Тегіс турбина ауырлықтық ауырлығы бетін жасау үшін қандай өңдеу технологиясы қолданылады?

Тегіс турбина ауырлықтық ауырлығы бетін жасау үшін қандай өңдеу технологиясы қолданылады?

Газ динамикалық инженериялық көзқараспен алынғанда, түрбина ауырлықсыздануының бетінің сапасы тек қана жабдықтау емес; ол қанаттың энергияны қаншалықты тиімді түрде түрлендіретінін тікелей анықтайды. Беттің кедір-бұдырлығындағы ең аз ауытқулар да ағыс бетінің шекаралық қабатының әрекетін өзгертеді, профильдің жоғалтуын көтереді және сатының тиімділігін төмендетеді. Сондықтан ауырлықсыздану бетін өңдеу косметикалық өндірістік қадам ретінде емес, маңызды инженерлік пән ретінде қарастырылады.

Түрбина ауырлықсыздануы бетінің кедір-бұдырлығы үшін қабылданған шекті мән көптеген қолданыстарда Ra ≤ 0,8 мкм болып табылады, ал кейбір жоғары қысымды компрессорлық сатыларда Ra мәні 0,4 мкм-ге дейін талап етіледі. Осы мәндерге жету үшін, қанат профилі бойынша ±0,02–0,05 мм өлшемдік дәлдікті сақтай отырып, өңдеу технологияларының ұқыпты реттелген комбинациясы қажет.

Неге түрбина ауырлықсыздануының бетінің жағдайы түрбина ауырлықсыздануының жұмыс істеуі үшін маңызды?

Зерттеулер мен өрістегі деректер аэродинамикалық турбина ауырлықтарының бетінің қаттылығының аэродинамикалық жоғалтуын растайды. Бластинг пен жасыру өңдеуінен кейін 2,2 мкм Ra сипаттамалық беттің қаттылығы — төмен қысымды турбина сатысында жиі кездесетін нәтиже — дәлме-дәл өңделген бетке қарағанда өлшенетін тиімділіктің төмендеуіне әкеледі. Өнеркәсіптік газ турбиндарындағы компрессор сатыларында, мұнда жинақталған сатылы жоғалтулар турбина шығысын тікелей азайтады, 1,6 мкм Ra беттің өңделуі мен 0,4 мкм Ra беттің өңделуі арасындағы айырма толық жұмыс істеу маусымы бойынша байқалатын отын тұтынуының айырмашылығына айналады.

Сондықтан қай өңдеу технологиясы қандай беттік нәтиже беретінін түсіну — бұл тек цехтағы техникалық талап етілетін көрсеткіш емес, сонымен қатар сатып алу мен инженерлік шешім. Пышақ тәжірибелік құрылғысынан қандай жақсы беттік өңдеу стандартын талап ету керектігін шешкенге дейін мына сұрақтарға жауап берген жөн: сіз өзіңіздің турбина ауырлық қанатының моделі үшін қажетті нақты Ra мәнін растадыңыз ба немесе басқа турбина қолданысынан қарап алған жалпы талапты қолданып жатырсыз ба?

Тегіс турбина ауырлық қанаты беттерін өңдеудің негізгі технологиялары

5 осьті CNC фрезерлеу: ауырлық қанаты профилін өңдеудің бастапқы нүктесі

Қазіргі заманғы турбина ауырлық қанатын өңдеу 5 осьті CNC өңдеу орталығына негізделген, ол үш сызықты ось пен екі айналмалы осьті пайдаланып, кесу құралын күрделі қисық ауырлық қанаты бетіне қатысты оптималды бұрышта ұстайды, бұл кесу траекториясының барлық уақытында сақталады. Бұл 3 осьті дәстүрлі фрезерлеудің «көлеңке аймақ» проблемасын жояды, себебі ол пышақ геометриясының ойыс бөліктеріне бөлшекті қайта орналастырмай-ақ жету мүмкіндігін бермейді.

5 осьті CNC пышақтау кезінде екі әртүрлі кесу стратегиясы пышақтың геометриясы мен нақты пышақ дизайн талаптарына байланысты қолданылады:

• Жанымен кесу бұл әдіс турбина ауырлық қанатының бетін жуып өту арқылы кесу құралының жанын пайдаланады. Бұл тәсіл өте тиімді және жақсы беттік үздіксіздік береді, сондықтан ол қисықтық радиусы үлкен және профильдің өтуі салыстырмалы түрде жұмсақ болған бөлшектер үшін негізгі стратегия болып табылады. Ортаңғы және артқы сатылардағы өнеркәсіптік компрессор пышақтары — жанымен кесуге типтік мысалдар.
• Нүктелік кесу бұл әдіс турбина ауырлық қанатының бетін қабаттап іздеу үшін кесу құралының ұшын пайдаланады. Бұл тәсілдің икемділігі оны кіші радиусты аймақтары, тар соңғы қырлары немесе өте бұралған профильдері бар күрделі геометрияларға қолдануға мүмкіндік береді — бұл белгілер әдетте аэроғараж қозғалтқыштарының жоғары қысымды пышақтарында кездеседі.

5 осьтік CNC фрезерлеуден кейін алынатын типтік беттің тегістігі 1,6–3,2 мкм Ra ауқымында. Бұл профильдің дәлдігі үшін жеткілікті, бірақ тағы да оптималды аэродинамикалық қанаттың өнімділігі үшін қажетті Ra ≤ 0,8 мкм шегіне сәйкес келмейді. Бетті әрі қарай өңдеу қажет.

CNC баяу өтетін тегістеу: Дәлдікті қамтамасыз ететін турбина қанаттарының бетін тегістеу

Баяу өтетін тегістеу CNC фрезерлеуден кейін орындалады және турбина қанаттарының бетін тегістеуге арналған. Дәстүрлі кері-илері тегістеуден айырмашылығы мынада: баяу өтетін тегістеуде өңделетін бөлшек бір өтіс кезінде терең енген тегістеу дөңгелегі арқылы баяу қозғалады. Бұл процесстер қисық пышақ геометриясына жақсы сәйкес келеді және беттің тегістігін Ra = 0,2–0,4 мкм ауқымына дейін төмендетеді — бұл көптеген турбина қанаттары үшін қажетті Ra ≤ 0,8 мкм шегінен айтарлықтай төмен.

Беттік жағынан ғана емес, крип-фидтік тегістеу сондай-ақ фрезерлеу кезеңінен қалған кішігірім өлшемдік ауытқуларды түзетеді. Практикада көпбасқыштық пышақтарды өңдеудің бірнеше кезеңінен туындайтын дәлдік жиналуы ауа ағысы профилін ±0,02–0,05 мм аралығынан шамалы асырып кетуі мүмкін. Тегістеу беттің сапасын жақсартумен қатар соңғы профильді түзету функциясын да атқарады, осылайша барлық өңдеу кезеңдерінен кейін бұйым өлшемдік талаптарға сай келеді.

Егер сіздің басты мақсатыңыз — барлық пышақ партиясы бойынша қатаң бақыланатын беттік жағын қамтамасыз ету болса, онда сіз номиналды Ra сипаттамасына ғана емес, алдымен тегістеу процесінің тұрақтылығына назар аударуыңыз керек — партия ішіндегі пышақтар арасындағы айырмашылықтар бір ғана сипаттамадан шығып кеткен бұйымға қарағанда басқа әсерлерге ие болады.

Полировкалау және соңғы турбина ауа ағысы профилінің беттік өңдеуі

Ең жоғары сапалы турбина ауырлықтық профилі бетін қажет ететін қолданбалар үшін — әсіресе әуе-ғарыш қозғалтқыштарының компоненттері немесе қатты жұмыс жағдайларында қолданылатын жоғары қысымды компрессорлардың желімдері үшін — шлифтаудан кейін полировкалау операциясы орындалады. Полировкалау процесі роботтық жүйелер немесе арнайы CNC турбина ауырлықтық профилін аяқтау машиналары арқылы жүзеге асырылады; бұл процесстің нәтижесінде шлифтау іздері толығымен жойылады және Ra мәні 0.4 мкм-ден төмен болады.

Өнеркәсіптік турбина ауырлықтық профилін полировкалау жүйелері 6 осьті CNC мүмкіндігіне ие болып, алдыңғы және артқы шеттердің өту аймақтарын қоса алғанда, толық ауырлықтық профилі геометриясын өңдей алады. Қазіргі заманғы жүйелер ауырлықтық профилін аяқтау кезінде жылу жүктемесін болдырмау үшін суытқыш негізіндегі процестерді интеграциялайды, себебі темір-никель және титан қорытпаларынан жасалған желімдердің беттік қаттылығы жылу жиналуынан өзгеруі мүмкін.

Практикада пышақ өндірісіндегі қайта өңдеу циклдарынан алынған сабақ — сатып алу құжатында көрсетілмеген беткі тегістік дәлдігінің шегі қабылданатын, бірақ оптималды емес жағдайдағы аяқталу айырымына рұқсат береді. Бұл айырым тек аэродинамикалық сынақ деректері өндіріс партиялары бойынша салыстырылған кезде ғана көрінеді — осы уақытқа дейін түзетудің құны өте жоғары болады.

Токарьлау реті және оның турбина ауырлық қанатының профилін өңдеуге әсері

Салыстырмалы түрде гладкий ауырлық қанатының бетін алу — бұл кез-келген жеке технология нәтижесі емес, белгілі бір ретпен орындалатын процестің нәтижесі. Стандартты ауырлық қанатының профилін өңдеу реті мынадай логикаға негізделген:

1. 5 осьті CNC фрезерлеу турбина ауырлық қанатының жуық-жеткілікті геометриясын, дұрыс профиль өлшемдері мен хорда ұзындығымен орнатады.
2. Крип-фид өңдеу турбина ауырлық қанатының бетін Ra ≤ 0.8 мкм мақсатына сәйкес тегістейді және өлшемдік ауытқуларды түзетеді.
3. Полировка Ra < 0.4 мкм талап етілетін турбина ауырлық қанаты қолданыстары үшін соңғы беттік сапаны қамтамасыз етеді.
4. Өлшемдік тексеру — негізгі турбина ауырлықтық профилдерінің қималарын КММ немесе 3D сканерлеу арқылы жүргізіледі — бұл барлық пышақтардың өңделуінен кейін аяқталған профильдің талаптарға сәйкестігін растайды.

Турбина ауырлықтық профилдерін сатып алу кезінде қайталанатын бір үлгі: материалдың маркасы мен номиналды өлшемдік дәлдігі келген өнімді тексеру кезінде расталады, ал барлық пышақ профилі бойынша беттің тегістігін өлшеу қабылдау критерийлеріне қосылмаған. Профиль қағазда сәйкес келді, бірақ алдыңғы шеттегі беттің тегістігі өлшенбеген — осы жерден өнімділік айырымы пайда болды.

Пышақтарды өңдеу қабілетін сіздің турбина ауырлықтық профиліңізге сәйкестендіру

Оң жақ пышақтың өңдеу технологиясының комбинациясы турбиналық ауырлықтың нақты қолданылу талаптарына байланысты. Таза кіріс жағдайларында жұмыс істейтін өнеркәсіптік газдық турбиналық компрессорлық пышақтар үшін 5 осьті CNC фрезерлеу мен одан кейінгі қозғалыс берілетін өңдеу әдетте турбиналық ауырлықтың қажетті беттік сапасын қамтамасыз етеді. Аэроғарыштық қозғалтқыш қолданыстары немесе беттік эрозия фактор болатын жоғары бөлшек ортасындағы турбиналық ауырлықтың пышақтары үшін Ra < 0,4 мкм-ге дейін толық полировка қосымша өңдеу шығындарын қамтитын құндылыққа ие.

Тауарларды қабылдаған кезде стандартты көрінетін және өлшемдік тексеру беттік геометриялық ауытқуларды анықтайды, бірақ кейінірек циклдық сынуға әкелетін ішкі өңдеу нәтижесіндегі кернеу концентрацияларын анықтау үшін әдетте бұзылмайтын тексеру қажет — бұл айырым жаңа турбиналық ауырлықтың жеткізуші көзін сертификаттаған кезде маңызды болады.

Navi Power Technology компаниясы төмен рұқсат берілетін турбина ауа қанатының профилі бар дәлдікпен соғылған компрессор қанаттарында маманданған. Біздің патенттелген соғу процесі 0,1–1 мм-ге дейінгі ауа қанатының өлшемдік рұқсаттарын жақын-жетілдірілген (near-net) деңгейде қамтамасыз етеді, бұл турбина ауа қанатының профилін өңдеу кезінде төменгі сатыдағы өңдеуге қажетті материалдың көлемін азайтады және соңғы беттің сапасының тұрақтылығына үлес қосады. Энергия өндіру немесе MRO қолданбалары үшін қанаттардың жеткізілуін бағалайтын сатып алу инженерлері үшін біз сіздің нақты турбина ауа қанатының сатысы талаптарыңызға негізделген техникалық сипаттамалар бойынша талқылауларға қуаныштымыз.

Бізбен байланысқа шығыңыз: [email protected]немесе қараңыз global.compressorblade.com қосымша ақпарат үшін.