De ce motorurile aeronautice folosesc lame integrale?

01 Avantajele lamei integrale

Înainte de a apărea roata integrală cu lame, lamele rotorului motorului trebuiau să fie conectate la roata prin intermediul legilor, alelor și dispozitivelor de blocare, dar această structură a încetat treptat să îndeplinească nevoile motorilor de avioane de înaltă performanță. S-a proiectat roata integrală cu lame care integrează lamele rotorului motorului și roata, care acum a devenit o structură obligatorie pentru motoarele cu un raport forță greutate ridicat. Aceasta a fost folosită în mod larg în motoarele avionelor militare și civile și are următoarele avantaje.

1. pierderea în greutate

Deoarece nu este necesar să se facă ale și tenonuri pentru montarea lamelor pe marginea discului, dimensiunea radială a marginii poate fi redusă considerabil, ceea ce reduce semnificativ masa rotorului.

2. Reducerea numărului de componente

Pe lângă faptul că discul și lamele sunt integrate, reducerea dispozitivelor de blocare este, de asemenea, o rază importantă. Motorurile avionelor au cerințe extrem de stricte privind fiabilitatea, iar simplificarea structurii rotorului joacă un rol major în îmbunătățirea fiabilității.

3. Reducerea pierderii de curent de aer

Pierderea de scapare cauzată de interval în metoda tradițională de conexiune este eliminată, eficiența muncii motorului este îmbunătățită, iar forța de tracțiune crește.

Discul integral cu lame, care nu numai că reduce greutatea, ci și crește forța de tracțiune, este de asemenea favorabil pentru îmbunătățirea raportului forță-depărtare/greutate. Desigur, nu este o „perluță” ușoară de strâns. Pe de-o parte, discul integral cu lame folosește majoritar materiale dificil de procesat, cum ar fi aliajul de titan și aliajul la înaltă temperatură; pe de altă parte, lamele sunt subțiri, iar forma lor este complexă, ceea ce pune cereri extrem de mari tehnologiei de fabricație. În plus, atunci când lamele rotorului sunt avariate, acestea nu pot fi înlocuite individual, ceea ce poate duce la scurtarea discului integral cu lame, iar tehnologia de reparație reprezintă un alt problema.

02 Fabricarea discului integral cu lame

În prezent, există trei tehnologii principale pentru fabricarea frunzelor integrale.

1. Frezare CNC pe cinci axe

Frezarea CNC pe cinci axe este utilizată în mod frecvent în fabricarea blisk-urilor din cauza avantajelor sale de răspuns rapid, înaltă fiabilitate, bună flexibilitate de prelucrare și ciclu scurt de pregătire a producției. Principalele metode de frezare includ frezare laterală, frezare plungere și frezare cicloidală. Factorii cheie care asigură succesul blisk-urilor includ:

1) Centrale numerice cu cinci axe cu caracterestici dinamice bune

2) Software CAM profesional optimizat

3) Unelte și cunoștințe de aplicare dedicate prelucrării aliajelor de titan/aliaje la înaltă temperatură

2. Prelucrare electrochimică

Prelucrarea electrochimică este o metodă excelentă pentru tăierea canalelor rotoarelor integrale ale motorului avionului. Există câteva tehnologii de prelucrare în prelucrarea electrochimică, inclusiv prelucrarea electrolitică a mânecelor, prelucrarea conturului electric și prelucrarea CNC electrică.

Deoarece machinarea electrochimică utilizează în principal proprietatea de dizolvare a metalului la anod în electrolit, partea de catod nu va fi avariată când se aplică tehnologia de machinare electrochimică, iar piesa de lucru în timpul machinariei nu va fi influențată de forța de tăiere sau căldura de machinare, reducând astfel stresul rezidual al canalului cu pâini integral din motorul avionului după machinare.

În plus, comparativ cu fresarea pe cinci axe, orele de lucru ale machinariei electrochimice sunt reduse semnificativ și poate fi utilizată în etapele de machinare brută, semi-finișare și finișare. Nu este nevoie de polire manuală după machinare. Prin urmare, aceasta este una dintre direcțiile importante de dezvoltare a procesării canalelor de lame integrale ale motorului avionului.

3. sudura

Pâinile sunt prelucrate individual, apoi liște sunt sudate pe discul de pâini prin sudare cu fascicol electronic, sudare prin frecare liniară sau sudare solidă în vid. Avantajul său este că poate fi utilizat pentru fabricarea discurilor integrale de pâini cu materiale diferite ale pâinilor și discului.

Procesul de soldea are cerințe ridicate privind calitatea soldei a lamei, care afectează direct performanța și fiabilitatea roii totalului motorului de avion. De asemenea, deoarece formele reale ale lamelor folosite în roata soldată nu sunt consistente, pozițiile lamelor după soldea nu sunt consistente din cauza limitării preciziei de soldea, fiind necesară tehnologia de prelucrare adaptivă pentru a efectua fresaje CNC personalizate cu precizie pentru fiecare lamă.

De asemenea, sudarea este o tehnologie foarte importantă în repararea palelor integrale. Printre acestea, sudarea prin frecare liniară, ca o tehnologie de sudare în fază solidă, are o calitate ridicată a legăturii de sudare și o bună reproductibilitate. Este una dintre cele mai de încredere și de încredere tehnologii de sudare pentru sudarea componentelor rotorului motoarelor aero cu un raport forță greutate ridicat.