazás az adaptív gépezési technológiáról a légitüzérmotor tűrfogójának károsodásának javítására

A sérült turbinlapok javítása nagy jelentőséggel bír a repülőgép motorok karbantartásában és élettartamának meghosszabbításában. A tanulmány áttekinti a javítási technológiák kutatási fejleményeit egy bizonyos nikkelalapú öntött magas-hőmérsékletű hajtálékok javítására, koncentrációval az adaptív gépeléses javítási módszerre a lap tetején, és részletesen megvizsgálja a kísérleti feldolgozás folyamatát és ellenőrzési eredményeit, valamint mutatja be a turbinlapok javítási technológiájának fejlődési lehetőségeit.

A repülőgép motora a jármű hajtómaga. A repülőgép motora különféle komponensei között a turbinaszárak funkcionális feladata és működési jellemzői eldöntik, hogy az egyik legnagyobb töltést és stresszet elszenvedő forgó részei közé tartoznak a repülőgép motoraiban, ami okozza a turbinaszárak gyakori meghibásodását és károsodását. Ezek közül a töréses meghibásodás a legnagyobb valószínűséggel fordul elő és a legnagyobb károkat okoz, főként a centrifugális erő által a hajlítási stresszre összetetten ható feszültségekkel okozott fáradtsági törések, a rezgési környezetből eredő flatter fáradtsági törések és a környezeti média által okozott koróziós károk miatt keletkező magas-hőmérsékletű fáradtsági törések. Ezen a szakaszon, a motor használati költségeinek csökkentése érdekében a károsodott turbinaszárak újraiparosítása és javítása nagy jelentőséggel bír.

A turbinlábak javításához kapcsolódó kulcsfontosságú technológiák között az adaptív feldolgozási technológia széles körű figyelmet kapott kutatóktól, mint hatékony eszköz a sérült határmezők sima átfedésének és a javított területek pontos alakításának elérésére. A brit TTL cég a lórással vett mérési adatokból nyeri ki a ló profilt, és a mért keretszámok alapján teljesíti a tetején kidomult terület modellezését az Z irányban való eltolással, majd feldolgozási kódot generál a borítós réteg eltávolítására. A brit Delcam cég egy gépen belüli méréssel történő turbinláb tetejének javítására vonatkozó modellre jutott, amely csökkentette a helyezkedési hiba akkumulációját a gépen belüli méréssel; két keretszámot a borítós réteg közelében vettek lórással, és kiszámították a kidomulás miatt érintkező láb tetejének geometriai modelljét egy egyenes kristálystruktúrájú lánnyal, hogy teljesítsék a javítási folyamatot munkalélegés alatt. A szürke rendszerek elméletének alapján Ding Huapeng előrejelezte a sérüléses területön található láb ívét és vastagságát, majd felépítette a teljes lábmodellt, és a javítási hiányosság modelljét a Boole-különbség segítségével szerezte meg, amivel bizonyos javítási eredményeket ért el. Hou F stb. egy adaptív javítási módszert javasolt a láb testére, amely tartalmazza a zármetszeti modellezést és a célozó javítási felület optimalizálását, és végül szimulációval igazolta a javítási módszer hatékonyságát. Zhang X stb. egy automatikus javítási séma javaslatát tesztelte a motorláb sérüléses területeire, amely közvetlenül anyagborítással formázott. Hasonlíthatóan a klasszikus javítási módszerekhez bizonyos innovációkat jelent, de nehéz a bonyolult felületekkel rendelkező turbinlábak javítása.

A fenti kutatás azt mutatja, hogy a repülőgép-motor tarka javítása nagyrészt meghatározott témakör a civil és hadiforgatóköri repülészeti iparban. A javítási műszaki folyamatok területén az a kulcsfontosságú probléma, hogy a javított és nem-sérült terület közötti átmenet színvonalas legyen, valamint hogy a javítás után magas pontosságú alakzatot érjünk el. Ezért, a fenti javítási kutatások alapján, ezen tanulmány célja, hogy egy sérült turbinmunkatarkát veszünk példaként, és az alkalmazott műszaki feldolgozás javítási módszereivel kapcsolatos kutatást végezzük el a tarka csúcs sérülések javítására, amely biztosítja a javított tarka feldolgozott és nem-feldolgozott területeinek átmenetét, illetve annak teljesítményét, hogy a javított felület megfeleljen a végleges toleranciáknak.

1. Analízis a tarka-csúcs sérülés javításának műszaki folyamatáról

A 1. ábra egy tipikus turbinaszár súrlap-örvényes hibát mutat be. Ennek alapján kidolgoztak egy újragyártó és javító módszert a légi jármű turbinaszár károsodott szárszegének helyreállítására. Létrehoztak egy újragyártó és javító megoldást, amely azt tartalmazza, hogy eltávolítják a károsodott részt a szárszegéről – ömléses vízsgálatot végeznek és beteszik a zárványt (ahogy az a 2. ábrán látható) – megszerezik a szár felhőpontjait – visszaállítják a szár digitális modelljét – alkalmazkodóan feldolgozzák a szárat, hogy elérjék a szár geometriai méretrend pontosságának és teljesítményének alkalmazkodó helyreállítását. A javított szár minősége és teljesítménye megfelel a tervezési követelményeknek és valós idejű helyreállítást tesz lehetővé a javítási helyen, hatékony megoldást biztosítva a légi járművek károsodott komponenseinek serkeszteséhez.

1.1 Folyamat nehézségeinek elemzése

A formálási pontossági problémák miatt a végleges lés és a théoretikus tervezési modell között egyéni különbségek vannak. A lés kontúrméretei az új állapotban képződnek, és egy működési ciklus után különböző fokú deformációkat és hibákat fog alapítani. A felmunkált tárgy egyéni jellemzői miatt, ha azt a tervezési rajz théoretikus méretei szerint javítjuk és dolgozzuk fel, az eredeti lés alakpontossága megsemmisül. Ha minden darabra újabb feldolgozási kódot kell generálni a CAD modell alapján, ez nagyon befolyásolja a rész egész feldolgozási ciklusát.

A lésztető összetett szerkezetű, egy fő és takarólap van 2-3 mm mélyen a lésztető alatt, és a hátsó élen lévő szélcsavar legszűkebb szélessége csupán 0,5 mm. A lész belső üres tér szerkezetű, és sok levegőfilmet lyuk van a lésztest felületén. A porok könnyen kerülnek a belső üres térbe és a levegőfilm lyukakba, ami nehezíti a tisztítást.

1.2 Fő technikai követelmények

(1) A tető javítása után azonos és simán kapcsolódó vannak az eredeti alap-lész formához mindkét bükki és külső felületeken.

(2) A tető menti rész lészszerkezet menti legalacsonyabb falvastagság 0,41 mm, és a másik részek lészszerkezet menti legalacsonyabb falvastagság 0,51 mm (lásd ábrát 3).

(3) A lész magasság mérete garantált.

(4) A porosság nem nagyobb Ra0,8 μm-nál.

(5) Nem engedélyezett maradékpor vagy más szennyezések a belső üres térben és a levegőfilm lyukakban.

(6) A javított terület fluoreszcenciás vizsgálaton alulhelyezik, hogy biztosak legyünk abban, hogy nincsenek törések, beavatkozások stb., és a vizsgálat a fluoreszcenciás vizsgálati szabványok és elfogadási szabványok szerint zajlik.

2 Adaptív gépezési technológia lógócsúszó végkártya károsodásának javítására

A turbin működési lappangó csúcsának javítási folyamatában fellépő nehézségek figyelembevételével, nevezetesen: minden javított lappangó deformációja inkonzisztens, a rögzítési pozíció és szög különböző, valamint az eredeti precizítenyészetszerkesztési pontosság problémás. Ilyen gyakorlati problémákat az alkalmazkodó feldolgozás technológiájának segítségével gyorsan észlelhetünk online minden feldolgozandó rész vagy részre, és megértjük a valós alakot és helyzet-eloszlást. Ezután a rendszer újra létrehozza az olyan céldigitális modellt, amely konzisztens az edzeses tervekkel a mért adatok alapján, egyedi személyre szabott útvonal-trafikot hoz létre a termékgyártás igényeinek megfelelően, és végül illeszkedik a tervekhez és a valós tárgyhoz. Az alkalmazkodó feldolgozási technológia eljárása ábrázolva a 4. ábrán.

2.2 CAD modell adatregisztrációs technológia

A feldolgozott tárgy üres helyének személyre szabott jellemzői miatt a rekonstruált CAD modell nem rendelkezik szabványos hivatkozási síkkal a koordináta-rendszer meghatározásához, és szükség van regisztrációs technológiára a koordináta-rendszer igazításához. A térben lévő két pontkészlet az X{xi} elméleti modell és a feldolgozott tárgy mérési információi P{pi}. A P pontkészletet forgatjuk és eltoljuk annak érdekében, hogy minimalizáljuk a távolságot az X pontkészlettel, és megállapítjuk a mérési információk P{pi} és az elméleti modellinformációk X{xi} közötti térbeli transzformációs kapcsolatot. A térbeli transzformációs kapcsolat tartalmazza a forgatási mátrixt R-t és a transzlatív mátrixt T-t. Ezután a legközelebbi pontok párosítási módszere segítségével találunk egy olyan pontot az X-ben, amely a legközelebb van minden P pontjához, hogy párosítsuk őket, és új pontkészletet X'-t alkossunk, ahogy az ábra 5. mutatja.

3 Az élcsúszás-javításhoz tartozó adaptív gépészeti technológia ellenőrzése

Az adaptív gépezési rendszer adaptív gépezési szoftvereket és hardverrendszereket tartalmaz, például gépgépeket és vágóeszközöket. A két elem integrációja kulcs a végső adaptív gépezés eléréséhez. Egy adott típusú magasnyomású turbinlapos javítási munkájában az adaptív gépezési rendszert használták a lapok javítására, és több motorlapot javítottak és alkalmazási ellenőrzést végeztek.

3.1 Tesztelési lépések

Lépés 1: A javítandó laphajték sérült területének befedését követően, amelyet nyalábólés és felületes vasalás hajtott végre, az eszközbeli detektálással megkapjuk a sérült laphajték közeli területének méřési információját.

Lépés 2: A laphajték javítása előtti elméleti modell-információk megszerzése.

Lépés 3: Használja az adatregisztrációt a térbeli transzformációs kapcsolat létrehozására a mérési információk és a teóriai modellinformációk között (a térbeli transzformációs kapcsolat forgást és eltolást tartalmaz), és szerezze be a forgási és eltolási korrekciót, azonosítva a legjobb illesztés utáni forgást és eltolást.

Lépés 4: Hozzon létre CLSF fájlt a berendezés helyzeti nyomvonalának generálásához a teóriai modellinformáció alapján, és hozzon létre a helyezési eszköz helyzetét és eszköztengely vektorát a CLSF fájlban a 3. lépésben kapott XYZ irányú korrekció alapján.

Lépés 5: A turbinlap tetejének sérült területének kivágása és pólezése a módosított eszközhelyzettel teljes pontosságú visszaállítás érdekében.

Ahogy az 6. ábrán látható, egy RMP40 sonda és egy φ6 mm-es gömb alapú stilus használatos online érzékeléshez. Tizenkét mérési pont születik a felszín két részének optimalizálásával a lapél tetejéhez közeli területen. A létrehozott mérési adatfájlok visszaküldhetők a számítógépes szoftverrendszerbe, és a mérési adatok alapján automatikusan generálható a feldolgozási modell az UG-ban.

A teszt egy háromtengelyes függőleges feldolgozó központot használt, és a lapél egy gyorscsere eszköztartó palettán keresztül függőlegesen ki volt ragasztva a munkalapon, ami lehetővé tette a folyamat során és a következő feldolgozási fázisban a többszörös rögzítés pontosítását, ahogy az 7. ábrán is látható.

A létrehozott feldolgozási eszköz trajektória CLSF fájlja az 8. ábrán látható.

3.2 Belső helyiség és légfilm lyuk védelem

A teszt során teljesülte a szakadékok és más szennyezések nem maradhatnak meg a belső üregben és levegőfilmet lyukakban technikai követelményt. A folyamat-teszt során a lészelek belső üregét és több levegőfilmet lyukát védették. Ez a technikai tanulmány funkcionális ráncot használ a belső üreg és levegőfilmet lyukak lezárására, így védelmezi a lyukakat. Megvan az is, hogy ilyen lészek karbantartásakor külföldön egy folyékony „többfunkciós epoxi részecske tölcséránc” használatos a üreg és levegőfilmet lyukak védelmére. Hűtés után szilárdítja magát, hogy elérje a védelmi hatást. Amikor felmelegedik 100°C felett, olvad és átalakul „hamu”-ká, amelyet ki lehet fújni vagy eltávolítható ultrahangos tisztítással. Nincs maradék a kis lyukakban. A későbbi kötegben műszaki alkalmazások során a üreg és kis lyukak védelme és tisztítása különösen fontos lesz, és tovább kell találni alkalmasabb módokat a szakadékok és szennyezések betérésének megakadályozására.

3.3 Teszt eredmények

A javított turbinláp csúcsprofiljának mérésével, amint az ábra 9-ben látható, a forma megfelel a folyamattechnológiai követelményeknek. A kinézet vizsgálatából látszik, hogy a lapjavítási terület és az eredeti profil színvonalas átmenetet mutat adaptív pólvannal, ahogy az ábra 10-en is látható. A belső és külső horderekeség vastagsága minőséges, a felület poroságának értéke alul van Ra0.8 μm-nél, és a többi technikai mutató is megfelel a folyamat követelményeinek. Fluoreszcens vizsgálaton keresztül látható, hogy a feldolgozás nem okozott új törést vagy más hibát.

Kapcsolatfelvétel

Köszönjük érdeklődését a vállalatunk iránt! Mint professionális gázturbinás részek gyártója, továbbra is elkötelezett maradunk a technológiai innováció és a szolgáltatás fejlesztése felé, hogy világszerte magas minőségű megoldásokat nyújtsunk vásárlóinknak. Ha bármilyen kérdése, javaslatja vagy együttműködési szándéka van, nagyon szívesen segítünk Önnek. Kérjük, vegye fel velünk a kapcsolatot az alábbi módon:

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