Hvorfor bruker flymotorer integrerte blader? De er nøkkelen til å fly! Norge

Flymotoren er flyets «hjerte» og er også kjent som «industriens kronjuvel». Produksjonen integrerer mange banebrytende teknologier i moderne industri, som involverer materialer, mekanisk prosessering, termodynamikk og andre felt. Ettersom land har høyere og høyere krav til motorytelse, utfordrer nye strukturer, nye teknologier og nye prosesser innen forskning og utvikling og anvendelse fortsatt toppen av moderne industri. En av de viktige faktorene for å forbedre skyvekraft-til-vekt-forholdet til flymotorer er den integrerte bladskiven.

Fordeler med blisks

Før fremveksten av den integrerte bladskiven, måtte rotorbladene til motoren kobles til hjulskiven gjennom tapper, spor- og tappspor og låseanordninger, men denne strukturen klarte gradvis ikke å møte behovene til høyytelses flymotorer. Den integrerte bladskiven som integrerer motorrotorbladene og hjulskiven ble designet, og har nå blitt en må-ha-struktur for motorer med høyt skyvekraft-til-vekt-forhold. Den har blitt mye brukt i militære og sivile flymotorer og har følgende fordeler.

1.Vekttap:Siden felgen på hjulskiven ikke trenger å maskineres for å installere fjær og spor for montering av bladene, kan den radielle størrelsen på felgen reduseres kraftig, og reduserer dermed rotorens masse betydelig.

2.Reduser antall deler:I tillegg til at hjulskiven og bladene er integrert, er også reduksjonen av låseanordninger en viktig årsak. Flymotorer har ekstremt strenge krav til pålitelighet, og en forenklet rotorstruktur spiller en stor rolle for å forbedre påliteligheten.

3. Reduser luftstrømstap:Rømningstapet forårsaket av gapet i den tradisjonelle tilkoblingsmetoden elimineres, motoreffektiviteten forbedres og skyvekraften økes.

Blisken, som reduserer vekten og øker skyvekraften, er ingen enkel "perle" å få tak i. På den ene siden er blisken for det meste laget av vanskelig bearbeidede materialer som titanlegering og høytemperaturlegering; på den annen side er bladene tynne og bladformen kompleks, noe som stiller ekstremt høye krav til produksjonsteknologi. I tillegg, når rotorbladene er skadet, kan de ikke erstattes individuelt, noe som kan føre til at blisken kasseres, og reparasjonsteknologien er et annet problem.

Produksjon av blisker

For tiden er det tre hovedteknologier for produksjon av integrerte blader.

• Fem-akset CNC fresing

Fem-akset CNC-fresing er mye brukt i produksjon av blisker på grunn av fordelene med rask respons, høy pålitelighet, god prosesseringsfleksibilitet og kort produksjonsforberedelsessyklus. De viktigste fresemetodene inkluderer sidefresing, dykkfresing og cykloidal fresing. Nøkkelfaktorene for å sikre suksessen til blisk inkluderer:

Fem-akset maskinverktøy med gode dynamiske egenskaper

Optimalisert profesjonell CAM-programvare

Verktøy og applikasjonskunnskap dedikert til prosessering av titanlegering/høytemperaturlegering

• Elektrokjemisk maskinering

Elektrokjemisk maskinering er en utmerket metode for maskinering av kanalene til integrerte bladskiver til flymotorer. Det finnes flere bearbeidingsteknologier innen elektrokjemisk bearbeiding, inkludert elektrolytisk hylsebearbeiding, konturelektrolytisk bearbeiding og CNC elektrolytisk bearbeiding.

Siden elektrokjemisk maskinering hovedsakelig utnytter egenskapen til metalloppløsning ved anoden i elektrolytten, vil katodedelen ikke bli skadet når den elektrokjemiske maskineringsteknologien brukes, og arbeidsstykket vil ikke bli påvirket av skjærekraft, maskineringsvarme osv. under maskinering. , og reduserer derved restspenningen til den integrerte bladkanalen til flymotoren etter maskinering.

I tillegg, sammenlignet med femakset fresing, er arbeidstiden for elektrokjemisk bearbeiding sterkt redusert, og den kan brukes i grovbearbeiding, halvbearbeiding og etterbehandling. Det er ikke behov for manuell polering etter maskinering. Derfor er det en av de viktige utviklingsretningene for prosessering av integrert bladkanal i flymotorer.

• Sveising

Bladene blir behandlet separat, og deretter sveiset til bladskiven ved elektronstrålesveising, lineær friksjonssveising eller vakuum solid-state diffusjonsbinding. Fordelen er at den kan brukes til fremstilling av integrerte bladskiver med inkonsekvente blad- og skivematerialer.

Sveiseprosessen har høye krav til kvaliteten på bladsveising, noe som direkte påvirker ytelsen og påliteligheten til den totale bladskiven til flymotoren. I tillegg, siden de faktiske formene til bladene som brukes i den sveisede bladskiven ikke er konsistente, er posisjonene til bladene etter sveising ikke konsistente på grunn av begrensningen av sveisenøyaktighet, og adaptiv prosesseringsteknologi er nødvendig for å utføre personlig presisjons CNC-fresing for hvert blad.

I tillegg er sveising en svært viktig teknologi ved reparasjon av integrerte blader. Blant dem har lineær friksjonssveising, som en solid fase sveiseteknologi, høy sveiseskjøtkvalitet og god reproduserbarhet. Det er en av de mer pålitelige og pålitelige sveiseteknologiene for sveising av høyt skyvekraft-til-vekt-forhold til flymotorrotorkomponenter.

Påføring av blisk

1. EJ200 flymotor

EJ200-flymotoren har totalt 3-trinns vifter og 5-trinns høytrykkskompressorer. Enkeltblad er sveiset til hjulskiven med elektronstråle for å danne en integrert bladskive, som brukes i 3.-trinns vifte og 1.-trinns høytrykkskompressor. Den integrerte bladskiven er ikke sveiset sammen med rotorene på andre trinn for å danne en flertrinns integrert rotor, men er forbundet med korte bolter. Generelt sett er det i det tidlige stadiet av anvendelsen av integrerte bladskiver.

2. F414 turbofanmotor

I F414-turbofanmotoren bruker 2. og 3. trinn av 3-trinns viften og de 3 første trinnene i 7. trinns høytrykkskompressor integrerte blader, som behandles med elektrokjemiske metoder. GE har også utviklet en gjennomførbar reparasjonsmetode. På dette grunnlaget sveises de integrerte bladene til 2. og 3. trinn av viften sammen for å danne en integrert rotor, og 1. og 2. trinn av kompressoren er også sveiset sammen, noe som ytterligere reduserer vekten til rotoren og forbedrer holdbarheten av motoren.

Sammenlignet med EJ200 har F414 tatt et stort skritt fremover i bruken av integrerte blader.

3. F119-PW-100 motor

3-trinns vifte og 6-trinns høytrykkskompressor bruker alle integrerte blader, og 1.-trinns viftebladene er hule. De hule bladene er sveiset til hjulskiven gjennom lineær friksjonssveising for å danne et integrert blad, som reduserer vekten på rotoren på dette trinnet med 32 kg.

4. BR715 motor

I store sivile motorer har den integrerte bladskiven også blitt brukt. BR715-motoren bruker fem-akset CNC-freseteknologi for å behandle den integrerte bladskiven, som brukes på andretrinns kompressorkompressor etter viften, og de fremre og bakre integrerte bladskivene er sveiset sammen for å danne en integrert rotor. Den brukes på Boeing 717.