Sveobuhvatna strategija za poboljšanje točnosti proizvodnje turbinskih lopatica
Kao ključna komponenta gasnodinamičke konverzije energije, dimenzionalna tačnost lopatica turbine nije vezana samo za to da li se gasna turbina može nesmetano instalirati, već je i ključ za njen siguran rad. Delovi lopatica turbine su složene prostorne površine neujednačene debljine, a komplikovan je i proces neograničenog ulaganja preciznog livenja, u kojem svaka faza utiče na dimenzionalnu tačnost završne lopatice, a teško je uzeti u obzir geometrijske karakteristike lopatice. savijanje oštrice i torzijska deformacija i zakrivljenost oštrice samo oslanjajući se na metodu smanjenja površine kalupa. Tokom procesa od voštanog kalupa do livenja sečiva, ne samo da će doći do volumnog skupljanja, već će se i geometrijske karakteristike promeniti u određenoj meri, što će dovesti do neusklađenosti veličine odlivaka. Stoga, u stvarnom proizvodnom procesu, svaka karika proizvodnje lopatica turbine treba biti precizno izmjerena i kontrolirana. Još 197{4}}ih godina, Ujedinjeno Kraljevstvo i Sjedinjene Države su postigle izvanredne rezultate u tehnologiji upravljanja jezgrom i koriste se za livenje. Poslednjih godina, optički skeneri i kompjuterizovana industrijska tomografija (CT) merenja lopatice motora gasne turbine u stranim zemljama zahtevaju da se tačnost merenja lopatice kontroliše u granicama od 50 do 80 μm, a dozvoljena tolerancija se kontroliše unutar ± ± 0,5 mm. Štaviše, kroz registraciju u CAD modelu, izobličenje i deformacija svakog dijela oštrice mogu se direktno odraziti [51-52].
Zbog kritične uloge lopatica i težine proizvodne tehnologije, kontrola oblika lopatica turbine se u stranim zemljama smatra visokoosnovnom tehnologijom, a rezultati istraživanja rijetko se objavljuju. Tehnologija testiranja lopatice motora plinske turbine u Kini je još uvijek u procesu razvoja. U pogledu standarda tehnologije testiranja, standardi domaće vazduhoplovne industrije za referencu su samo HB5647-98 i HB20126-201. Stoga su neki domaći proizvođači i istraživačke institucije postavili vlastite tehničke zahtjeve za ispitivanje i prihvatanje za interno prihvatanje, što je pogodno za upravljanje aplikacijama. U tom procesu kombinuju se sa inostranim mernim sredstvima, a prema tome da li je merni uređaj u kontaktu sa mernim objektom, metoda merenja lopatice gasnoturbinskog motora se deli na kontaktnu i beskontaktnu. Metode kontaktnog mjerenja uglavnom uključuju: standardnu metodu mjerenja šablona, metodu mjerenja induktivnosti i tri koordinatne metode mjerenja. Beskontaktne metode mjerenja uglavnom uključuju: mjerenje laserskim skeniranjem, ultrazvučnu detekciju, mjerenje mašinskog vida i industrijsko CT mjerenje [53]. Pored toga, trenutno su neki istraživači sproveli istraživanje kontrole veličine oštrice na osnovu numeričke simulacije, a akumulacija grešaka i prenos na osnovu velikih podataka i numeričke simulacije je postao važan metod za budući razvoj.
Na osnovu strukturnih karakteristika i karakteristika procesa livenja cilindričnih/monokristalnih lopatica turbine gasne turbine, kontrola tačnosti dimenzija čitavog procesa preciznog livenja je ključ za poboljšanje kvalifikovane stope veličine lopatice. Na osnovu toga, ova istraživačka grupa usvaja metodu mjerenja 3D laserskim skeniranjem i industrijsku CT mjernu metodu, u kombinaciji s trodimenzionalnim koordinatnim i ultrazvučnim metodama detekcije, radi otkrivanja kvarova i mjerenja veličine za proces pripreme cijelog procesa lopatica motora s plinskom turbinom. (prazna voštana kalupa, jezgra jezgra, keramička jezgra, jezgro voštane prese, školjka kalupa sa voskom, ljuska kalupa bez voska, livenje). Uspostavljena je dimenzionalna tačnost i model kontrole grešaka cijelog procesa pripreme lopatica turbine.
Fig. 18 prikazuje analizu rezultata mjerenja veličine lopatica ključnih aspekata kao što su blanko, jezgro i livenje velikih turbinskih lopatica određene vrste plinske turbine koju smo razvili. Za odljevke, pogledajte DCPG5 u GB/T 6414−−2017, dozvoljena tolerancija je ±±0.5 mm, a tačnost mjerenja je potrebna da se kontroliše na 120 μm; Dozvoljena tolerancija keramičkog jezgra je ±±0,3 mm, a tačnost mjerenja je potrebno kontrolirati na 80 μμ
m. U procesu razvoja lopatice vršit će se kontrola dimenzionalne tačnosti za sve pripremljene lopatice u cijelom procesu, a uz pomoć će se analizirati tačnost dimenzija i greške u fazama blanka, jezgre i livenja tokom procesa pripreme lopatica gasnoturbinskog motora. softvera za obrnutu verifikaciju Geomajic-Control ili GOM. Preliminarno je otkriveno odstupanje dimenzija i zakon deformacije cijelog procesa pripreme oštrice. Rezultati pokazuju da metode nedestruktivnog mjerenja kao što su 3D lasersko skeniranje, industrijsko CT i ultrazvučno ispitivanje mogu ispuniti zahtjeve za preciznošću mjerenja određene vrste lopatica motora s plinskom turbinom. Metodom mjerenja trodimenzionalnog laserskog skeniranja mogu se dobiti obrisi ključnih međukomponenti kao što su oštrica, kalup od voska i keramičko jezgro gasnoturbinskog motora, te može precizno procijeniti torzionu deformaciju lopatice. Industrijski CT ne samo da može otkriti unutrašnje defekte keramičke jezgre, voštanog kalupa i školjke kalupa, već i mjeriti konturu, unutrašnju strukturu šupljine, debljinu zida i druge ključne dijelove s visokom preciznošću. Ultrazvučna inspekcija može precizno izmjeriti strukturu debljine stijenke voštanog kalupa i oštrice. Ove napredne metode mjerenja osiguravaju mjerenje veličine i preciznu kontrolu cijelog procesa lopatica turbine velikih dimenzija, posebno mjerenje veličine školjke kalupa zasnovano na industrijskoj CT tehnologiji detekcije, koja može izdvojiti unutrašnju strukturu šupljine školjke kalupa i uporediti sa modelom, čime se ostvaruje precizno merenje veličine školjke kalupa, što je nemoguće postići tradicionalnim metodama merenja.
Trenutno, metode ispitivanja koje postupno sazrevaju i stavljaju se u inženjersku primjenu lopatica motora s plinskom turbinom uvelike skraćuju ciklus razvoja lopatica, poboljšavaju kvalificiranu stopu veličine lopatica i smanjuju cijenu lopatica. Međutim, što se tiče lopatica gasnoturbinskih motora, i dalje postoje sledeći nedostaci: nepotpune tehničke specifikacije i standardni sistem za ispitivanje lopatica, nedostatak efektivnih sredstava tehničke verifikacije, nedovoljna akumulacija podataka vezanih za promenu dimenzija i akumulaciju grešaka tokom pripreme lopatice i nedostatak samopouzdanja. -razvijen softver za mjerenje i analizu veličine oštrice. Uz široku primjenu kompjuterske tehnologije u području proizvodnje oštrica, inteligentna proizvodna tehnologija zasnovana na strojnom učenju i numeričkoj simulaciji također će igrati važnu ulogu u kontroli grešaka u cijelom procesu oštrice, kako bi se poboljšala točnost kontrole veličine. oštrice.
