Waarom gebruiken vliegtuigmotoren geïntegreerde bladen?

01 Voordelen van de integrale blad

Voordat de integrale blad-schijf ontstond, moesten de rotorbladen van de motor worden verbonden met de schijf door middel van tennonen, mortise en tennongroeven en vergrendelingsapparaten, maar deze structuur voldoet geleidelijk niet meer aan de eisen van hoogpresterende vliegtuigmotoren. De integrale blad-schijf, die de motorschroefbladen en de schijf combineert, is ontworpen en wordt nu een onmisbaar onderdeel voor motoren met een hoge druk- tot-gewichtverhouding. Het wordt breed gebruikt in militaire en civiele vliegtuigmotoren en heeft de volgende voordelen.

1. Gewichtsverlies

Aangezien er geen behoefte is om de tong en grendel te bewerken voor het monteren van de bladen op de rand van de wielplaat, kan de radiale dimensie van de rand aanzienlijk worden verkleind, waardoor de massa van de rotor significant wordt verminderd.

2. Verlaagt het aantal onderdelen

Daarnaast is de verminderde hoeveelheid vergrendelingsapparaten ook een belangrijke reden. Vliegtuigmotoren stellen zeer strikte eisen aan betrouwbaarheid, en de vereenvoudigde rotorstructuur speelt een grote rol bij het verbeteren van de betrouwbaarheid.

3. Vermindering van luchtstroomverlies

Het ontsnappingsverlies dat wordt veroorzaakt door de opening in de traditionele verbindingmethode is eliminerd, waardoor de werkefficiëntie van de motor wordt verbeterd en de duwkracht toeneemt.

De integrale blad-schijf, die niet alleen het gewicht verlaagt maar ook de drukverhoging vergroot, draagt ook bij aan het verbeteren van het vermogensgewichtverhouding. Natuurlijk is het geen makkelijke "parel" om te plukken. Aan de ene kant worden voor de integrale blad-schijf vaak moeilijk te bewerken materialen zoals titaniumlegeringen en hoogtemperatuurlegeringen gebruikt; aan de andere kant zijn de bladen dun en heeft de bladvorm een complexe structuur, wat zeer hoge eisen stelt aan de productietechnologie. Daarnaast kunnen rotorbladen bij beschadiging niet individueel vervangen worden, wat kan leiden tot schrapping van de integrale blad-schijf, terwijl de reparatietechnologie een ander probleem vormt.

02 Productie van de integrale blad-schijf

Momenteel zijn er drie belangrijke technologieën voor de productie van geïntegreerde bladen.

1. Vijf-as CNC-frezen

Vijf-as CNC-frezen wordt breed toegepast in de productie van bladenwheels vanwege voordelen zoals snelle respons, hoge betrouwbaarheid, goede bewerkingsflexibiliteit en korte productievoorbereidingscyclus. De belangrijkste frezermethoden omvatten zijdelings frezen, duikfrezen en cycloïdale frezen. De sleutelfactoren om het succes van bladenwheels te waarborgen zijn:

1) Vijf-as CNC-scharen met goede dynamische eigenschappen

2) Geoptimaliseerde professionele CAM-software

3) Specifieke gereedschappen en toepassingskennis voor de bewerking van titaniumlegeringen/high-temperatuurlegeringen

2. Elektrochemisch bewerken

Elektrochemisch bewerken is een uitstekende methode om de kanalen van geïntegreerde bladwheels van vliegtuigmotoren te bewerken. Er zijn verschillende bewerkingsmethoden in elektrochemisch bewerken, waaronder elektrolytische hulsbewerking, omtrek-elektrolytische bewerking en CNC-elektrolytische bewerking.

Aangezien elektrochemisch machineren voornamelijk gebruikmaakt van de eigenschap van metaalvertering aan de anode in het elektrolyaat, wordt het kathode-deel niet beschadigd bij het toepassen van de elektrochemische machinerentechnologie, en wordt het werkstuk tijdens het machineren niet beïnvloed door snijkracht, machineringshitte, etc., waardoor de residu-spanning van het integrale bladkanaal van de vliegtuigmotor na het machineren wordt verlaagd.

Daarnaast zijn de arbeidsuren voor elektrochemisch machineren vergeleken met vijf-as sneren aanzienlijk verminderd, en kan het worden gebruikt in de ruwmachinerings-, halffijnmachinerings- en fijnmachineringsfasen. Er is geen handmatig polijsten nodig na het machineren. Daarom is het een van de belangrijke ontwikkelingsrichtingen voor de verwerking van geïntegreerde bladkanalen van vliegtuigmotoren.

3. lassen

De bladen worden apart verwerkt en vervolgens gelast aan de bladschijf door elektronenstraalwelding, lijnfrictiewelding of vacuüm vaststaatdiffusiebinding. Het voordeel hiervan is dat het kan worden gebruikt voor de productie van integrale bladschijven met verschillende materiaalen voor bladen en schijf.

Het scheldproces stelt hoge eisen aan de kwaliteit van de bladschelding, wat rechtstreeks invloed heeft op de prestaties en betrouwbaarheid van de totale bladenschijf van de vliegtuigmotor. Daarnaast zijn de werkelijke vormen van de bladen die in de geschte bladenschijf worden gebruikt niet consistent, waardoor de posities van de bladen na het schelden niet consistent zijn vanwege de beperkingen van de scheldnauwkeurigheid, en wordt er een adaptieve verwerkingstechnologie vereist om persoonlijke precisie CNC-frezen uit te voeren voor elk blad.

Daarnaast is lasen een zeer belangrijke technologie in de reparatie van integrale bladen. Daaronder valt lineair wrijvinglassen, een solide faselasstechnologie, die hoge kwaliteit van de lasnaad biedt en goede reproducerbaarheid. Het is een van de betrouwbaardere en vertrouwelijkere las technologieën voor het lassen van rotoronderdelen van vliegtuigmotoren met een hoge vermogen-tot-gewichtverhouding.