發(fā)動機壓氣機鋁合金葉片噴丸防護(hù)

通過對煤礦在用通風(fēng)機鋁合金葉片的滲透檢測,可以發(fā)現(xiàn)通風(fēng)機運行狀態(tài)下難以發(fā)現(xiàn)的缺陷,避免了由于葉片缺陷導(dǎo)致的通風(fēng)機故障對煤礦產(chǎn)生不良影響。在保證煤礦安全生產(chǎn)方面起到了積極的作用。

鋁合金具有比重小、耐蝕性好、比強度高、易加工等特點，在風(fēng)機制造領(lǐng)域得到了大量應(yīng)用．如葉輪、葉片等。但強度相對有限仍然是制約其應(yīng)用范圍的主要原因，特別是作為風(fēng)機的核心零部件葉輪sprit片．其強度是決定風(fēng)機安全運轉(zhuǎn)和使用壽命的首要指標(biāo)。目前風(fēng)機鋁合金葉片多采用精密澆鑄的工藝制造．工藝簡單、成本低，但受限于工藝方法，葉片內(nèi)部存在氣孔、夾雜等缺陷，導(dǎo)致葉片綜合力學(xué)性能不足。

r270d1葉片是某燃?xì)廨啓C壓氣機的第一級模鍛動葉片,所用材料為x5crnicunb16-4鋼。該葉片經(jīng)1035℃×130min風(fēng)冷固溶處理、835℃×130min風(fēng)冷調(diào)整處理和545℃×300min時效處理后,其力學(xué)性能、斷裂形貌轉(zhuǎn)變溫度和晶間斷裂百分率均達(dá)到了有關(guān)技術(shù)條件的要求。

壓氣機葉片制造工藝過程剩余應(yīng)力的檢驗張德林燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的可靠性和壽命在很大程度上取決于壓氣機葉片的工作可靠性，這是因為壓氣機葉片承受相當(dāng)大的動載和靜載。在大多數(shù)情況下，葉片的耐久性是由彎曲動載決定的，而耐動載能力在很大程度上又取決于葉片表層的性能，...

為了評估焊接修復(fù)汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子鋁合金葉片接頭強度的可靠性,基于空氣動力學(xué)理論,分析和計算了由離心力與空氣升力在旋轉(zhuǎn)運動葉片tig焊接接頭上產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力,并進(jìn)行強度校核。強度校核表明,用salsi-l鋁合金焊絲形成的焊接接頭安全許用應(yīng)力大于接頭受到的拉伸應(yīng)力,焊接接頭安全可靠。本分析方法為旋轉(zhuǎn)體焊接接頭強度校核提供了一定理論基礎(chǔ)。

航空發(fā)動機葉片的失效模式主要是高周疲勞斷裂，葉片表面完整性會直接影響葉片的疲勞抗力。表面完整性（surfaceintegrity）是葉片加工后表面幾何和表面物理性質(zhì)的總稱。

介紹了鈦合金葉片無余量精鍛工藝用玻璃防護(hù)潤滑劑的研制過程、性能檢測、復(fù)合物玻璃配方設(shè)計和應(yīng)用效果。

利用剛粘塑性有限元法,對某重型燃機壓氣機葉片的多工步鍛造過程進(jìn)行了三維有限元模擬。通過有限元數(shù)值模擬,得到了多工步鍛造過程中坯料的幾何形狀變化、溫度場和應(yīng)變場的分布規(guī)律以及載荷變化曲線。模擬工藝實驗表明,壓氣機葉片鍛造工藝和模具設(shè)計合理,數(shù)值模擬結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

1.引言我廠某型發(fā)動機壓氣機一級鋼葉片兩銷孔的加工一直是整個葉片加工的關(guān)鍵。在設(shè)計上不僅對孔的尺寸精度和兩銷孔的位置精度提出了嚴(yán)格的要求,而且考慮到葉片與盤的安裝精度和盤上銷與孔的配合精度,對兩銷孔的加工表面質(zhì)量也提出了嚴(yán)格的要求,這就給加工帶來了一定的難度。其中孔表面粗糙度極難保證,該問題一直沒有得到很好的解決。為此,我們對銷孔的加工工藝進(jìn)行了改進(jìn)。2.工藝方法的確定圖1為某型發(fā)動機壓氣機一級鋼葉片上的兩個銷孔位置示意圖。要求兩孔中心線對榫頭中心線的偏移不大于0.05mm,葉身中心線(額定位置)在長度100mm上的平行度公差為0.03mm。

將一個kulite動態(tài)壓力傳感器埋入軸流壓氣機轉(zhuǎn)子葉片50%葉高、25%軸向弦長位置,對該點吸力面動態(tài)壓力進(jìn)行了試驗測量,并與cfd(計算流體動力學(xué))數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行了對比,為今后進(jìn)一步測量轉(zhuǎn)子表面靜壓分布和動態(tài)壓力脈動積累了豐富的經(jīng)驗.試驗中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)固定在壓氣機轉(zhuǎn)軸上隨其一起旋轉(zhuǎn),可以對壓力信號直接進(jìn)行采集、放大并存儲.結(jié)果表明:①葉片表面靜壓試驗測量值與計算結(jié)果吻合較好,說明測量結(jié)果是可信的;②可以成功地捕捉到轉(zhuǎn)子葉片表面的非定常壓力脈動,測量點非定常壓力脈動的周期與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動周期相同.

針對某渦扇發(fā)動機高空低雷諾數(shù)下的應(yīng)用需求,利用numeca三維數(shù)值模擬軟件對其多級高負(fù)荷風(fēng)扇/壓氣機進(jìn)行地面0km及高空21km工況下各轉(zhuǎn)速的氣動性能評估和流場分析.結(jié)果表明:該4級風(fēng)扇的三維數(shù)值模擬結(jié)果與實驗結(jié)果吻合良好,仿真精度能夠滿足工程精度要求,從0km升至21km,風(fēng)扇進(jìn)口葉弦雷諾數(shù)從106降至105量級,風(fēng)扇流量衰減2%～3%,壓比略有降低,效率衰減3%;在9級壓氣機的三維數(shù)值模擬中,考慮了級間引氣對氣動性能的影響,從0km升至21km,壓氣機進(jìn)口葉弦雷諾數(shù)同樣從106降至105量級,流量和總壓比略有降低,效率衰減隨轉(zhuǎn)速降低而增大,衰減量達(dá)4%～7%.

通過對某型機鈦合金葉片型面電解加工工藝技術(shù)的研究,總結(jié)了葉片電解加工的一般規(guī)律。在工藝試驗中研制了電極及夾具,同時獲得了可靠的工藝參數(shù),保證了零件加工質(zhì)量,積累了鈦合金葉片型面電解加工的經(jīng)驗,為航空發(fā)動機生產(chǎn)提供了強有利的支持。

采用有限元軟件procast模擬tial基合金液在金屬型真空吸鑄成形鑄造工藝中的充型凝固過程,分析在充型凝固過程中產(chǎn)生缺陷的原因,并進(jìn)行了相關(guān)的實驗驗證。在模擬過程中發(fā)現(xiàn)鑄件中確實存在模擬預(yù)測的缺陷,且缺陷主要集中在葉片隼部,在葉身部位出現(xiàn)少量的縮松缺陷,模擬和實際相吻合。

鈦合金材料因其比強度較高和抗腐蝕性能較好的特點,已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于航空發(fā)動機葉片的生產(chǎn),然而由于鈦合金材料一些特有的物理化學(xué)性質(zhì),也使得其加工獲得良好質(zhì)量性能變得比較困難。航空發(fā)動機葉片型面的加工因其氣動性能和交變應(yīng)力下的疲勞強度性能要求,需要有良好的表面

某型機鈦合金葉片材料為tc4,因其比密度低、比強度高、耐腐蝕,成為追求重量輕的先進(jìn)的航空發(fā)動機中壓氣機葉片的主體。在結(jié)構(gòu)上,該葉片薄壁、兩端帶緣板、空間曲面、形狀復(fù)雜;在材料上,該葉片難切削。采用五坐標(biāo)數(shù)控銑削工藝,刀具損耗大、消耗費用高,加工周期長,設(shè)備占有量大。

研究了3種針對鎳基單晶合金各向異性低循環(huán)疲勞壽命建模的方法,分別為基于單晶合金彈性模量與晶體取向相關(guān)性的方法,與各向異性屈服函數(shù)相關(guān)的方法和傳統(tǒng)滑移系的方法。對基于屈服函數(shù)的方法進(jìn)行了修正以將其應(yīng)用于單晶合金。利用公開文獻(xiàn)中dd3單晶合金的低循環(huán)疲勞數(shù)據(jù)對修正的模型進(jìn)行了驗證,并對采用這3種方法得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較。結(jié)果表明:修正的疲勞壽命模型和基于取向函數(shù)的壽命模型的預(yù)測結(jié)果與試驗數(shù)據(jù)相比基本落在3倍分散帶內(nèi),而采用基于滑移系的方法所得結(jié)果在4倍分散帶內(nèi)。基于屈服函數(shù)的修正模型和另外2種模型均可以較好地與3維有限元應(yīng)力分析直接銜接,便于渦輪葉片結(jié)構(gòu)級的壽命預(yù)測。

某型燃?xì)廨啓C運行近1000h后,發(fā)生2片低壓壓氣機轉(zhuǎn)子葉片脫榫斷裂和同級多片榫頭裂紋故障。通過對斷裂和裂紋葉片外觀觀察、斷口分析、化學(xué)成分分析、硬度檢測和金相檢驗等手段,確認(rèn)了斷裂和裂紋葉片失效模式相同,均屬振動疲勞斷裂,盤和葉片配合不良引起微動磨損是該級葉片早期振動疲勞斷裂的主要原因。盤、片配合不良主要是由于配合面間無防磨損涂層,在應(yīng)用過程中產(chǎn)生氧化和磨損引起的;通過盤和葉片榫齒配合面涂干膜潤滑,有效解決了盤片配合面微動磨損問題。

金屬型冒口尺寸較大,不僅浪費金屬液而且清理費用高,同時還不易保證鑄件內(nèi)部質(zhì)量。采用了浮珠保溫冒口后,使鑄件得到了良好的補縮,提高了鑄件的內(nèi)部質(zhì)量;由于冒口直徑的縮小節(jié)約了鋁液,給清理工作帶來了很大方便,降低了鑄件成本,提高了經(jīng)濟(jì)效益。

文中介紹風(fēng)機葉片由原來采用鋼板沖壓成形、焊接而成,改為鋁合金并應(yīng)用激冷與微量元素銻復(fù)合變質(zhì)后,不僅使葉片的內(nèi)、外質(zhì)量得到了保證,還大大提高了鑄件的耐蝕性和使用壽命,降低了動力消耗和成本。

鋁合金發(fā)動機支架的減重效果

bmw（寶馬）公司采用低壓模鑄工藝，將含有17％硅的過共晶硅鋁合金制成發(fā)動機汽缸曲柄軸箱。在汽缸內(nèi)層采用沉積處理工藝涂覆了一層硬質(zhì)硅晶材料。具有鐵質(zhì)涂層的活塞直接在未涂層的汽缸膛內(nèi)運動，不需任何附加內(nèi)襯。采用低壓模鑄鋁合金制造的曲柄箱結(jié)構(gòu)，具有很高的制造精度。由于隔段尺寸只有98毫米，采用高強度鋼鍛造成型的曲柄軸比較短，因而具有很高的彎曲和扭轉(zhuǎn)剛度，并降低曲柄軸重量達(dá)20千克。

據(jù)外國媒體報道,美國鋁業(yè)公司(alcoa)于2014年7月15日宣布,已與聯(lián)合技術(shù)公司(unitedtechnologiesco.)旗下的普拉特·惠特尼公司(pratt&whitney)簽訂了一項價值11億元,長達(dá)10年的發(fā)動機風(fēng)扇葉片供應(yīng)合同。這些purepowerpw1000g型發(fā)動機風(fēng)扇葉片是用鋁-鋰合金制造的。美國鋁業(yè)公司的優(yōu)質(zhì)鋁合金材料與普拉特·惠特尼公司的先進(jìn)技術(shù)相