Átfogó stratégia a turbinalapátok gyártási pontosságának javítására
A gázdinamikus energiaátalakítás kulcsfontosságú elemeként a turbinalapátok méretpontossága nemcsak a gázturbina zökkenőmentes beszerelésével függ össze, hanem a biztonságos működésének kulcsával is. A turbinalapát-alkatrészek egyenetlen vastagságú összetett térbeli felületek, és bonyolult a határozatlan idejű befektetési precíziós öntés folyamata, melyben minden egyes szakasz kihat a véglapát méretpontosságára, és nehéz figyelembe venni a lapát geometriai jellemzőit. a penge hajlítása és torziós deformációja és a penge görbülete csak a penészfelület csökkentésének módszerére hagyatkozva. A viaszformától a pengeöntésig tartó folyamat során nem csak a térfogati zsugorodás következik be, hanem a geometriai jellemzők is bizonyos mértékig megváltoznak, ami az öntvény méretének eltolódását okozza. Ezért a tényleges gyártási folyamatban a turbinalapát-gyártás minden egyes szakaszát pontosan mérni és ellenőrizni kell. Az Egyesült Királyság és az Egyesült Államok már az 1970-ben figyelemre méltó eredményeket ért el a mag szabályozási technológiájában, és öntésre használják. Az utóbbi években az optikai szkennerek és az ipari tomogrophy (CT) számítógépes gázturbinás motor lapátmérése külföldi országokban megköveteli, hogy a lapátok mérési pontosságát 50-80 μμm-en belül szabályozzák, a megengedett tűréshatárt pedig ±±±0,5 mm-en belül szabályozzák. Sőt, a CAD-modellel való regisztráció révén a penge egyes részeinek torzulása és deformációja közvetlenül tükrözhető [51-52].
A lapátok kritikus szerepe és a gyártástechnológiai nehézségek miatt a turbinalapátok alakszabályozását külföldön kiemelten alaptechnológiának tekintik, és kutatási eredményeit ritkán hoznak nyilvánosságra. A gázturbinás motor lapátjainak tesztelési technológiája Kínában még fejlesztés alatt áll. Ami a tesztelési technológiai szabványokat illeti, a hazai légiközlekedési iparági szabványok csak a HB5647-98 és a HB20126-201. Ezért egyes hazai gyártók és kutatóintézetek saját tesztelési és átvételi technikai követelményeket terjesztettek elő a belső átvételhez, ami kényelmes az alkalmazáskezeléshez. Ebben a folyamatban külföldi méréstechnikai eszközökkel kombinálják, és aszerint, hogy a mérőeszköz érintkezik-e a mért tárggyal, a gázturbinás motor lapátjának mérési módszere érintkezőre és érintésmentesre oszlik. Az érintkezési mérési módszerek főként a következőket tartalmazzák: szabványos sablon mérési módszer, induktivitás mérési módszer és három koordináta mérési módszer. Az érintésmentes mérési módszerek főként a következőket foglalják magukban: lézeres pásztázó mérés, ultrahangos detektálás, gépi látásmérés és ipari CT mérés [53]. Emellett jelenleg néhány kutató numerikus szimuláción alapuló pengeméret-szabályozással foglalkozik, és a nagy adatokon és a numerikus szimuláción alapuló hibahalmozás és -átvitel a jövőbeni fejlesztések fontos módszerévé vált.
A gázturbina hengeres/egykristályos turbinalapátjainak szerkezeti jellemzői és az öntési folyamat jellemzői alapján a precíziós öntés teljes folyamatának méretpontosság-szabályozása a kulcs a lapátméret minősített sebességének javításához. Ennek alapján ez a kutatócsoport 3D lézeres szkennelés mérési módszert és ipari CT mérési módszert alkalmaz, háromdimenziós koordináta és ultrahangos detektálási módszerekkel kombinálva, hogy hibaészlelést és méretmérést végezzen a gázturbina motorok lapátjainak teljes folyamatának előkészítéséhez. (viasz forma blank, mag blank, kerámia mag, viaszprés mag, formahéj viasszal, formahéj viasz nélkül, öntés). Megalkottuk a turbinalapát-előkészítés teljes folyamatának méretpontossági és hibaellenőrzési modelljét.
FÜGE. A 18. ábra a lapátméret mérési eredmények elemzését mutatja olyan kulcsfontosságú szempontok tekintetében, mint az általunk kifejlesztett bizonyos típusú gázturbina nagyméretű turbinalapátjainak nyersdarabja, magja és öntése. Az öntvényekhez lásd a DCPG5-öt a GB/T 6414−−2017-ben, a megengedett tűrés ± ±0,5 mm, és a mérési pontosságot 120 μμm-en kell szabályozni; A kerámiamag megengedett tűrése ±±0,3 mm, a mérési pontosságot 80 μμ-en kell ellenőrizni
m. A lapátfejlesztési folyamat során a teljes folyamat során az összes előkészített lapát méretpontosság-ellenőrzése, valamint a gázturbinás motor lapát-előkészítési folyamata során a méretpontosság és a méretpontosság, valamint az öntési szakaszokban előforduló hibák elemzésére kerül sor. fordított ellenőrző szoftver Geomajic-Control vagy GOM. A pengekészítés teljes folyamatának méreteltérése és alakváltozási törvénye előzetesen feltárásra került. Az eredmények azt mutatják, hogy a roncsolásmentes mérési módszerek, mint például a 3D lézerszkennelés, az ipari CT és az ultrahangos tesztelés megfelelnek bizonyos típusú gázturbinás motorlapátok mérési pontossági követelményeinek. A háromdimenziós lézeres pásztázó mérési módszerrel meg lehet kapni a kulcsfontosságú közbenső komponensek, például a penge, a viaszforma és a gázturbinás motor kerámia magjának körvonalait, és pontosan értékelheti a lapát torziós deformációját. Az ipari CT nemcsak a kerámiamag, a viaszforma és a formahéj belső hibáit képes észlelni, hanem nagy pontossággal méri a kontúrt, a belső üreg szerkezetét, a falvastagságot és más kulcsfontosságú alkatrészeket is. Az ultrahangos vizsgálat pontosan mérheti a viaszforma és a penge falvastagságának szerkezetét. Ezek a fejlett mérési módszerek biztosítják a nagyméretű turbinalapátok teljes folyamatának méretmérését és pontos vezérlését, különös tekintettel a formahéj méretmérésére az ipari CT-detektálási technológián alapuló technológián alapulva, amely képes kivonni a formahéj belső üreges szerkezetét és összehasonlítani. azt a modellel, ezzel megvalósítva a formahéj méretének pontos mérését, ami hagyományos mérési módszerekkel lehetetlen.
Jelenleg a fokozatosan kiforrott és a gázturbinás motorok lapátjainak mérnöki alkalmazásába bevezetett tesztelési módszerek nagymértékben lerövidítik a lapátok fejlesztési ciklusát, javítják a lapátméret minősített arányát, és csökkentik a lapátok költségeit. A gázturbinás motorok lapátjaival kapcsolatban azonban továbbra is a következő hiányosságok tapasztalhatók: hiányos műszaki specifikációk és szabványos lapátvizsgálati rendszer, hatékony műszaki ellenőrzési eszközök hiánya, a méretváltozással és a lapát-előkészítés során fellépő hibahalmozódással kapcsolatos adatok elégtelensége, valamint az önismeret hiánya. - kifejlesztett pengeméret-mérő és elemző szoftver. A pengegyártás területén a számítástechnika széles körű alkalmazásával a gépi tanuláson és a numerikus szimuláción alapuló intelligens gyártási technológia is fontos szerepet fog játszani a penge teljes folyamatának hibaellenőrzésében, a méretszabályozás pontosságának javítása érdekében. a pengétől.
