Авионорният двигател е "сърцето" на самолета и е известен още като "бижуто на короната на индустрията". Производството му интегрира много авангардни технологии в съвременната индустрия, включващи материали, механична обработка, термодинамика и други полета. Тъй като страните имат по -високи и по -високи изисквания за производителността на двигателя, новите структури, новите технологии и новите процеси в научните изследвания и разработки и приложение все още непрекъснато предизвикват пика на съвременната индустрия. Един от важните фактори за подобряване на съотношението на тегло на двигателите на самолетите е интегралното острие.
Предимства на Blisks
Преди появата на интегралния диск на острието, лопатките на ротора на двигателя трябваше да бъдат свързани към диска на колелата през тенони, канали на морци и тенонови и заключващи устройства, но тази структура постепенно не успява да отговори на нуждите на високопроизводителни двигатели на самолети. Интегралният диск за острие, който интегрира лопатките на ротора на двигателя и дискът на колелото е проектиран и сега се превърна в задължителна структура за двигатели с високо съотношение на тяга до тегло. Той е широко използван във военните и гражданските двигатели и има следните предимства.
1.Отслабване:Тъй като джантата на диска на колелата не е необходимо да се обработва, за да се инсталира езика и жлеба за инсталиране на остриетата, радиалният размер на джантата може да бъде значително намален,по този начин значително намалява масата на ротора.
2.Намалете броя на частите:В допълнение към факта, че дискът на колелата и остриетата са интегрирани, намаляването на заключващите устройства също е важна причина. Двигателите на самолети имат изключително строги изисквания за надеждност и опростената структура на ротора играе голяма роля за подобряване на надеждността.
3. Редуциране на загуба на въздушен поток:Загубата на бягство, причинена от пропастта в традиционния метод на връзка, се елиминира, ефективността на двигателя се подобрява и тягата се увеличава.
Blisk, който намалява теглото и увеличава тягата, не е лесна "перла" за получаване. От една страна, Blisk е най-вече от трудни за обработка материали като титанова сплав и сплав с висока температура; От друга страна, остриетата му са тънки, а формата на острието е сложна, което поставя изключително високи изисквания към производствената технология. Освен това, когато лопатките на ротора са повредени, те не могат да бъдат заменени поотделно, което може да доведе до брашно, а технологията за ремонт е друг проблем.
Производство на блъски
Понастоящем има три основни технологии за производство на интегрални остриета.
Пет осе CNC фрезоване
Петосната CNC фреза се използва широко при производството на Blisks поради предимствата си на бърза реакция, висока надеждност, добра гъвкавост на обработката и кратък цикъл на подготовка на производството. Основните методи на смилане включват странично смилане, фрезоване на потопяване и циклоидно фрезоване. Ключовите фактори за гарантиране на успеха на Blisks включват:
Петосни машинни инструменти с добри динамични характеристики
Оптимизиран професионален софтуер за гърбица
Инструменти и знания за приложения, посветени на обработката на сплав от титан/високотемпературна сплав
Електрохимична обработка
Електрохимичната обработка е отличен метод за обработка на каналите на интегрални дискове на острието на двигатели на самолети. В електрохимичната обработка има няколко технологии за обработка, включително електролитна обработка на ръкави, контурна електролитна обработка и електролитна обработка на ЦПУ.
Тъй като електрохимичната обработка използва главно свойството на метално разтваряне на анода в електролита, катодната част няма да бъде повредена, когато се прилага електрохимичната обработка на технологията и по този начин се намалява от работната сила на пресечната си сила, обработката на топлината и т.н. по време на обработката, като по този начин се намалява остатъчното напрежение на интегралния канал на въздушния двигател след обработката.
В допълнение, в сравнение с смилането с пет оси, работното време на електрохимичната обработка е значително намалено и може да се използва в етапите на груба обработка, полу-завършване и довършителни етапи. Няма нужда от ръчно полиране след обработката. Следователно, това е една от важните посоки на разработване на интегрална обработка на канали на двигателя на самолета.
Заваряване
Остриетата се обработват отделно и след това се заваряват към диска на острието чрез заваряване на електронни лъчи, линейно заваряване на триене или вакуумно дифузионно свързване на твърдо състояние. Предимството е, че може да се използва за производството на интегрални дискове с острие с непоследователни острие и дискови материали.
Процесът на заваряване има високи изисквания относно качеството на заваряването на острието, което пряко влияе върху производителността и надеждността на общия диск на острието на двигателя на самолета. В допълнение, тъй като действителните форми на остриетата, използвани в заварения диск на острието, не са последователни, позициите на остриетата след заваряване не са последователни поради ограничаването на точността на заваряване и адаптивната технология за обработка е необходима за извършване на персонализирана прецизна ЦПУ за всяко острие.
В допълнение, заваряването е много важна технология в ремонта на интегрални остриета. Сред тях линейното заваряване на триене като технология за заваряване на твърдо фаза има високо качество на заваръчната фуга и добра възпроизводимост. Това е една от по-надеждните и надеждни заваръчни технологии за заваряване на компоненти на ротора на двигателя с високо съотношение на алатора към тегло.
Приложение на Blisk
1. EJ200 Aircraft Engine
EJ200 Aircraft Engine има общо 3- сценични вентилатори и 5- сценични компресори с високо налягане. Единичните остриета са заварени към диска на колелата от електронния лъч, за да се образува интегрален диск на острието, който се използва във вентилатора на 3-ти етап и компресора с високо налягане на 1-ви етап. Интегралният диск на острието не е заварен заедно с роторите на други етапи, за да образува многоетапен интегрален ротор, но е свързан с къси болтове. Най -общо казано, той е в ранния етап на прилагането на интегрални дискове.
2. F414 TURBOFAN ENGINE
В двигателя на турбофана F414, 2-ри и 3-ти етап на вентилатора 3- и първите 3 етапа на 7-ия етап на компресора с високо налягане използват интегрални остриета, които се обработват по електрохимични методи. GE също е разработил възможен метод за ремонт. На тази основа, интегралните остриета на 2 -ри и 3 -ти етап на вентилатора се заваряват заедно, за да образуват интегрален ротор, а първият и 2 -ри стадий на компресора също са заварени заедно, като допълнително намаляват теглото на ротора и подобряват издръжливостта на двигателя.
В сравнение с EJ200, F414 направи голяма стъпка напред в прилагането на интегрални остриета.
3. F 119- pw -100 двигател
Сценичният вентилатор 3- и компресор с високо налягане на сцената, всички използват интегрални остриета, а вентилаторните остриета от първия етап са кухи. Кухите остриета са заварени към диска на колелата чрез линейно заваряване на триене, за да образуват интегрално острие, което намалява теглото на ротора на този етап с 32 кг.
4. БР715 ДВИГАТЕЛ
При големи цивилни двигатели е използван и интегрален диск за острие. Двигателят BR715 използва технологията за мелене на пет осе, за да обработва интегралния диск на острието, който се използва на компресора на суперзаряд на втория етап след вентилатора, а предните и задните интегрални дискове са заварени заедно, за да образуват интегрален ротор. Използва се на Boeing 717.
