El motor del avión es el "corazón" de la aeronave y también se conoce como la "joya de la corona de la industria". Su fabricación integra muchas tecnologías de vanguardia en la industria moderna, que involucra materiales, procesamiento mecánico, termodinámica y otros campos. Como los países tienen requisitos cada vez más altos para el rendimiento del motor, las nuevas estructuras, las nuevas tecnologías y los nuevos procesos en investigación y desarrollo y aplicación aún desafían constantemente el pico de la industria moderna. Uno de los factores importantes para mejorar la relación empuje a peso de los motores de aeronaves es el disco integral de la cuchilla.
Ventajas de los blisks
Antes de la aparición del disco integral de la cuchilla, las cuchillas del rotor del motor debían conectarse al disco de la rueda a través de espigas, mortas y ranuras de tipos y dispositivos de bloqueo, pero esta estructura no pudo satisfacer las necesidades de motores de aeronaves de alto rendimiento. El disco integral de la hoja que integra las cuchillas del rotor del motor y el disco de la rueda se diseñó, y ahora se ha convertido en una estructura imprescindible para motores de relación de relación de empuje / peso altas. Se ha utilizado ampliamente en motores de aviones militares y civiles y tiene las siguientes ventajas.
1.Pérdida de peso:Dado que el borde del disco de la rueda no es necesario mecanizar para instalar la lengua y el surco para instalar las cuchillas, el tamaño radial del borde puede reducirse enormemente,reduciendo significativamente la masa del rotor.
2.Reducir el número de piezas:Además del hecho de que el disco de la rueda y las cuchillas están integrados, la reducción de los dispositivos de bloqueo también es una razón importante. Los motores de aeronaves tienen requisitos extremadamente estrictos de confiabilidad, y una estructura de rotor simplificada juega un papel importante en la mejora de la confiabilidad.
3. Reduce la pérdida de flujo de aire:Se elimina la pérdida de escape causada por la brecha en el método de conexión tradicional, se mejora la eficiencia del motor y el empuje aumenta.
El blisk, que reduce el peso y aumenta el empuje, no es una "perla" fácil de obtener. Por un lado, el blisk está hecho principalmente de materiales difíciles de procesar como aleación de titanio y aleación de alta temperatura; Por otro lado, sus cuchillas son delgadas y la forma de la cuchilla es compleja, lo que pone demandas extremadamente altas en la tecnología de fabricación. Además, cuando las cuchillas del rotor están dañadas, no se pueden reemplazar individualmente, lo que puede hacer que la gran cantidad se deseche, y la tecnología de reparación es otro problema.
Fabricación de blisks
En la actualidad, hay tres tecnologías principales para la fabricación de cuchillas integrales.
Fresado CNC de cinco ejes
La fresación CNC de cinco ejes se usa ampliamente en la fabricación de blisks debido a sus ventajas de respuesta rápida, alta confiabilidad, buena flexibilidad de procesamiento y ciclo de preparación de producción corta. Los principales métodos de molienda incluyen molienda lateral, molienda de inmersión y molienda cicloidal. Los factores clave para garantizar el éxito de los blisks incluyen:
Máquinas herramientas de cinco ejes con buenas características dinámicas
Software CAM profesional optimizado
Herramientas y conocimiento de la aplicación dedicado a la aleación de titanio/procesamiento de aleación de alta temperatura
Mecanizado electroquímico
El mecanizado electroquímico es un excelente método para mecanizar los canales de los discos de cuchilla integral de los motores de aeronaves. Hay varias tecnologías de mecanizado en el mecanizado electroquímico, que incluyen mecanizado de manga electrolítica, mecanizado electrolítico de contorno y mecanizado electrolítico CNC.
Dado que el mecanizado electroquímico utiliza principalmente la propiedad de la disolución del metal en el ánodo en el electrolito, la parte del cátodo no se dañará cuando se aplique la tecnología de mecanizado electroquímico, y la pieza de trabajo no se verá afectada por la fuerza de corte, el calor del mecanizado, etc. durante el mecanizado, reduciendo el estrés residual del canal de la blada integral del motor de la aeronave después del motor del motor.
Además, en comparación con la fresado de cinco ejes, las horas de trabajo del mecanizado electroquímico se reducen considerablemente, y se puede usar en las etapas de mecanizado, semi-finos y acabado. No hay necesidad de pulir manual después del mecanizado. Por lo tanto, es una de las direcciones de desarrollo importantes del procesamiento de canales integrales de la cuchilla del motor de aeronaves.
Soldadura
Las cuchillas se procesan por separado y luego se soldan al disco de la cuchilla mediante soldadura por haz de electrones, soldadura de fricción lineal o enlace de difusión de estado sólido de vacío. La ventaja es que se puede utilizar para la fabricación de discos de cuchilla integrales con una cuchilla inconsistente y materiales de disco.
El proceso de soldadura tiene altos requisitos sobre la calidad de la soldadura de la cuchilla, lo que afecta directamente el rendimiento y la confiabilidad del disco de la cuchilla general del motor de la aeronave. Además, dado que las formas reales de las cuchillas utilizadas en el disco de cuchilla soldada no son consistentes, las posiciones de las cuchillas después de la soldadura no son consistentes debido a la limitación de la precisión de la soldadura, y se requiere tecnología de procesamiento adaptativo para realizar la fresado CNC de precisión personalizada para cada cuchilla.
Además, la soldadura es una tecnología muy importante en la reparación de cuchillas integrales. Entre ellos, la soldadura lineal de fricción, como tecnología de soldadura de fase sólida, tiene una alta calidad de articulación de soldadura y buena reproducibilidad. Es una de las tecnologías de soldadura más confiables y confiables para soldar componentes del rotor del motor de la aeronave de altura de empuje a peso.
Aplicación de Blisk
1. Motor de aeronave EJ200
El motor de aeronave EJ200 tiene un total de ventiladores de escenario 3-} y compresores 5- de alta presión. Las cuchillas individuales se soldan al disco de la rueda por haz de electrones para formar un disco de cuchilla integral, que se utiliza en el ventilador de la tercera etapa y en el compresor de alta presión de la primera etapa. El disco de la cuchilla integral no se suelde junto con los rotores de otras etapas para formar un rotor integral de varias etapas, sino que está conectado con pernos cortos. En términos generales, se encuentra en la etapa inicial de la aplicación de discos de cuchilla integral.
2. F414 Motor de turbofán
En el motor Turbofan F414, la segunda y tercera etapas del ventilador de etapa 3- y las primeras 3 etapas del compresor de alta presión de la séptima etapa usan cuchillas integrales, que se procesan mediante métodos electroquímicos. GE también ha desarrollado un método de reparación factible. Sobre esta base, las palas integrales de las etapas 2 y terceras del ventilador se sueldan para formar un rotor integral, y las etapas 1 y segunda del compresor también están soldadas, reduciendo aún más el peso del rotor y mejorando la durabilidad del motor.
En comparación con el EJ200, el F414 ha dado un gran paso adelante en la aplicación de cuchillas integrales.
3. F 119- PW -100 motor
El ventilador de escenario 3- y 6- compresor de alta presión de la etapa usan cuchillas integrales, y las cuchillas de ventilador de primera etapa son huecas. Las cuchillas huecas se soldan al disco de la rueda a través de la soldadura de fricción lineal para formar una cuchilla integral, lo que reduce el peso del rotor de esta etapa en 32 kg.
4. Motor BR715
En los grandes motores civiles, el disco integral de la cuchilla también se ha utilizado. El motor BR715 utiliza la tecnología de fresado CNC de cinco ejes para procesar el disco de cuchilla integral, que se utiliza en el compresor de sobrealimentador de segunda etapa después del ventilador, y los discos de cuchilla integral delantera y trasera se sueldan para formar un rotor integral. Se usa en el Boeing 717.
