Другие журналы

научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана

НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Издатель ФГБОУ ВПО "МГТУ им. Н.Э. Баумана". Эл № ФС 77 - 48211.  ISSN 1994-0408

Восстановление моноколес газотурбинных двигателей и агрегатов при повреждении рабочих кромок одной или нескольких лопаток

# 10, октябрь 2010
автор: Таскаев П. В.

УДК: 621.81+658.58

МГТУ им. Н.Э.Баумана, кафедра «Технологии обработки материалов»
petro-vi4@yandex.ru , victorfa@mail.ru

Научный руководитель: к.т.н., доцент В.Ф.Алешин.

 

В настоящее время восстановительному ремонту компонентов авиационных двигателей уделяется незаслуженно мало внимания. Однако в сложившейся экономической ситуации перспективным выглядит снижение расходов за счет восстановления поврежденных и изношенных деталей.  Анализ литературных данных показал, что наиболее повреждаемой частью авиационных ГТД являются лопатки рабочих колес. Даже незначительные повреждения лопаток приводят к невозможности дальнейшего использования всего двигателя. Так, забоина величиной 1 мм снижает предел выносливости в 5 раз.

 Традиционно, поврежденные рабочие колеса восстанавливаются заменой дефектных лопаток. Однако, в свете последних тенденций применения моноколес (блисков), т.е. рабочих колес выполненных как единое целое, данный метод малоприменим ввиду чрезвычайной сложности и ухудшения эксплуатационных свойств восстановленного изделия. Известен способ восстановления (Патент РФ ╧ 2185945 принадлежит Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "Салют"), когда на поврежденном участке пера лопатки выполняют цилиндрическую выемку. Изготавливают вставку в форме полудиска с торцевым пазом. Соединяют вставку с пером лопатки в зоне выемки и приваривают ее электронно-лучевой сваркой. Радиус выемки определяют в зависимости от диаметра вставки и глубины паза. Соединение вставки с пером лопатки осуществляют по торцу паза вставки до его соприкосновения с пером. Сварку осуществляют по поверхности вставки на окружности заданного диаметра. Способ успешно применяется патентообладателем при восстановлении одиночных лопаток. Проведенный анализ данных об имеющихся способах восстановления лопаток показал, что описанный выше метод целесообразно взять за основу при разработке технологии восстановления моноколес, поскольку на данный момент он является наиболее прогрессивным. 

Ключевой особенностью восстановления моноколес является ограниченное межлопаточное пространство, что затрудняет проведение механической обработки, приварки вставки, а также вызывает необходимость защиты соседних неповрежденных лопаток. Что касается проведения механической обработки, то современный уровень оборудования позволяет производить обработку столь сложного профиля в «стесненных» условиях. Так технология высокоскоростного фрезерования на 5-и координатных обрабатывающих центрах с ЧПУ успешно применяется при производстве моноколес. Для защиты соседних лопаток при приварке вставки может служить тугоплавкая пластина, помещенная в межлопаточное пространство без соприкосновения с восстанавливаемой поверхностью. В настоящее время существуют методы контроля глубины проплавления при электронно-лучевой сварке (Патент РФ ╧ 2113954 принадлежит Сибирской аэрокосмической академии), таким образом, технически возможно осуществить приварку вставки без сквозного проплавления защитной пластины. Помимо прочего необходимо обеспечить геометрическую проходимость луча. Известно, что оптимальным является положение луча по нормали к свариваемой поверхности и в большинстве случаев такое положение возможно обеспечить. Такая возможность определяется рядом факторов: углом наклона лопаток, их шагом, размером ремонтной вставки и т.д. В тех случаях, когда вышерасположенная лопатка перекрывает доступ луча по нормали, предлагается производить приварку под углом к восстанавливаемой поверхности. Для этого на поврежденном участке в отличие от цилиндрической выемки, предусмотренной базовым методом, выполняют коническую, с углом наклона образующей равной углу наклона луча. При этом ремонтная вставка изготавливается также с коническим пазом, соответствующим выемке.  Геометрические размеры паза, режим сварки выбираются экспериментально исходя из условия получения бездефектного сварного соединения. Для подтверждения качества сварного шва производится люминесцентный контроль.

Применение подобного метода позволит вести восстановительный ремонт практически любых моноколес газотурбинных машин, как авиационных, так и широко применяемых в современной энергетике. По сравнению с традиционной полной заменой поврежденной лопатки предложенный способ обладает большей экономической эффективность, а также повышенным качеством восстановленного изделия за счет исключения влияния на наиболее нагруженную – корневую часть лопатки.

       

Рис. 1. Схема приварки ремонтной вставки к поврежденной лопатке моноколеса при «затенении» нормали к восстанавливаемой поверхности соседними лопатками.

1 – Поврежденная лопатка моноколеса, предварительно подготовленная к восстановлению; 2 – Ремонтная вставка; 3 – Защитная пластина; 4 – Соседние лопатки моноколеса; 5 – Направление луча ЭЛС; 6 – Направляющая канавка, для позиционирования луча ЭЛС.

 

 

Список использованной литературы.

1.      Технологическое обеспечение эксплуатационных характеристик деталей ГТД. Лопатки компрессора и вентилятора. Часть I. / под редакцией Богуслаев В.А. – Запорожье: Изд. ОАО «Мотор Сич», 2003, 396с.

2.      Теория сварочных процессов. /Фролов В.В. – М.: Высшая школа, 1988.-559с.

3.      Патент RU 2185945 C1.

4.      Патент RU 2113954 C1.


Тематические рубрики:
Поделиться:
 
ПОИСК
 
elibrary crossref ulrichsweb neicon rusycon
 
ЮБИЛЕИ
ФОТОРЕПОРТАЖИ
 
СОБЫТИЯ
 
НОВОСТНАЯ ЛЕНТА



Авторы
Пресс-релизы
Библиотека
Конференции
Выставки
О проекте
Rambler's Top100
Телефон: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)
  RSS
© 2003-2024 «Наука и образование»
Перепечатка материалов журнала без согласования с редакцией запрещена
 Тел.: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)