Letounový motor je „srdcem“ letadla a je také známý jako „korunovací klenot průmyslu“. Jeho výroba integruje mnoho špičkových technologií v moderním průmyslu a zahrnuje materiály, mechanické zpracování, termodynamiku a další pole. Vzhledem k tomu, že země mají vyšší a vyšší požadavky na výkon motoru, nové struktury, nové technologie a nové procesy ve výzkumu a vývoji a aplikaci stále neustále zpochybňují vrchol moderního průmyslu. Jedním z důležitých faktorů při zlepšování poměru tahu k hmotnosti letadlových motorů je integrální disk čepele.
Výhody blisek
Před vznikem integrálního kotouče čepele muselo být rotorové lopatky motoru připojeny k disku kol pomocí čepice, umlčených a termínových drážků a uzamykatelných zařízení, ale tato struktura postupně nesplňovala potřeby vysoce výkonných letadlových motorů. Integrální kotouč čepele, který integruje lopatky motoru a disk kola, byl navržen a nyní se stal strukturou pro vysokou poměrovou motoru s vysokým tahem k hmotnosti. Byl široce používán ve vojenských a civilních letadlových motorech a má následující výhody.
1.Hubnutí:Vzhledem k tomu, že okraj kola kola nemusí být obroben pro instalaci jazyka a drážky pro instalaci čepelí, může být radiální velikost ráfku výrazně snížena, výrazně se sníží, výrazněčímž významně snižuje hmotnost rotoru.
2.Snižte počet dílů:Kromě skutečnosti, že je integrován disk a lopatky, je redukce uzamykací zařízení také důležitým důvodem. Letounové motory mají extrémně přísné požadavky na spolehlivost a zjednodušená struktura rotoru hraje velkou roli při zlepšování spolehlivosti.
3. Redukce ztráty proudění vzduchu:Úniková ztráta způsobená mezerou v tradiční metodě připojení je eliminována, účinnost motoru se zlepšuje a tah se zvyšuje.
Blisk, který snižuje hmotnost a zvyšuje tah, není snadná „perla“. Na jedné straně je Blisk většinou vyroben z obtížně zpracovatelných materiálů, jako je slitina titanu a slitina s vysokou teplotou; Na druhé straně jsou jeho čepele tenké a tvar čepele je složitý, což klade extrémně vysoké požadavky na výrobní technologii. Navíc, když jsou lopatky rotoru poškozeny, nelze je vyměnit jednotlivě, což může způsobit, že Blisk bude vyřazen, a technologie opravy je dalším problémem.
Výroba blisek
V současné době existují tři hlavní technologie pro výrobu integrálních lopatků.
Pětiosé frézování CNC
Pětiosé frézování CNC se široce používá při výrobě blisek kvůli jeho výhodám rychlé reakce, vysoké spolehlivosti, dobré flexibilitě zpracování a krátkého cyklu přípravy výroby. Mezi hlavní metody frézování patří boční mletí, frézování a cykloidální frézování. Mezi klíčové faktory pro zajištění úspěchu válců patří:
Pětiosé přístroje s dobrými dynamickými charakteristikami
Optimalizovaný profesionální software CAM
Nástroje a znalosti aplikací věnované zpracování slitiny titanu/vysoké teploty
Elektrochemické obrábění
Elektrochemické obrábění je vynikající metodou pro obrábění kanálů integrálních kolků letounů. V elektrochemickém obrábění existuje několik technologií obrábění, včetně elektrolytického obrábění rukávů, konturového elektrolytického obrábění a elektrolytického obrábění CNC.
Vzhledem k tomu, že elektrochemické obrábění využívá hlavně vlastnost rozpouštění kovů na anodě v elektrolytu, nebude katodová část poškozena, když se aplikuje technologie elektrochemického obrábění, a obrobku nebude ovlivněno řeznou silou, zpracováním tepla atd. Během zpracování, čímž se sníží reziduální napětí integrálního konáku po stroji.
Kromě toho se ve srovnání s pětiosými frézováním je pracovní doba elektrochemického obrábění výrazně snížena a může být použita při drsných obráběcích, polofiniscích a dokončovacích fázích. Po obrábění není nutné manuální leštění. Proto je to jeden z důležitých směrů vývoje integrálního zpracování kanálů letadla.
Svařování
Čepele jsou zpracovávány samostatně a poté přivaří k kosku čepele svařováním elektronového paprsku, svařováním lineárního tření nebo vakuové difúzní vazby pevného stavu. Výhodou je, že může být použita pro výrobu integrálních kolků s nekonzistentními čepelí a diskovými materiály.
Proces svařování má vysoké požadavky na kvalitu svařování čepele, což přímo ovlivňuje výkon a spolehlivost celkového kotouče listy letadlového motoru. Kromě toho, protože skutečné tvary čepelí použitých na svařovaném lopatkovém disku nejsou konzistentní, pozice čepelí po svařování nejsou kvůli omezení přesnosti svařování konzistentní a adaptivní technologie zpracování je nutná k provádění personalizovaného přesného frézování CNC pro každou čepel.
Kromě toho je svařování velmi důležitou technologií při opravě integrálních lopatek. Mezi nimi má lineární svařování tření jako technologie svařování pevných fází vysokou kvalitu svařování a dobrou reprodukovatelnost. Je to jedna z spolehlivějších a důvěryhodnějších technologií svařování pro svařování komponent rotoru motoru s vysokým poměrem k hmotnosti.
Aplikace Blisk
1. letadlový motor EJ200
Letounový motor EJ200 má celkem 3- fázové ventilátory a 5- vysokotlaké kompresory. Jednotlivé lopatky jsou přivařeny k kola kola elektronovým paprskem za vzniku integrálního kotouče čepele, který se používá ve ventilátoru třetího stupně a vysokotlakému kompresoru 1. stupně. Integrální disk čepele není svařován společně s rotory jiných fází za vzniku vícestupňového integrálního rotoru, ale je spojen s krátkými šrouby. Obecně lze říci, že je to v rané fázi aplikace integrálních kol.
2. motor F414 Turbofan
V turbofanském motoru F414, 2. a 3. stupně ventilátoru 3- a prvních 3 fází 7. fáze vysokotlakého vysokotlakého kompresoru, které používají integrální lopatky, které jsou zpracovávány elektrochemickými metodami. GE také vyvinula proveditelnou metodu opravy. Na tomto základě jsou integrální čepele 2. a 3. stupně ventilátoru svařeny dohromady, aby se vytvořily integrální rotor, a 1. a 2. fáze kompresoru jsou také svařeny dohromady, což dále snižuje hmotnost rotoru a zlepšuje trvanlivost motoru.
Ve srovnání s EJ200 udělal F414 velký krok vpřed v aplikaci integrálních lopatků.
3. F 119- pw -100 Engine
Fánt 3- a 6- Vysokotlaký kompresor, všechny používají integrální čepele a čepele ventilátoru prvního stupně jsou duté. Duté čepele jsou přivařeny k kola kola pomocí lineárního tření svařování za vzniku integrální čepele, která snižuje hmotnost rotoru tohoto stádia o 32 kg.
4. motor BR715
U velkých civilních motorů byl také použit integrální disk čepele. Motor BR715 používá pětiosé technologii frézování CNC ke zpracování integrálního disku čepele, který se používá na kompresoru druhého stupně po ventilátoru a přední a zadní integrální disky jsou svařeny dohromady, aby vytvořily integrální rotor. Používá se na Boeing 717.
