Turbinas loksnes ir svarīgs lidmašīnu dzinēju daļa, ar augstām temperatūrām, smagu krāsu un sarežģītu struktūru. Pārbaudes un uzturēšanas kvalitāte ir tuvu saistīta ar izmantošanas ilgumu un dienesta gadu. Šajā rakstā pētītas lidmašīnu dzinēju loksnju pārbaudes un uzturēšanas metodes, analizētas lidmašīnu dzinēju loksnju nespējas režīmi, un apkopotas nespēju noteikšanas tehnoloģijas un lidmašīnu dzinēju loksnju uzturēšanas tehnoloģijas.
Turbinu loksnes dizaina veidošanā bieži tiek izmantotas jaunas materiālu ar augstāku kvalitāti, samazinot darbības rezervu struktūras un tehnoloģiju uzlabošanas dēļ, lai uzlabotu dzinēja spēka svaru attiecību. Turbinas loksne ir aerodinamisks profils, kas var veikt vienādu darbu pa visu loksnes garumu, nodrošinot, ka gaisa plūsma starp loksnes sakni un galu ietver rotācijas leņķi, un loksnes gals ir lielāks leņķis nekā sakne. Ļoti svarīgi ir montēt turbinas rotoru loksni uz turbinas diska. "Koku zara formas" šakuļš ir modernā gasa turbīnas rotors. Tas ir precīzi apstrādāts un dizainēts, lai nodrošinātu, ka visas flanges vienmērīgi nes sagriešanas slogu. Kad turbīna ir nestabilā stāvoklī, loksne gaisa virzienā kustas zobiņu sulā, un kad turbīna rotē, tās sakne tiek piespiesta pie diska centrifugālās spējas dēļ. Impellers materiāls ir svarīgs faktors, kas nodrošina turbinas veiksmīgu darbību un uzticamību. Agrāk tika izmantotas deformējamas augsttemperatūras aliažu, kas tika ražotas formēšanas metodes palīdzībā. Ar motora dizaina un precīza formēšanas tehnoloģiju nepārtrauktu attīstību turbinas loksnes ir mainījušās no deformējamas aliažu uz tukšu, polikristāla uz vienkristāla, un loksņu uzturēšanas spēja ir bijusi lielākai mērā uzlabota. Nikla bazētie vienkristāla superalogaļi plaši tiek izmantoti aviācijas motoru karstuma daļu ražošanā, jo viņiem ir izcilas augsttemperatūras krēpēšanas īpašības. Tāpēc turbinas loksņu pārbaudes un uzturēšanas dziļākā pētīšana ir ļoti nozīmīga, lai uzlabotu motoru darbības drošību un precīzi novērtētu loksņu bojājuma veidu un bojājuma pakāpi.
Reālajā darbībā rotora loksnes zemcikliskais nogurums parasti nav viegli radās, tomēr šajos trīs apstākļos var radīties zemcikliskais noguruma lūzums. Attēls 1 ir loksnes lūzuma shēmas attēlojums.
(1) Lai gan bīstamajā sekcijā darbīgais spiediens ir mazāks nekā materiāla izturība pret plūdieni, bīstamajā sekcijā ir lielas lokālas defekti. Šajā reģionā, tā kā defekti eksistē, lielāka tuvumā esošā laukuma daļa pārsniedz materiāla izturību pret plūdieni, kas izraisa lielu plāstisko deformāciju un noved pie loksnes zemcikliskā noguruma lūzuma.
(2) Dēļ nepareizas konstruēšanas iekšķermeņiem, bīstamajā sekcijā loksnes darbīgais spiediens ir tuvu vai pārsniedz materiāla izturību pret plūdieni. Kad bīstamajā daļā ir papildu defekti, loksne var izcirst zemcikliskā noguruma rezultātā.
(3) Kad loks ir neparastā stāvoklī, piemēram, ar vibrācijām, rezonanci un pārāk augstu temperatūru, kopējā sprieguma vērtība tā bīstamajā daļā ir lielāka nekā tā plānojamais stiprinājums, kas izraisa zemas cikla nogurumu un loka slāpekļošanu. Zemas cikla nogurums galvenokārt rodas dēļ dizaina kļūdām un parasti notiek apkārt loka pamatam. Tipiskā zemas cikla slāpekļošanā nav skaidra noguruma līknes.
Augstas cikla nogurums nozīmē slāpekļošanu, kas notiek dēļ loka šķēlsa rezonances un kas ir sekojoši pazīstami raksturi:
(1) Stūra zudums notiek pie šķēlsa rezonances mezgla.
(2) Pie noguruma slāpekļošanas var redzēt skaidru noguruma līkni, taču līkne ir ļoti smalka.
(3) Slāpekļošana parasti sākas no loka aizmugures un attiecas uz loka pamatu, un noguruma zona aizņem galveno daļu no slāpekļošanas virsmas.
Ir divi galvenie iemesli, kāpēc loks uzliekamā sprieduma trūkumos: pirmkārt, tā ir šķērstošā rezonance, otrkārt - platīga rūda uz lokas virsmas vai ārējā spēka ietekme.
Turbīnas rotatora lokas darbojas augstas temperatūras vides apstākļos un tiek pakļautas temperatūras mainības un starpnieciskajiem spiedieniem, kas izraisa lokām krievu un sprieduma bojājumus (skat. Attēlu 2). Augstas temperatūras sprieduma gadījumā lokai jābūt atbilstoši trim šādiem apstākļiem:
(1) Loka sprieduma galvenās raksturīgās īpatnības ir starplaužu spriedums.
(2) Sprieduma vietā loka temperatūra ir augstāka par materiāla krievu temperatūru;
(3) Loka sprieduma vieta var tikai izturēt kvadrātveida vilna centrifugālo vieglās spiedienu, kas pārsniedz šajā temperatūrā esošo krievu robežu vai sprieduma robežu.
Parasti, rotora loksnes noguruma pārtraukums augstās temperatūras apstākļos ir ārkārtīgi rets, tomēr patiesībā noguruma pārtraukumi, izraisīti termiskā bojājuma dēļ rotoram, ir salīdzinoši bieži. Motoru darbības laikā komponentu pārāk liela temperatūras paaugstināšanās vai pārdegšana saistībā ar neatbilstošiem strādāšanas apstākļiem sauc par pārāk lielu temperatūras pieaugumu un tā radīto bojājumu. Augstās temperatūras apstākļos loksņu noguruma sprādzienu radajas viegli. Noguruma pārtraukumi, izraisīti augstas temperatūras bojājumam, ir sekojoši galvenie raksturojumi:
(1) Sprādziena vieta parasti atrodas loksnes augstākajā temperatūras zonā, perpendikulāri loksnes ass.
(2) Sprādziena sākums rodas no avota rajona ieejas malas, un tā skriešanas plakne ir tumša un ar augstu oksidēšanās pakāpi. Paplašinājuma plakne ir salīdzinoši plakana, un tās krāsa nav tik tumša kā avota rajonā.
Bordā pieejamais boroskops tiek izmantots, lai vizuāli pārbaudītu gāzu turbinas loksnes, izmantojot sonda metodi caur dzinēja turbīnas kastes. Šī tehnoloģija neatņem dzinēja demontāžu un to var paveikt tieši uz lidmašīnu, kas ir ērti un strauji. Boroskopa inspekcija var labāk noteikt degšanu, koroziju un atbrūkumu no gāzu turbinas loksniem, kas var palīdzēt saprast un iegūt pilnīgu kontroli pār gāzu turbīnas tehnoloģiju un veselību, lai veiktu kopēju gāzu turbinas loksņu inspekciju un nodrošinātu dzinēja normālo darbību. Attēls 3 parāda boroskopa inspekciju.
Turbinas loksnes virsmas pēc degšanas ir apkārtotas ar atsities, segumiem un termiskajiem korozijas slāņiem, kas veidojas augsttemperatūras oksidēšanas korozijas dēļ. Sēnīšu atsities palielinās loksņu sienas biežumus, izmainot sākotnējo gaisa plūsmas ceļu, tādējādi samazinot turbinas efektivitāti; termiskā korozija samazinās loksņu mehāniskos īpašības; un, ņemot vērā sēnīšu atsities uzkrāšanu, loksņu virsmas bojājumi tiek paslēpti, padarot to apturēšanu grūtāku. Tāpēc, pirms loksņu monitorēšanas un remontēšanas, sēnīšu atsities jānotīra.
Minimālā pagātnē, lai noteiktu aviācijas motoru loksnes diametru, tika izmantoti "slikti" mērījumu ierīces, piemēram, leņķa mērieši un kalibrus. Šī metode ir vienkārša, taču tai ir trūkumi, piemēram, zema precizitāte un lēna mērīšanas ātrums, kas viegli tiek ietekmētas arī cilvēka faktoru dēļ. Vēlāk, balstoties uz koordinātu mērītājiem, tika veidota mikrodatora automātiskās kontroles lietotne un izstrādāta mērīšanas sistēma loksnes ģeometriskajiem izmēriem. Automātiski pārbaudot loksni un salīdzinot to ar standarta loksnes formu, tiek automātiski sniegti kļūdu testa rezultāti, lai noteiktu loksnes pielietojamību un nepieciešamo uzturēšanas metodi. Lai gan dažādu ražotāju koordinātu mērītāji atšķiras specifiskās tehnoloģijās, tiem ir šādas kopīgās īpašības: augsts automatizācijas līmenis, ātrais mērīšanas process, parasti vienu loksni var mērīt 1 minūtē, un labas paplašināšanās iespējas. Modificējot standarta loksnes formas datubāzi, var mērīt dažādus loksnes tipus. Attēls 4 parāda pilnīguma testu.
Termales spraudzanas tehnoloģija ir procesa metode, kas sadedzinājusi vlakstus vai pulverus līdz šķidrā stāvokļam, pēc tam tos papildus atomizēja un nolika uz daļiem vai substrātiem, kas jāsprauga.
(1) Izmucības segumji
Izmucības segumji, piemēram, kobalta bāzes, nikla bāzes un wolfrāma karbīda bāzes segumji, tiek plaši izmantoti lidmašīnu motora daļās, lai samazinātu tričienu, izraisītu vibrācijas, slīdēšanu, satricinājumu, triuciena un citu triuciena efektus lidmašīnu motora darbības laikā, tādējādi uzlabojot veiktspēju un ilgtspēju.
(2) Siltumrezistenta segumi
Lai palielinātu spēku, modernei lidmašīnu motorei nepieciešams paaugstināt temperatūru pirms turbinas līdz maksimālam. Tādējādi turbinas loksnes darbības temperatūra arī pieaug atbilstoši. Protams, ka tiek izmantoti uzturīgi materiāli, tomēr joprojām ir grūti izpildīt lietošanas prasības. Testa rezultāti parāda, ka abrazīvju segumu piemērošana uz turbinas loksņu virsmas var uzlabot daļu uzturību pret siltumu un novērst daļu deformatiju un sprāgušanu.
(3) Abrazīvie segumi
Savu laiku lidmašīnu motora turbinā ir iegūta vairāk nekā divdesmit gadu pieredze, kas paredzēta no daudzslāņu horizontālā statora loksnes un rotora loksnēm uz diska. Lai palielinātu motoru efektivitāti, starp šiem abiem komponentiem - statoru un rotoru - attālums jāsamazina līdz iespējami mazākajam. Šis atstarpe ietver "galo atstarpes" starp rotoru galu un fiksēto ārējo riņķi, kā arī "stāža atstarpes" starp katru rotoru posmu un apvienojumu. Lai samazinātu gaisa izplūdi, ko izraisījušas par daudz lielas atstarpes, teorētiski ir nepieciešams, lai atstarpes būtu nulles, jo ražošanas daļu reālās kļūdas un montāžas kļūdas ir grūti sasniegt; papildus augstā temperatūrā un augstā ātrumā riteņi var arī kustēties garākos virzienos, radot lokām "augšanu" radiālajā virzienā. Dēļ darbības saistošās deformācijas, termiskās paplašināšanās un saistas, tiek izmantotas spriedzināšanas izmēra segas, lai tos padarītu ar minimāliem zināmajiem atstarpēm, proti, spriedzinot dažādus segļus blakus loksnēm virsotnē; kad rotējošās daļas pret tos skrien, segas veidos upurēšanas izmēras, tādējādi samazinot atstarpes līdz minimālam. Figūrā 5 parādīts termiskā spriedzināšanas tehnoloģija.
Šautēšanas tehnoloģija izmanto augstas ātruma projektilus, lai iedarbinātu darbības gabala virsmu, radot atlikušo saspiestā spiediena stresu uz darbības gabala virsmas un veidojot stiprinātāju materiālu līdz noteiktam pakāpi, kas uzlabo produktam noguruma stiprumu un samazina materiāla stresa korozijas īpašības. Attēls 6 parāda loksni pēc šautēšanas matavēšanas.
(1) Sausa šautēšanas matavēšana
Saustes matavēšanas tehnoloģija izmanto centrifūgu spēku, lai uz darbības gabala virsmas izveidotu noteikta mēroga virsmas stiprinājuma slāni. Protams, saustes matavēšanas tehnoloģijai ir vienkārša iekārtu un augsts efektivitātes līmenis, tomēr masveida ražošanā joprojām pastāv problēmas, piemēram, pulvera piesārņojums, augsts troksnis un liels šauties patēriņs.
(2) Šautēšanas matavēšana ar ūdeni
Ūdens šautaņu arēģojums ir tāds pats stiprināšanas mehānisms kā sausā šautaņu arēģojumā. Atšķirība ir tāda, ka tas izmanto ātri kustamās dzelzs daļiņas vietas vietā, samazinot pulvera iedarbību uz vidi sausajā šautaņu arēģojumā, uzlabojot darba vidi.
(3) Rotācijas plāksnes stiprināšana
Amerikāņu uzņēmums 3M ir izstrādājis jaunu šķiedras bombardēšanas stiprināšanas procesa veidu. Tā stiprināšanas metode paredz izmantot rotējošu plāksni ar šķiedru, lai nepārtraukti bombardētu metāla virsmu augstā ātrumā, veidojot virsmas stiprināšanas slāni. Salīdzinājumā ar šķiedras bombardēšanu tā ir vienkāršāka iekārtā, vieglāk lietojamā, efektīvāka, ekonomiskāka un ilgtspējīgāka. Rotējošās plāksnes stiprināšana nozīmē, ka, kad augstā ātrumā brauc šķiedra, loksnes virsma strauji paplašinās, izraisot plastisku deformāciju noteiktā dziļumā. Deformācijas slāņa biežums ir saistīts ar projektila impakta spēku un darbības materiāla mehāniskajiem īpašumiem, un tas parasti var sasniegt no 0,12 līdz 0,75 mm. Regulējot šķiedras bombardēšanas procesu, var iegūt piemērotu deformācijas slāņa biežumu. Šķiedras bombardēšanas iedarbības rezultātā, kad notiek plastiskā deformācija uz loksnes virsmas, arī tuvākā apakšvirsmā notiek deformācija. Tomēr salīdzinājumā ar virsmu apakšvirsmas deformācija ir mazāka. Ja netiek sasniegts jaudas punkts, tā joprojām atrodas elastiskā deformācijas posmā, tāpēc starp virsmu un zemāko slāni pastāv neatbilstoša plastifikācija, kas var izraisīt materiālā pēc sprašanas atlikušās spriedzes maiņas. Pārbaudes rezultāti rāda, ka pēc šķiedras bombardēšanas uz virsmas rodas atlikušas kompresijas spiediena spriedze, un noteiktā dziļumā apakšvirsmā parādās tensions spriedze. Virsmas atlikušais kompresijas spiediens ir daudzkārt lielāks nekā apakšvirsmas. Šāda atlikušo spiediena sadale ir ļoti noderīga, lai uzlabotu noguruma stiprumu un korozijas pretestību. Tādējādi šķiedras bombardēšanas tehnoloģija spēlē ļoti svarīgu lomu produktu dienestīguma ilgstošības paplašināšanā un kvalitātes uzlabošanā.
Aviācijas motora turbinas daudzos gadījumos izmanto slāņu tehnoloģiju, lai uzlabotu to atstarojošās, anti-korozijas un ausējamības īpašības; tomēr, tā kā loksnes tiek zaudētas dažādās grādās, izmantojot loksnes, tām jātiek remontējām loksnes uzturēšanas laikā, parasti noņemot sākotnējo slāni un pēc tam piemērojot jaunu slāņa slāni.
Karstās ziņas 2024-12-31
2024-12-04
2024-12-03
2024-12-05
2024-11-27
2024-11-26
Mūsu profesionālā pārdošanas komanda gaida jūsu konsultāciju.
EN
AR
BG
HR
CS
DA
NL
FI
FR
DE
EL
HI
IT
JA
KO
NO
PL
PT
RO
RU
ES
SV
TL
IW
LV
LT
SR
SK
SL
UK
VI
ET
HU
TH
TR
AF
MS
GA
IS
