Analyse av utviklingshistorien, markedstilstanden og utviklingstrenden for turbineblade

Utviklingshistorie og trender for turbineblader

Turbineblader deles inn i to kategorier: turbineledningsblader og turbinearbeidsblader.

Hovedfunksjonen til turbineledningsvane er å justere strømingsretningen til avtrekksgassen fra forbreningskammeret. Materialebetryggelsen kan nå oppover 1,100 ° C, og spenningsbelastningen på turbineledningsfaner er vanligvis mindre enn 70MPa. Denne komponenten blir ofte skrevet av pga forvrining forårsaket av stor termisk spenning, termisk utmattingsspall forårsaket av plutselige temperatursvingninger, og branner forårsaket av lokale overtemperaturer.

Turbinebladene ligger i turbinsmotoren med høyest temperatur, mest kompleks spenningsforhold og verste miljø. Denne komponenten må klare høy temperatur og stor sentrifugalkraft og termisk spenning. Temperaturen den klarer er 50-100 ℃ lavere enn de tilsvarende turbinevektorene, men når de roterer på høy fart, pga. effekten av aerodynamisk kraft og sentrifugalkraft, nåes spenninger på bladkroppen på 140MPa og roten på 280-560MPa. Den kontinuerlige forbedringen av strukturen og materialene i turbineblader har blitt en av de nøkkelfaktorene for å forbedre ytelsen til flymotorer.

Turbinebladene, turbinesaken, turbinedisk og andre komponenter danner sammen turbinen i en flymotor. Turbinen er kraftkilden som driver kompressoren og andre tilbehør. Turbinen kan deles inn i to komponenter: rotor og stator:

Turbinrotor: Den er en helhet som består av turbineblader, hjul, akser og andre roterende deler montert på aksen. Den har ansvar for å sugge høytemperaturt og høytrykk luftstrøm inn i forbreningsrummet for å vedlikeholde motorens drift. Turbinrotoren fungerer ved høy temperatur og høy fart og overfører høy effekt, så arbeidsbetingelsene er ekstremt strenge. Når den jobber ved høy temperatur, må turbinrotoren klare ekstremt høy sentrifugalkraft, og er også underkastet effekten av aerodynamisk moment osv. Den høytemperaturte miljøet vil redusere ytelsesgrensen for materialet i turbinebladene, og vil også forårsake kryping og korrosjon av materialet i turbinebladene.

Turbinstator: Den består av turbineveiledningsblader, ytre ring og indre ring. Den er festet på hull og dens hovedfunksjon er å diffusere og rette luftstrømmen for neste stadiums turbine rotor for å oppfylle hastighets trekant for turbinearbeidsbladene.

For å forbedre ytelsesindikatorer som forholdet mellom drivkraft og vekt, øker kravene til toleransen for høy temperatur og høy vindfart for flyplanmotorers og gass turbineblader konstant. I de mest brukte flyplan turboventilatormotorer har turbinen som drevner kompressoren et maksimum av

Lufta som entrer turbinen roterer med en hastighet på flere tusen omdreininger per sekund. Lufta trykkes trinnvis i kompressoren. Trykkforholdet i den flertrinskompressoren kan nå over 25. Den trykte luften går inn i motorens forbreningskammer, blander seg med brændstoffet og forbrennes. Brænningsflammen må forbrinne stabilt i den høytrykksluften som strømmer med en hastighet på mer enn 100 m/s.

Den høytemperaturte, høytrykksgassstrømmen fra forbreningskammeret drijver turbinebladene til å rotere med en hastighet på flere tusen opp til flere ti-tusen omdreininger per minut. Vanligvis overskrider temperaturen foran turbinen smeltpunktet til turbinebladets materiale. Under drift har turbinebladene i moderne motorene ofte å tåle temperaturer på 1600~1800 ℃ , vindhastigheter på om lag 300m/s, og den store lufttrykket som følger med dem.

Turbinebladene må fungere pålitelig i flere tusen opp til flere ti-tusen timer i et så ekstremt hardt arbeidsmiljø. Turbinebladene har komplekse profiler og bruker en rekke av avanserte fremstillings teknologier som retningssolidifisering, pulvermetallurgi, kompleks tomme bladinvesteringsskjøting, produksjon av komplekse keramiske kjerner og mikrohullbehandling.

Turbinblader er en av komponentene i de "to maskinene" som har flest produsjonstrinn, lengste syklus og lavest gjennomføringsgrad. Produksjonen av komplekse hule turbinblader har blitt kjerne teknologien i den nåværende utviklingen av de "to maskinene".

Markedsstatus og utviklingstrender

Bladene i flymotorer og gass turbine inkluderer hovedsakelig ventilatorblader, turbinblader og kompressorsblader, hvor verdien av turbinbladene utgjør omtrent 60% av den totale bladkostnaden. I forhold til ventilatorblader er råstoffene til turbinbladene dyrere og vanskeligere å behandle.

Som en viktig varmendekomponent i motoren krever turbineblader bruk av høytemperaturlegematerialer. Deres smelte teknologi stiller høye krav, og noen metallmineralressurser er sjeldne. Med hensyn på fremstillingsprosessen bruker turbineblader vanligvis investeringsgjuting for å oppnå tynde vegger og komplekse kjølestrukturer. Fremstillings vanskelighetsgraden er betydelig høyere enn andre blader.

For eksempel har CFM56-flymotorer, som brukes mye i Boeing 737-serien og Airbus 320-serien, mer enn tusen turbineblader, hvor hver koster mer enn 10 000 yuan. Enhetenpris for turbineblader i visse deler overstiger til og med 100 000 yuan.