Turbīnu asmeņi ir svarīga gaisa kuģu dzinēju sastāvdaļa ar augstu temperatūru, smagu slodzi un sarežģītu struktūru. Pārbaudes un uzturēšanas kvalitāte ir cieši saistīta ar darba izturību un kalpošanas laiku. Šajā dokumentā tiek pētīta gaisa kuģu motora asmeņu pārbaude un uzturēšana, analizēts gaisa kuģu motora asmeņu kļūmes režīms un apkopots gaisa kuģu motora asmeņu kļūmju noteikšanas tehnoloģija un tehniskās apkopes tehnoloģija.

Turbīnu asmeņu projektēšanā bieži tiek izmantoti jauni materiāli ar augstāku kvalitāti, un darba robeža tiek samazināta, uzlabojot struktūras un apstrādes tehnoloģiju, lai uzlabotu motora vilces un svara attiecību. Turbīnas asmens ir aerodinamiska aerodinamentā, kas var sasniegt līdzvērtīgu darbu visā asmens garumā, tādējādi nodrošinot, ka gaisa plūsmai ir rotācijas leņķis starp asmens sakni un asmeņa galu, un griešanās leņķis asmeņa galā ir lielāks nekā asmens saknē. Ir ļoti svarīgi uzstādīt turbīnas rotora asmeni turbīnas diskā. "Fire koka formas" tenons ir mūsdienu gāzes turbīnas rotors. Tas ir precīzi apstrādāts un paredzēts, lai nodrošinātu, ka visi atloki var būt vienmērīgi. Kad turbīna ir nekustīga, asmenim ir tangenciāla kustība pie zobu rievas, un, kad turbīna griežas, asmeni sakne tiek pievilkta līdz diskam, pateicoties centrbēdzes efekta dēļ. Lāpstiņriteņa materiāls ir svarīgs faktors, lai nodrošinātu turbīnas veiktspēju un uzticamību. Pirmajās dienās tika izmantoti un ražoti deformēti sakausējumi ar augstu temperatūru. Nepārtraukti attīstoties motora dizainam un precīzas liešanas tehnoloģijai, turbīnu asmeņi ir mainījušies no deformētiem sakausējumiem uz dobiem, polikristāliskiem uz vienu kristālu, un asmeņu siltuma izturība ir ievērojami uzlabota. Niķeļa bāzes viena kristāla superaloys plaši izmanto aviācijas dzinēju karstā gala daļu ražošanā, pateicoties to lieliskajām augstas temperatūras šļūdes īpašībām. Tāpēc padziļinātam turbīnu asmeņu pārbaudes un uzturēšanas pētījumiem ir liela nozīme, lai uzlabotu motora darbības drošību un precīzi novērtētu asmeņu bojājuma un bojājumu pakāpi.

Gaisa kuģu motora asmeņu kļūmes režīmi

Lāpstiņas zema cikla noguruma lūzuma kļūme

Faktiskā darbā zema cikla noguruma lūzums rotora asmeņi parasti nav viegli, bet šādos trīs apstākļos notiks zema cikla noguruma lūzums. 1. attēls ir asmeņu lūzuma shematiska diagramma.

(1) Lai arī bīstamās sekcijas darba spriegums ir mazāks nekā materiāla ražas stiprums, bīstamajā sadaļā ir lieli vietējie defekti. Šajā apgabalā, ņemot vērā defektu esamību, lielāka tuvumā esošā platība pārsniedz materiāla ražas stiprumu, kā rezultātā rodas liels daudzums plastmasas deformācijas, kas noved pie asmeņa maza cikla noguruma lūzuma.

(2) Sliktu dizaina apsvērumu dēļ asmens darba stress uz bīstamās sekcijas ir tuvu vai pārsniedz materiāla ražas stiprumu. Ja bīstamajā daļā ir papildu defekti, asmenim tiks veikts zema cikla noguruma lūzums.

(3) Ja asmenim ir patoloģiski apstākļi, piemēram, plandīšanās, rezonanse un pārkaršana, tā bīstamās sekcijas kopējā stresa vērtība ir lielāka nekā tā ražas stiprums, kā rezultātā asmens ir mazs cikla noguruma lūzums. Zema cikla noguruma lūzumu galvenokārt izraisa dizaina apsvērumi, un lielākā daļa no tā rodas ap asmeņu sakni. Parastā zema cikla lūzumā nav acīmredzama noguruma loka.

Asmeņu vērpes rezonanses noguruma lūzumu mazspēja

Augsta cikla noguruma lūzums attiecas uz lūzumu, kas rodas asmeņa vērpes rezonansē, un tam ir šādas reprezentatīvas īpašības:

(1) Stūra kritums notiek vērpes rezonanses mezglā.

(2) Acāpes noguruma lūzumā var redzēt acīmredzamu noguruma līkni, bet noguruma līkne ir ļoti plāna.

(3) Lūzums parasti sākas no asmeņa aizmugures un sniedzas līdz asmeņu baseinam, un noguruma zona aizņem lūzuma virsmas galveno laukumu.

Ir divi galvenie iemesli, kāpēc asmens ir vērojama noguruma plaisām: viens ir vērpes rezonanse, bet otra ir plašā rūsa uz asmens virsmas vai ārējā spēka ietekme.

Asmeņa augstas temperatūras nogurums un termisko bojājumu noguruma lūzuma kļūme

Turbīnu rotora asmeņi darbojas augstas temperatūras vidē un tiek pakļauti temperatūras izmaiņām un mainīgiem spriegumiem, kas noved pie asmeņu šļūdes un noguruma bojājumiem (sk. 2. attēlu). Lāpstiņu lūzumam augstas temperatūras noguruma lūzumam ir jāizpilda šādi trīs apstākļi:

(1) Lāpstiņas noguruma lūzums galvenokārt parāda starpgranulārā lūzuma īpašības.

(2) temperatūra asmens lūzuma vietā ir augstāka par materiāla ierobežojuma temperatūru;

(3) Lāpstiņas noguruma lūzuma vieta var izturēt tikai kvadrātveida viļņu formas centrbēdzes stiepes spriegumu, kas šajā temperatūrā pārsniedz šļūdes robežu vai noguruma robežu.

Parasti rotora asmeņu noguruma lūzums augstā temperatūrā ir ārkārtīgi reti sastopams, taču faktiski lietojot noguruma lūzumu, ko izraisa rotora termiski bojājumi, ir samērā izplatīts. Motora darbības laikā komponentu pārkaršana vai pārdeva īstermiņa pārmērīgas temperatūras dēļ patoloģiskos darba apstākļos sauc par pārkaršanas bojājumiem. Augstā temperatūrā asmeņi ir pakļauti noguruma plaisām. Noguruma lūzumam, ko izraisa augstas temperatūras bojājumi, ir šādas galvenās īpašības:

(1) Lūzuma pozīcija parasti atrodas asmeņa augstākajā temperatūras laukumā, perpendikulāra asmeņu asij.

(2) Lūzums rodas no avota laukuma ieplūdes malas, un tā šķērsgriezums ir tumšs un tam ir augsta oksidācijas pakāpe. Pagarinājuma sekcijas šķērsgriezums ir salīdzinoši plakans, un krāsa nav tik tumša kā avota laukums.

Aircraft motora asmeņu kļūmju remonta tehnoloģija

Borescope pārbaude uz kuģa

Borescope pārbaude uz kuģa ir vizuāli pārbaudīt turbīnu asmeņus caur zondi motora turbīnu kastē. Šai tehnoloģijai nav nepieciešama motora izjaukšana, un to var pabeigt tieši uz gaisa kuģa, kas ir ērti un ātri. Boreskopa pārbaude var labāk noteikt turbīnu asmeņu sadedzināšanu, koroziju un atcelšanu, kas var palīdzēt izprast un apgūt turbīnas tehnoloģijas un veselību, lai veiktu visaptverošu turbīnas asmeņu pārbaudi un nodrošinātu normālu motora darbību. 3. attēlā parādīta boreskopa pārbaude.

Pirms pārbaudes remonta darbnīcā pirmsdzīves ārstēšana

Turbīnas asmeņu virsma ir pārklāta ar nogulsnēm pēc sadegšanas, pārklājumiem un termiskās korozijas slāņiem, kas veidojas ar augstas temperatūras oksidācijas koroziju. Oglekļa nogulsnēšanās palielinās asmeņu sienas biezumu, izraisot izmaiņas sākotnējā gaisa plūsmas ceļā, tādējādi samazinot turbīnas efektivitāti; Termiskā korozija samazinās asmeņu mehāniskās īpašības; Un oglekļa nogulsņu klātbūtnes dēļ asmeņu virsmas bojājumi tiek aizklāti, apgrūtinot noteikšanu. Tāpēc pirms asmeņu uzraudzības un labošanas oglekļa nogulsnes jātīra.

Asmeņu integritātes pārbaude

Agrāk, lai noteiktu gaisa kuģu motoru asmeni diametru, tika izmantoti "cieti" mērīšanas instrumenti, piemēram, leņķa mērierīces un suporti. Šī metode ir vienkārša, taču to viegli ietekmē cilvēku traucējumi, un tai ir tādi defekti kā zema precizitāte un lēns noteikšanas ātrums. Pēc tam, pamatojoties uz koordinātu mērīšanas mašīnu, tika uzrakstīta mikrodatoru automātiskās vadības lietojumprogramma un tika izstrādāta asmeņu ģeometrisko izmēru mērīšanas sistēma. Automātiski nosakot asmeni un salīdzinot to ar standarta asmeņu formu, kļūdas testa rezultāti tiek automātiski ievadīti, lai noteiktu asmeņa pieejamību un nepieciešamo apkopes metodi. Lai arī dažādu ražotāju koordinātu mērīšanas instrumentiem ir atšķirības īpašās tehnoloģijās, tiem ir šādas kopības: augsts automatizācijas līmenis, ātra noteikšana, parasti vienu asmeni var noteikt 1 minūtē un ir labas paplašināšanas iespējas. Mainot standarta asmeņu formas datu bāzi, var noteikt dažāda veida asmeņus. 4. attēlā parādīts integritātes tests.

Gaisa kuģu motora asmens apkope

Termiskā smidzināšanas tehnoloģija

Termiskās izsmidzināšanas tehnoloģija ir šķiedru vai pulverveida materiālu sadedzināšana izkusušam stāvoklim, vēl vairāk atomizēt un pēc tam novietot tos uz detaļām vai substrātiem, kas jāizsmidzina.

(1) Nodiluma izturīgi pārklājumi

Tādus nolietus izturīgus pārklājumus, piemēram, uz kobaltu bāzes, niķeļa bāzes un volframa karbīda bāzes pārklājumus, plaši izmanto gaisa kuģu motora daļās, lai samazinātu berzi, ko izraisa vibrācija, bīdīšana, sadursme, berze un cita berze gaisa kuģu dzinēju darbības laikā, tādējādi uzlabojot veiktspēju un kalpošanas laiku.

(2) karstumizturīgi pārklājumi

Lai palielinātu vilci, moderniem gaisa kuģu motoriem ir jāpalielina temperatūra pirms turbīnas līdz maksimumam. Tādā veidā attiecīgi paaugstināsies turbīnu asmeņu darbības temperatūra. Lai arī tiek izmantoti siltumizturīgi materiāli, joprojām ir grūti izpildīt lietošanas prasības. Pārbaudes rezultāti rāda, ka siltumizturīgu pārklājumu uzklāšana uz turbīnas asmeņu virsmas var uzlabot detaļu karstuma izturību un izvairīties no detaļu deformācijas un plaisāšanas.

(3) Abradable pārklājumi

Mūsdienu gaisa kuģu motoros turbīna sastāv no apvalka, kas sastāv no vairākiem horizontāliem statora asmeņiem un rotora asmens, kas fiksēts uz diska. Lai uzlabotu motora efektivitāti, attālums starp diviem statora komponentiem un rotoru jāsamazina, cik vien iespējams. Šajā spraugā ietilpst "gala sprauga" starp rotora galu un fiksēto ārējo gredzenu un "skatuves spraugu" starp katru rotora posmu un apvalku. Lai samazinātu gaisa noplūdi, ko izraisa pārmērīga sprauga, nepilnības teorētiski ir vajadzīgas, cik vien iespējams, ir nulle, jo ražošanas detaļu faktisko kļūdu un uzstādīšanas kļūdu ir grūti sasniegt; Turklāt augstā temperatūrā un lielā ātrumā ritenis arī pārvietojas gareniski, izraisot asmeņu radiāli "augt". Sakarā ar saliekšanas deformāciju, sagataves termiskā izplešanās un saraušanās, lai padarītu to mazāko apzināto spraugu, tiek izmantoti nodiluma pārklājumu izsmidzināšana, kas ir dažādu pārklājumu izsmidzināšana uz virsmas netālu no asmeņa augšdaļas; Kad rotējošās daļas berzē pret to, pārklājums radīs upurēšanas nodilumu, tādējādi samazinot spraugu līdz minimumam. 5. attēlā parādīta termiskās izsmidzināšanas tehnoloģija.

Šāviens

Šāvienu peing tehnoloģija izmanto ātrgaitas šāviņus, lai ietekmētu sagataves virsmu, radot atlikušo spiedes spriegumu uz sagataves virsmas un zināmā mērā veidojot stiprinošu materiālu, lai uzlabotu produkta noguruma stiprību un samazinātu materiāla stresa korozijas veiktspēju. 6. attēlā parādīts asmens pēc šāviena.

(1) Sauss šāviens

Sausa šāviena peansa tehnoloģija izmanto centrbēdzes spēku, lai veidotu virsmas stiprināšanas slāni ar noteiktu biezumu uz sagataves virsmas. Lai arī sausu šāvienu peing tehnoloģijai ir vienkārša aprīkojums un augsta efektivitāte, tai joprojām ir tādas problēmas kā putekļu piesārņojums, liels troksnis un liela metiena patēriņš masveida ražošanas laikā.

(2) Ūdens šāvienu peings

Ūdens šāvienam ir tāds pats stiprināšanas mehānisms kā sausa šāviena pīķis. Atšķirība ir tā, ka tā tiek izmantota ātri kustīgas šķidrās daļiņas, nevis nošauta, tādējādi samazinot putekļu ietekmi uz vidi sausa kadra peansa laikā, tādējādi uzlabojot darba vidi.

(3) rotācijas plāksnes stiprināšana

Amerikāņu 3M uzņēmums ir izstrādājis jauna veida šāvienu noregulēšanas procesu. Tās stiprināšanas metode ir izmantot rotācijas plāksni ar šāvienu, lai nepārtraukti sittu metāla virsmu lielā ātrumā, lai veidotu virsmas stiprināšanas slāni. Salīdzinot ar šāvienu, tam ir vienkārša aprīkojuma priekšrocības, ērti lietošana, augsta efektivitāte, ekonomika un izturība. Rotācijas plāksnes stiprināšana nozīmē, ka tad, kad ātrgaitas šāviens sit asmeni, asmens virsma strauji paplašināsies, izraisot tā plastiskās deformācijas noteiktu dziļumu. Deformācijas slāņa biezums ir saistīts ar šāviņa trieciena stiprumu un sagataves materiāla mehāniskajām īpašībām, un parasti var sasniegt 0. 12 līdz 0. 75 mm. Pielāgojot šāviena novērtēšanas procesu, var iegūt piemērotu deformācijas slāņa biezumu. Saskaņā ar šāvienu, kad uz asmeņa virsmas rodas plastiskā deformācija, arī blakus esošā grunts virsma tiks deformēta. Tomēr, salīdzinot ar virsmu, pazemes virsmas deformācija ir mazāka. Nesasarot ražas punktu, tas joprojām atrodas elastīgās deformācijas stadijā, tāpēc nevienmērīga plastifikācija starp virsmu un apakšējo slāni ir nevienmērīga, kas pēc izsmidzināšanas var izraisīt materiāla atlikušo sprieguma izmaiņas. Pārbaudes rezultāti rāda, ka pēc šāviena nošaušanas uz virsmas ir atlikušais spiedes spriegums, un noteiktā dziļumā zemūdens parādās stiepes spriegums. Saspiešanas spiedes spriegums uz virsmas ir vairākas reizes lielāks nekā pazemes virsmai. Šis atlikušā stresa sadalījums ir ļoti izdevīgs, lai uzlabotu noguruma izturību un izturību pret koroziju. Tāpēc šāvienu peing tehnoloģijai ir ļoti svarīga loma produktu kalpošanas laika pagarināšanā un produktu kvalitātes uzlabošanā.

Pārklājuma remonts

Gaisa kuģu motoros daudzi progresīvi turbīnu asmeņi izmanto pārklājuma tehnoloģiju, lai uzlabotu to antioksidāciju, pretkoroziju un nodilumizturīgas īpašības; Tomēr, tā kā asmeņi tiks sabojāti dažādas pakāpes lietošanas laikā, tie ir jālabo asmeņu apkopes laikā, parasti noņemot oriģinālo pārklājumu un pēc tam uzklājot jaunu pārklājuma slāni.