Gaz türbinli motorların monowheel ve çarklarının üretimi. Bir gaz türbini motorunun türbin kanadı

giriiş

Gaz türbinli motor kanatlarının üretimi modern makine mühendisliğinde özel bir yere sahiptir. Bu, bıçak imalatının aşağıdaki özelliklerinden kaynaklanmaktadır.
1. Motordaki bıçakların sorumlu amacı. Kanatlar, gaz türbinli motorların güvenilirliğini ve sorunsuz çalışmasını kesin olarak belirler. Bir motorun hizmet ömrü, kural olarak bıçakların performansına göre belirlenir. Bu bağlamda, bıçakların üretimi ve izlenmesi teknolojisi, üretim kalitesinin istikrarını sağlamalı ve geometrik boyutlarda, yüzey kalitesinde, metalurjik ve motordaki diğer kusurlarda sapmalar olan bıçakların takılma olasılığını ortadan kaldırmalıdır.
2. Geometrik şekillerin ve gereksinimlerin karmaşıklığı yüksek hassasiyet bıçak imalatı. Bıçak tüyü, karmaşık şekilli yüzeylerle sınırlanan ve kilide göre uzayda hassas bir şekilde yönlendirilmiş, değişken kesitli bir bıçaktır. Kalemin üretim doğruluğu 0,05 x 0,15 mm'dir. Bıçakların disklere takıldığı kilitleme kısmı 0,01-0,02 mm hassasiyetle üretilmektedir.
3. Bıçakların seri üretimi. Eksenel kompresörlü modern bir motorda 2000'e kadar kanat bulunur. Bu bakımdan prototip motorların üretiminde dahi kanat üretimi seri niteliktedir.
4. Bıçak imalatında pahalı ve az bulunan malzemelerin kullanılması. Bu bağlamda, bıçak üretimine yönelik teknolojik süreç minimum kusur yüzdesini garanti etmelidir.
5. Bıçakların imalatında kullanılan malzemelerin işlenebilirliğinin zayıf olması. Türbin kanatları nispeten yüksek sertliğe ve yüksek viskoziteye sahip nikel bazlı alaşımlardan yapılır.
Bu faktörlerin birleşimi bıçak üretiminin özgüllüğünü belirledi.
Kanat üretimi şu anda esas olarak mekanizasyon ve otomasyon yönünde geliştirilmektedir. Manuel işçiliğin ortadan kaldırılması yalnızca emek yoğunluğunu azaltmakla kalmaz, aynı zamanda bıçak imalatının kalitesini de artırır.
Önemli ilerleme sağlandı Son zamanlardaısıya dayanıklı ve titanyum çelikler ve alaşımların işleme modlarının yoğunlaştırılması alanında ve ayrıca seramik bıçak imalatı alanında.

1. Meme bıçaklarının amacı ve tasarımı

Kılavuzlar ve çalışma bıçakları kullanım amaçlarına göre buhar ve bıçak motorlarının ana parçalarıdır. Birlikte, çalışma ortamının (buhar, gaz) termal enerjisinin dönen rotorun mekanik çalışmasına dönüştürüldüğü türbinin akış kısmını oluştururlar. Kılavuz ve çalışma kanatları setine türbin kanadı aparatı denir.
Kanat aparatı türbinin en pahalı ve en kritik parçasıdır. Bir türbinin verimliliği, yani verimliliği her şeyden önce kanat aparatının kalitesine bağlıdır. Modern, güçlü bir buhar türbininin kanatlarının imalatındaki emek yoğunluğu, tüm parçalarının imalatındaki toplam emek yoğunluğunun% 42-45'ine ulaşmaktadır.
Türbin kanatları çok zor şartlarda çalışmaktadır. Açığa çıktılar güçlü etki Merkezkaç kuvveti, çalışma ortamının bükülme ve titreşim etkileri, rezonans titreşimlerinin kolayca uyarılabileceği bıçakların titreşimlerine neden olur. Bütün bunlar türbinin ilk aşamalarında, çalışma ortamının yüksek sıcaklıklarında meydana gelir ve kanatları hem kimyasal hem de mekanik olarak etkiler; Son aşamalarda ise ıslak buharın içerisinde bulunan su parçacıkları nedeniyle kanatların giriş kenarlarında korozyon (aşınma) meydana gelir.
Bu koşullar, bıçakların tasarımına, onlar için malzeme seçimine ve üretim organizasyonuna özellikle dikkatli bir yaklaşım gerektirir. Şekli oluşturan bıçakların tüm boyutlarının yerine getirilmesine ve imalatları için belirlenen teknik gerekliliklere uyulmasına özellikle dikkat edilmelidir. Çizimlerden sapmalar, kanatlarda hesaplamalara dahil edilmeyen ilave gerilimlere neden olabilir ve bu da ciddi bir türbin arızasına yol açabilir.
Birinci aşamanın nozül aparatı, sıcaklığı, yanma odasından sonraki eşitsizlik dikkate alınarak türbinin önündeki ortalama kütleden 100-120 ° C daha yüksek olabilen gazla yıkanır. Bu nedenle yüksek sıcaklıkta gaz türbinleriçok yoğun bir şekilde soğutulur. Türbinin önündeki kütle ortalama sıcaklığı, doğrudan rotor kanatlarının önündeki ağırlıklı ortalama durma sıcaklığı olarak kabul edilmelidir. Bu, birinci aşamanın nozül kanatlarını soğutmak için havanın daha serbestçe kullanılmasına izin verir, ancak nozül aparatının kendisinde küçük aerodinamik kayıplar ve bunun çalışma bıçaklarının hemen önünde sıcaklık, basınç ve yön bakımından maksimum düzeyde eşit bir akış sağlanır. aşamanın sağlanması gerekmektedir.
Nozül kanatları genellikle yarıçap boyunca hafifçe bükülür ve bu nedenle kullanılan soğutma sistemleri, neredeyse tüm kademeli büküm yasalarına göre uygulanabilir.
Türbinin ilk aşamasının nozül aparatı, en büyük basınç düşüşünü algıladığından, ancak gerekli termal genleşme özgürlüğüne sahip olduğundan, genellikle çift destekli nozullarla katlanabilir hale getirilir (Şekil 1, a). Yeni modellerin tümü, havanın çoğunlukla çıkış kenarına salındığı soğutmalı nozul kanatlarına sahiptir. Ana gaz akışına karışan bu hava, türbinin sonraki kenarlarında çalıştığından tüketimi türbinin verimliliğine çok fazla zarar vermez. İçi boş soğutmalı nozul bıçakları hassas döküm (kayıp balmumu) ile üretilir. GTK-16 TMZ ünitesinin türbininin ilk kademesi kaynaklı-lehimli kanatlara sahiptir.
Sonraki aşamalardaki nozül cihazları için, sabit uygulamada konsola monteli bıçaklar kullanılır (Şekil 1, b). Turbo motor tesisinde üç veya dört parçalı paketler (segmentler) halinde birleştirilir ve paketlerin arasına bırakılır.

Tuz bıçaklarının tasarımları

a - iki destekli hava soğutmalı nozül bıçağı; b - konsola monte edilmiş
türbin kılavuz bıçağı; c - küresel sınırlama yüzeylerine sahip ayarlanabilir meme aparatı.

Pirinç. 1

Soğutulmuş nozül kanatlarının profil kısmının bölümleri

a - deflektörlü konvektif soğutma; b - konvektif film soğutması; c - nüfuz eden soğutma; g - duvar içi soğutma;
1 - saptırıcı; 2 - döküm bıçağı; 3 - gözenekli kaplama; 4 - ısıya karşı koruyucu kaplama.
Pirinç. 2

Ayrılamayan nozül cihazları kaynaklı diyaframlar şeklinde kullanılır. Termoelastisiteyi sağlamak ve tasmalardan kaçınmak için özel tasarım önlemleri gerektirirler. Yatay konnektörü olmayan içi boş ve ince duvarlı diyaframlar tercih edilir.
Ani durmalar sırasında çıkış kenarlarındaki termal gerilimleri azaltmak için soğutulmamış nozül kanatlarının içi boş yapılması da arzu edilir. Her durumda, nozül kanatlarından onları sabitleyen stator parçalarına ısı yayılımını en aza indirmek gerekir.
İki ve üç şaftlı nozül cihazları, aralarındaki ısı düşüşlerinin hesaplanan dağılımını sağlamak için her türbinin ilk aşamasının çıkış kesit alanında sıkı bir tolerans gerektirir. İşletme durumunda yüksek ve alçak basınç türbinlerinin alanı farklı miktarlarda artar.
Ayarlanabilir nozul cihazları tasarımda özel dikkat gerektirir. Kanatların uçlarındaki radyal boşlukları azaltmak için, dönen kılavuz kanatlara bitişik meridyen yüzeyleri, kanat akslarının ekseninin türbin ekseni ile kesiştiği noktada bulunan merkezden yarıçaplarla tanımlanan küreler boyunca yapılmalıdır (Şekil 1). 1, c). Tasarımın basitleştirilmesi nispeten az sayıda geniş kanatla sağlanır, ancak nozül ile çalışma bıçakları arasındaki eksenel boşluk, döndürüldüklerinde daha güçlü bir şekilde değişir. Meme aparatının alanını değiştirmek için gerekli çalışma aralığı ±%10'dur.
Arasında çeşitli tasarımlar soğutulmuş nozul kanatları, deflektör kanatları diğerlerine göre daha yaygındır (Şekil 2, a). Dış güç kabuğu genellikle hassas dökümle yapılır. Takılabilir ince duvarlı bir deflektör, duvarların iyi bir konvektif soğutmasına ve bıçağın ön kenarının içinden jet soğutmasına olanak tanır. Soğutucu, bıçağı çoğunlukla içi boş çıkış kenarının içinden veya yakınından terk eder. Bu tür kanatlarda soğutucu, kanat ekseni boyunca hareket eder. Soğutulmuş birinci aşama nozul cihazlarının ilk tasarımlarında, soğutucunun uzunlamasına akışı, kenara hava bırakılmadan kullanıldı. Günümüzde, küçük soğutma etkisi nedeniyle bu tür tasarımlar nadiren ve yalnızca ikinci veya üçüncü aşama için kullanılmaktadır.
Soğutucunun kesiti için saptırıcı takılı bir bıçağın avantajları:
hava ve gazın ısı transfer katsayılarını birbirine yaklaştırarak kanadın kesiti boyunca eşit bir sıcaklık sağlar;
saptırıcıdaki deliklerin konumu ve sayısına bağlı olarak bıçak bölümlerinin yükseklik ve kesit bakımından farklılaştırılmış soğutulmasının gerçekleştirilmesi olasılığı;
kaynağın ince ayarlanması veya arttırılması sürecinde bıçağın soğutma derinliğini düzenleme yeteneği;
Çeşitli türbülatörler nedeniyle hava tarafında yoğunlaşan ısı değişiminin karşılaştırmalı basitliği.
Deflektör, nokta veya rulo kaynağı, bazen lehimleme kullanılarak bağlanan, iki parçadan oluşan ince duvarlı damgalı bir kabuktur. İnce duvarlı bir tüpü deforme ederek ve delerek bir saptırıcı üretmek mümkündür. Deflektör perforasyonu belirli yerler Jet soğutma nedeniyle konvektif ısı transferinin yoğunlaştırılmasına olanak tanır. Jet soğutmanın tek bir yerde yoğunlaşmasına duş soğutma denir.
Konvektif film soğutmalı nozul kanatları, saf konvektif soğutmaya göre daha yüksek gaz sıcaklıkları için (Tg > 1200 - 1250 °C) kullanılır. Bu, soğutma filminin üflenmemesine kıyasla daha fazla soğutma havası tüketir. Ancak birinci aşamadaki nozul bıçakları için bu belirleyici bir öneme sahip değildir. Kanatların konvektif film soğutmasının avantajı (Şekil 2, b), metal sıcaklığının ilave olarak 100 °C veya daha fazla düşürülmesi olasılığıdır. Diğer bir avantaj ise sıcaklığın yüksek olduğu bölgenin önünde ek bir üfleme yuvası oluşturarak bıçağın lokal olarak aşırı ısınmasını ortadan kaldırma yeteneğidir. Ancak film çabuk aşınır ve üfleme yuvalarının tekrarlanması gerekir. Ayrıca şişirilen filmin sınır tabakasına etkisi aerodinamik kayıpların artmasına neden olur. Filmin soğuması sırasında genellikle bıçağın kesiti boyunca eşit olmayan bir sıcaklık olur.
80'li yılların sonunda konvektif film soğutmalı yerli tahrikli nozul kanatlarında henüz yaygın değildi, ancak yeni 90'larda ortaya çıktı.
Geliştirilmekte olan ancak uygulamaya konulmayan nozul kanatlarına yönelik soğutma sistemleri arasında nüfuz edici soğutmalı kanatlar ve duvar içi soğutmalı kanatlardan söz ediyoruz.
Havanın bıçağın duvarındaki küçük deliklerden (gözenekler) geçtiği nüfuz edici soğutma, çok yüksek sıcaklıklar için tasarlanmıştır, örneğin Tg = 1600 °C. Bu koşullar altında, konvektif film soğutmaya kıyasla soğutma havası tüketiminde önemli bir azalma elde etmek mümkündür. Penetran soğutma, kanat duvarlarının üretim teknolojisiyle diğer soğutma yöntemlerine göre daha yakından ilişkilidir. Kural olarak, nüfuz soğutmalı nozül kanatları manşon tipindedir, yani. ince bir kabuk bıçağın sert çekirdeğini kaplar (Şekil 2, c). Önemli dezavantajlar, soğutma havasının iyice temizlenmesinin gerekliliği ve yanma ürünlerinde bulunan dağılmış parçacıklar nedeniyle gözeneklerin tıkanma tehlikesidir.
Gelecek vaat eden bir diğer astar (kabuk) kanat türü, duvar içi soğutmalı kanatlardır. Burada uzunlamasına bir soğutma sıvısı akışı kullanılır (Şekil 2, d).

2. Bıçak imalatında kullanılan malzemeler

Meme kanatlarının metalinin sıcaklığı, belirli bir aşamadaki bıçakları yıkayan çalışma sıvısının ve soğutma sisteminin sıcaklığına göre belirlenir. Gaz akışının etkisi altında ortaya çıkan bükülme gerilmeleri 50-80 MPa'dır ve ümit verici yüksek sıcaklıkta güçlü olanlarda 130 MPa'ya ulaşır.
Kanatlar gaz akışının statik ve dinamik etkilerine maruz kalır. Bu durumda termal şoklar gibi sıcaklık değişimleri 400 0C'ye kadar, ümit verici olanlarda ise 600 -700 0C'ye kadar mümkündür. Tahrikli türbinler için, kaynak başına başlatma sayısı 200'e, en yüksek olanlar için - 5000'e ulaşır. Kanatlar ayrıca 700 m/s'ye kadar hızlarda yanma ürünleri akışının aşındırıcı ve aşındırıcı etkilerine de maruz kalır. Boyutu 100 mikrona kadar olan katı parçacıkların bulunduğu akışın toz içeriği 0,3 mg/m3 konsantrasyonuna ulaşabilir. Olumsuz durumlarda hava şartları bu değerler kısa süreliğine sırasıyla 250 µm ve 2,5 mg/m3’e kadar çıkabilmektedir. Hava temizleme cihazları mevcutsa hava akışındaki toz içeriği belirlenen standartları aşmamalıdır.
Kanatların çalıştığı koşulların analizi ve kanat aparatlarının tipik kazalarının incelenmesi, türbin nozul kanatlarının malzemesi için aşağıdaki gereksinimleri belirledi:
A) yüksek ısı direnci, yani. yüksek çalışma sıcaklıklarında yüksek mukavemet değerlerinin korunması;
B) bıçağın tüm kesit alanı boyunca streslerin eşit dağılımı için gerekli olan yüksek plastisite; yerel gerilimlere karşı iyi direnç;
B) yüksek yorulma mukavemeti (dayanıklılık);
D) yüksek zayıflama azalması;
D) türbinlerin çalışması sırasında mekanik özelliklerin sabit kalmasını sağlayan yapının stabilitesi;
E) yüksek sıcaklıklarda oksidasyona ve kireçlenmeye karşı yüksek direnç;
G) bıçakların işlenmesinde (öncelikle kesme) daha rasyonel yöntemlerin kullanılmasına ve profil boyutunun doğru şekilde uygulanmasını ve işlemenin yüksek temizliğini sağlayan olumlu teknolojik özellikler. Bıçakların metali iyi dövülmeli, damgalanmalı, çatlaksız perçinlenmeli, iyice bükülmeli ve soğuk halde haddelenmelidir. Kaynaklı yapılarda bıçakların metali iyi kaynaklanabilirlik gerektirir.
H) Erozyona karşı yüksek direnç.
İlk aşamaların nozül kanatlarının malzemesi olarak döküm veya dövme nikel bazlı alaşımlar kullanılır. 700 °C'ye kadar gaz sıcaklıklarında daha önce östenitik çelikler kullanılıyordu. 580 °C'nin altındaki gaz sıcaklıklarında son aşamadaki kanatlar için alaşımlı krom çeliklerinin kullanılması da mümkündür. 650 ila 8000 C'nin üzerindeki sıcaklıklarda çalışan bıçaklar için nikel bazlı ısıya dayanıklı metal alaşımları kullanılır. Bunlar arasında ZhS6K, EI929VD, EI893, N70VMYUT, KhN80TBYu vb.
800°C ve üzerindeki gaz sıcaklıklarında, yakıt gazında kükürt bulunması durumunda ve 720°C'de alaşımında krom içeriği %20'den az olan nozullara ve çalışma bıçaklarına koruyucu kaplama uygulanması gerekir, kromoalitleştirme, kromosilisidal kaplama veya kromoalüminosilikonizasyon vb. yoluyla. Koruyucu kaplamanın kalınlığı 30 - 60 mikrondur. Emaye kaplamalar da kullanılır ve soğutulmuş bıçaklar için ısıya karşı koruyucu kaplamalar kullanılır.

3. İş parçasının türü

Bıçakların üretiminde aşağıdaki iş parçası türleri kullanılır: çelik şerit, çelik sac, dövme, damgalama, sıcak haddelenmiş profil şeritleri (hafif haddelenmiş profil olarak adlandırılır) ve hassas hassas döküm. Bıçaklar için en yaygın boşluklar hafif haddelenmiş profiller ve damgalardır.
İş parçasının türü sonraki teknolojik işleme süreci üzerinde büyük etkiye sahiptir, bu nedenle rasyonel iş parçalarını seçerken tüm özel üretim koşullarını ve özellikle bıçakların şeklini, bunların miktarını ve siparişlerin zamanlamasını dikkate almalısınız. .
Meme aparatı bıçaklarının imalatının ana yöntemi, esas olarak LK4, ZhS6, ZhS6-K vb. döküm alaşımlarından hassas kayıp balmumu dökümüdür.
Hassas kayıp balmumu dökümünün kullanılması, tüy için minimum paya sahip iş parçalarının elde edilmesini mümkün kılar. Bu tür bıçakların boşluklarının mekanik olarak işlenmesi esas olarak bıçak kilitlerinin işlenmesinden oluşur.
Kayıp balmumu dökümü, nozül aparatı bıçakları için boşlukların üretilmesine yönelik diğer yöntemlere kıyasla aşağıdaki avantajlara sahiptir;
1) 5-6 yüzey kalitesi ve 4. sınıf doğrulukla karmaşık şekillerde iş parçaları elde etme yeteneği;
2) et kalınlığı 0,5 mm'ye kadar olan içi boş bıçaklar elde etme imkanı.
Bu yöntemin dezavantajları şunları içerir:
1) döküm için pahalı alaşımların ve yardımcı malzemelerin kullanılması ihtiyacı;
2) üretim döngüsünün süresi.
Bazı motorlarda, nozül aparatının bıçakları, soğuk damgalama yöntemi kullanılarak ısıya dayanıklı sac malzemeden yapılmaya başlandı ve ardından çıkış kenarının elektrik kaynağı yapıldı.

4. Bıçakların mekanik işlenmesi için temel gereksinimler

Kanatların kaliteli olması, diğer tüm türbin parçaları gibi, çizimlerde belirtilen tasarım boyutlarının doğru uygulanmasına ve yüzey işleminin temizliğine bağlıdır. Bıçağın her bir parçasının (kuyruk, çalışma parçası ve kafa) farklı bir amacı vardır. Kuyruk, bıçağın türbin muhafazasına güvenli bir şekilde sabitlenmesine yarar. Çalışma kısmı buhar basıncını emecek şekilde tasarlanmıştır ve kafa bandajı takmak içindir. Kuyruğun hizmet amacına uygun kürek kemiği varsa büyük önem kuyruğun tüm iniş boyutlarının yapıldığı doğruluk derecesine sahiptir, daha sonra boyutları iniş boyutları olmayan çalışma kısmı için işlemin temizlik derecesi büyük önem taşımaktadır. Çalışma parçasının iyi cilalanmış yüzeyi, bıçağın yüzeyindeki sürtünmeden kaynaklanan buhar kaybını azaltmaya yardımcı olurken aynı zamanda bıçağın korozyona karşı direncini de arttırır.
Tüm bıçak boyutları, doğruluk gereksinimlerine göre üç gruba ayrılabilir.
Birincisi: kanatların türbinin diğer parçalarıyla bağlantısının niteliğinin bağlı olduğu boyutlar, yani. iniş parçaları. Bunlar, her şeyden önce, bandaj bantlarını takmak için kuyrukların ve sivri uçların boyutlarını içerir. Zıvananın çapı (yuvarlak zıvana ile) ve zıvananın genişliği ve kalınlığı (dikdörtgen zıvana ile) sınıf 4 koşu uyumlarına göre gerçekleştirilir.
İkincisi: iniş yapmayan ancak daha fazla doğruluk gerektiren boyutlar. Bunlar, çalışan parçaların kesit boyutlarını içerir; bıçakların montajını ve sabitleme teli vb. için deliklerin konumunu belirleyen boyutlar. Bu boyutlar bıçağın boyutuna bağlı olarak üçüncü ve dördüncü doğruluk sınıflarına göre veya 0,1 mm'den 0,5 mm'ye kadar değişen standart dışı serbest toleranslara göre yapılır.
Üçüncüsü: Genellikle filetoların, pahların ve bıçakların diğer daha az kritik elemanlarının boyutlarını içeren serbest boyutlar. Serbest boyutların doğruluğu ya hiç standartlaştırılmamıştır ya da 7. doğruluk sınıfının toleranslarıyla sınırlıdır. Bununla birlikte, serbest boyutlar için herhangi bir tolerans oluşturulmasa bile, bunlar genellikle belirli bir işletmede yayınlanan özel teknolojik talimatlarla serbest boyutlar için belirlenen toleranslara göre gerçekleştirilir.
Oturma yüzeylerinin işlenmesinin temizliği 6. sınıf, çalışma parçalarının çalışma profilleri ve filetoları 8-9. sınıf arasında tutulmaktadır.
Bunlardan en önemlisi kuyruk bağlantılarının iniş boyutlarıdır. İşlemenin temizliğinin yanı sıra bu boyutlar, makine işlemenin uygun hassasiyeti ve kesici takımın kalitesi ile sağlanmalıdır. Tipik bir nozül aparatı bıçağının çizimi Şekil 2'de gösterilmektedir. 3.

Tipik bir nozül bıçağının çizimi

a - kilitsiz tasarım, b-kilitli.

Pirinç. 3

Bıçakların ana yüzeylerinin üretim doğruluğu aşağıdaki verilerle karakterize edilir:
tüy profilinin kalınlığına ilişkin tolerans ………………… +0,5 - 0,2;
kenar kalınlığı toleransı………………………. ±0,2;
profilin düzgün olmaması..……………………. 0,8 mm;
arka kenarın düz olmaması……………. 0,8 mm;
içi boş bıçakların duvar kalınlığı toleransı.....±0,3 mm;
kilit yüzeyinin temizliği………………………... 4— 5.

5. Tipik işleme süreci

Herhangi bir yeni bıçağın işlenmesine yönelik teknolojik süreç, bir teknoloji uzmanı tarafından sınıflandırıcı ve standart teknolojik işlemlerle kolayca ve hızlı bir şekilde geliştirilebilir.
Bıçakların yapıldığı alaşımlar kesildiğinde (özellikle metal aletlerle) kötü işlenir. Bu bakımdan bu bıçaklara yönelik işleme işlemleri genellikle taşlama yoluyla gerçekleştirilir.
Bıçak boyunca taşlama payı bırakılarak hassas dökümle yapılan nozül aparatı bıçaklarının boşlukları için, ana mekanik işlem türü kilitlerin taşlanmasıdır.
Bıçak tüyleri genellikle parlatma diskleri kullanılarak elle bitirilir. Kalemin ilk temizliği 46-60 tane büyüklüğüne sahip aşındırıcı tekerleklerle gerçekleştirilir.Meme aparatının bıçaklarının (kilitli) mekanik olarak işlenmesinin rota teknolojik süreci aşağıdakilerden oluşur: sonraki işlemler:

№ operasyonlar	operasyonun adı	Teçhizat

	İş parçası kontrolü
	Taban düzlemlerinin taşlanması	Yüzey taşlama makinesi MSZ
	Çıkış kenarının ana yüzeyle aynı hizada makinist temizliği
	Oluk tarafından kilidin yan düzlemlerinde taşlama	Alıştırma makinesi
	Kilit yüzeylerinin taşlanması	Yüzey taşlama makinesi MSZ
	Dökümün zımparalanması	Yüzey taşlama makinesi MSZ
	Kilidin iki düzleminin arka taraftan taşlanması	Yüzey taşlama makinesi
	Kilitteki deliklerin elektrik deşarjıyla işlenmesi	Özel kurulum
	Kızarma	Çamaşır makinesi
	Kilidin tabanında bir oluk frezeleme	Dikey freze makinesi
	Metal işleme (işleme sonrasında keskin kenarların körelmesi)
	Yıkama ve üfleme	Çamaşır makinesi
	Son kontrol
	Renk kusuru tespiti	Özel kurulum
	Renk kusuru tespiti sonrası kusurlu alanların temizlenmesi	Parlatma kafası
	Gravür
	Arızalı alanların temizlenmesinden sonra muayene
	Lüminesans kontrolü
	Lüminesans testinden sonra kusurların temizlenmesi	Parlatma kafası
	Yıkama ve silme	Çamaşır makinesi

Kilitsiz bir tasarıma sahip bir nozül aparatının bıçaklarının mekanik olarak işlenmesinin rota teknolojik süreci aşağıdaki işlemlerden oluşur:

Operasyon No.	operasyonun adı	Teçhizat
	Boş - izinsiz hassas döküm kalemde mekanik işleme için
	Kalemin ucunu zımparalama	Yüzey taşlama makinesi MSZ
	Giriş tarafından yarıçap frezeleme kenar yok	Yatay freze makinesi
	Giriş tarafından yarıçap frezeleme kenar yok	Yatay freze makinesi
	Sonra mekanik çapak alma keskin kenarların frezelenmesi ve köreltilmesi	Parlatma kafası
	Yıkama ve üfleme	Çamaşır makinesi
	Son kontrol
	Renk kusuru tespiti	Özel kurulum
	Renk kusuru tespitinden sonra kusurların temizlenmesi	Parlatma kafası
	Gravür
	Sıyırma sonrası kontrol
	Lüminesans kontrolü	Özel kurulum
	Floresan testinden sonra çapak alma	Parlatma kafası
	Yıkama ve silme	Çamaşır makinesi

Daha sonra tüy, yapıştırılmış aşındırıcı içeren keçe halkalarla parlatılır. Parlatma üç geçişte gerçekleştirilir. Bu işlemde kullanılan aşındırıcının tane boyutu sırasıyla 60, 180 ve 220'dir.

6. Makinelerin türü

Bireysel fabrikalardaki manuel profil montaj işlemlerinin yüksek emek yoğunluğu nedeniyle, bu işlemleri makineleştirmeye yönelik girişimlerde bulunuldu.
İncirde. Şekil 4, nozül aparatı bıçaklarının arkasının parlatılması için modernize edilmiş bir PSL makinesini göstermektedir. Bu makine aynı anda birden fazla parçayı işleyebilir.
Moskova Taşlama Makinesi Fabrikasının MSh-81 ve MSh-82 makineleri (Şekil 5), arkası ve oluğu tüm bölümlerde sabit bir profile sahip olan kilitsiz nozul bıçaklarının işlenmesi için tasarlanmıştır. Tüy, özel bir profil kesici ile düzleştirilen profil tekerleği ile işlenir. İncirde. Şekil 6'da silindirik taşlama makinelerinde nozul aparatı bıçaklarının arkasının taşlanması için kullanılan özel bir cihaz gösterilmektedir.
Cihaz, taşlama çarkı milinin ve ön kiriş milinin senkronize dönüşü için bir mekanizma, taşlama çarkının giydirilmesi için bir mekanizma ve fotokopi makinesinin çalıştırılması için bir mekanizmadan oluşur.
Mesnet mili (3), çarkın ve iş parçasının senkronize dönüşünü sağlamak için bir dişli çark sistemi aracılığıyla taşlama kafası milinden dönüş alır.
Milden, ürünün 2:1 dişli oranına sahip dönüşü, taşlama çarkını bilemek için kullanılan hacimsel fotokopi makinesine (2) iletilir. Daire 9 şu şekilde düzeltildi: özel mekanizma. Tekerlek bileme mekanizmasının şaftı (10) üzerine, bir profil oluşturma aletini (8) taşıyan bir kol sağlam bir şekilde monte edilmiştir. Şaftın (10) diğer ucuna, hacimsel fotokopi makinesinin (12) üzerinde duran bir ruloya (6) bağlanan bir rulo (11) monte edilmiştir. bileme mekanizması taşlama çarkının dönme ekseni boyunca hareket eder. Hacimsel fotokopi makinesinin ön taşlaması için, taşlama çarkının yerine diskin (7) dayandığı bir referans bıçağı (6) kullanılır.
Referans bıçağı (6) döndüğünde, disk (7), bileme mekanizmasının şaftının (10) kolu aracılığıyla hacimsel fotokopi makinesinin profilini taşlayan taşlama çarkı mekanizmasına iletilen yatay bir hareket alır.
Hacimsel fotokopi makinesini taşladıktan sonra, taşlama çarkı yerine çapı çarkın çapına eşit olan bir silindir (11) takılır. Sektör diski yerine, profili bir taşlama çarkı ile şekillendirilmiş bir elmas 8 takılıdır. Taşlama çarkının bilenmesinden sonra referans bıçağın yerine takılan bıçağın arkası işlenir.
Bir dizi gaz türbini motorunun meme aparatının kanatları, bıçak boyunca taşlama için bir pay bırakılarak kayıp balmumu modelleri kullanılarak hassas döküm yoluyla yapılır.
Bu durumda, bıçakların işlenmesine yönelik teknolojik süreç, (belirtilen işlemlere ek olarak) KhSh-185V, KhSh-186 makinelerinde ve modernize edilmiş üniversal taşlama makinelerinde gerçekleştirilen kanat profili profilinin taşlanması işlemlerini de içerir.
İçi boş tasarımlı nozul kanatları, yüksek sıcaklık gaz türbini motorlarında yaygınlaştı. Bu tür bıçaklar ayrıca seramik veya diğer çubukların bir iç boşluk oluşturmasıyla hassas döküm yoluyla da yapılır.
Nozul aparat bıçaklarının kilitleri yüzey taşlama makinelerinde işlenir. İşlenecek bıçak özel bir kasete yerleştirilmiştir. Bu durumda tabanlar, oluğun yüzeyi ve tüyün kenarıdır. Kelepçe sırtın yüzeyi boyunca gerçekleştirilir. Kilitleme düzlemlerinin gerekli düzeni, kasetin döndürülmesi ve karşılık gelen yüzeylerle birlikte takılmasıyla elde edilir (Şek. 7.
Meme aparatı bıçaklarının tabanlarının işlenmesi, BS-200 modeli yarı otomatik yüzey taşlama makinesi kullanılarak gerçekleştirilebilir. Makine yarı otomatik bir döngüde çalışır ve ödeneğin sırt ile oluk arasında eşit dağılımını sağlar. Makine, kalemin profili boyunca payın eşit şekilde dağıtılması için bir elektronik cihazın yanı sıra tekerleğin elmassız bir şekilde işlenmesi için bir cihaza sahiptir. Parçalar, hızlı açılan bir kelepçeyle özel bir sabitleme elemanına sabitlenir.

7. İş parçalarının emniyete alınması

İşleme sırasında iş parçası (parça) buna göre yönlendirilir ve hareketsiz olmalıdır. Bu, bir fikstür veya makineye sabitlenerek elde edilir.
Bir iş parçasını temellendirmenin aksine, ona farklı sayıda bağ uygulandığında ve üç, dört, beş ve altı serbestlik derecesinden yoksun bırakıldığında, tüm sabitleme durumlarında iş parçasının altı serbestlik derecesinden yoksun bırakılması gerekir.
Bu amaçla sürtünme kuvvetlerinin kullanımına dayalı olarak çeşitli sıkma cihazları (mekanik, hidrolik, pnömatik, manyetik, vakum vb.) kullanılır.
Fikstürlerdeki sıkıştırma cihazları, tabanların referans noktalarıyla sürekli temasını sağlamalı (doğru tabanlamayı sağlamalı) ve iş parçasının işlenmesi sırasında hareketsiz kalmasını sağlamalıdır (iş parçasını sabitleme).
İş parçalarını temellendirirken kullanılan taban ve destek noktası sayısı ne kadar az olursa, cihazların tasarımının da o kadar basit, daha verimli ve daha ucuz olacağına dikkat edilmelidir. Bu nedenle, işlenmekte olan iş parçalarının tabanlanması sırasında, çizimde belirtilen parçanın boyutlarına ve şekline uyumu sağlayabilecek, en az sayıda referans noktasına sahip, en az sayıda taban kullanmaya çalışmak gerekir.

Nozul aparatının bıçaklarının arkasının parlatılması
modernize edilmiş bir PSL makinesinde

Yüzey taşlama makinesinin genel görünümü ve çalışma alanı
MSh-81 ve MSh-82 modelleri

Pirinç. 5

Meme aparatı bıçağının arkasının taşlanması
modernize edilmiş bir kopya taşlama makinesinde

1 — durdurucu, 2 — fotokopi makinesi, 3 — mil, 4 — standart bıçağı sabitlemek için çerçeve, 5 — bıçak, 6 — standart bıçak, 7 — disk, 8 — elmas, 9 — taşlama çarkı, 10 — hazırlama mekanizması milleri, 11 - silindir, 12 - fotokopi diski.
Pirinç. 6

Meme bıçağı kilitlerinin düzlemlerinin taşlanması

Pirinç. 7

8. Bıçakların teknik kontrolü

Bıçaklar hem işleme sırasında hem de tamamlandıktan sonra kontrol edilir. Kürek kemiği kontrolü şunları içerir:
dış ve iç malzeme kusurlarının belirlenmesi; çizimin gerekliliklerine uygun olarak işlenmiş yüzeylerin pürüzlülüğünün kontrol edilmesi; tüy profillerinin (sırt, oluk) ve kilitlerin boyutlarının, şeklinin ve bunların göreceli konumlarının kontrol edilmesi; kanatların doğal titreşimlerinin kütlesinin ve frekansının belirlenmesi; Türbin ve kompresör kanatlarının yorulma açısından rastgele test edilmesi. İçi boş soğutmalı LPT çalışma bıçaklarında, iç boşluktan su akışı kontrol edilir (bıçakların dökülme testi).
Bıçakların malzemesindeki dış ve iç kusurların izlenmesi, yüzeydeki çatlakları ve kılları, oyukları, gözenekliliği, katmanlara ayrılmayı, malzemedeki yabancı kalıntıları ve pulları tespit etmeyi mümkün kılar. Bu amaçla aşındırma, renk kusuru tespiti, lüminesans, manyetik ve ultrasonik test yöntemleri kullanılmaktadır.
Manyetik parçacık yöntemi, demir tozu parçacıklarının mıknatıslanan kısımda oluşan manyetik kutuplara süreksizliğin olduğu yerlerde çekilmesi esasına dayanır. Manyetik parçacık yöntemi, açıklık genişliği 0,001 mm veya daha fazla ve derinliği 0,01 mm veya daha fazla olan çatlakları tespit eder. Bu yöntemin göreceli basitliği ve oldukça yüksek güvenilirliği, yaygın olarak benimsenmesine katkıda bulunmuştur.
Bir parçanın yüzeyine uzanan kusurları tespit etmek için renkli ve lüminesans muayene yöntemleri (kılcal kusur tespit yöntemleri) kullanılır. Renk kusuru tespit yöntemi, özel kırmızı boyanın yüzey kusurlarına derinlemesine nüfuz edebilmesi ve beyaz boyanın kırmızıyı absorbe edebilmesi esasına dayanır. Bu yöntem, 0,01 mm genişliğinde, 0,05 mm derinliğinde ve 0,3 mm uzunluğundaki çatlakları tespit eder.
Lüminesans yöntemi (LUM-A), bazı sıvıların ultraviyole ışıkla ışınlandığında parıldama yeteneğine dayanmaktadır. Lüminesans yöntemi LUM-A, yüzeydeki çatlakları, gözenekleri, gevşek noktaları, oksit filmleri, tıkanıklıkları vb. güvenilir şekilde tespit eder. 0,01 mm genişliğinde, 0,05 mm derinliğinde ve 0,2 mm uzunluğunda çatlakları tespit eder. LUM-A yönteminin hassasiyeti, renk kusuru tespit yöntemine göre biraz daha yüksektir. Bıçakların malzemesindeki iç kusurlar X-ışını ve ultrasonik yöntemlerle kontrol edilir.
Kusurları tespit etmeye yönelik X-ışını yöntemi, trans-aydınlatılmış parçanın gölge görüntüsünün bir x-ışını filmi üzerine kaydedildiği parçanın malzemesi tarafından X-ışını radyasyonunun zayıflatılmasına dayanmaktadır. Yöntemin avantajı, parçanın malzemesindeki iç gözenekleri, boşlukları, yabancı kalıntıları vb. tespit etme konusundaki yüksek hassasiyetidir.
X-ray döküm türbin kanatları için RUP-100-10, RUP-150-10-1 vb. mobil kablolu X-ray makineleri kullanılmaktadır.
Yüzey dalgalarını kullanan ultrasonik test, malzemedeki yüzey çatlaklarını ve metalurjik kusurları tespit etmeyi mümkün kılar. Bu yöntem genellikle ön ve arka kenarlardaki ve daha az sıklıkla bıçağın üretimi ve çalışması sırasında ortaya çıkan sırt ve oluk yüzeyindeki çatlakları tanımlamak için kullanılır. Yöntem, kontrollü malzemeyi kısa bir süre ile delmeye dayanır. Bıçağın yüzeyi boyunca yayılan ve kusurlardan yansımalarını (yankılarını) yakalayan ultrasonik titreşimlerin süreli darbeleri.
Kontrol geometrik boyutlar, tüy ve kilit profillerinin şekilleri ve bunların göreceli konumları. Bıçakların bu tür teknik kontrol işlemleri en yoğun emek gerektiren işlemlerdir. Bu işlemlerde kullanılan cihazlar iki ana gruba ayrılabilir: temassız - optik projeksiyon ve temaslı - mekanik, optik-mekanik, pnömatik ve pnömohidrolik.
Bıçak tüyü, temassız ve temaslı yöntemler kullanılarak hesaplanan kesitlerde kontrol edilir. Temassız kontrol yöntemlerinden biri de tek üretimde kullanılan projektörlerde profil kontrolüdür. Bunlardan hiçbir fayda bulamadık.
Küçük ölçekli üretimde kanat profili profili bazen şablonlar kullanılarak kontrol edilir. Sırt ve oluk profilinin şablondan sapması, ışığa karşı görsel olarak veya bir kalınlık mastarı kullanılarak belirlenir. Kalemin şablonlarla kontrolü düşük üretkenliğe sahiptir, özneldir ve hantal şablon ölçüm ekipmanı gerektirir.
Seri üretimde, standart bir bıçağa göre ayarlanan kadran tipi göstergelere sahip mekanik aletler kullanıldı. Basit ve kullanımı kolaydır ancak çok verimli değildirler.
Çok boyutlu aletler ve ölçüm makineleri üretkendir. Bir referans bıçağı kullanılarak diğer bıçakları kontrol edecek şekilde hızla ayarlanabilirler. Bıçağı takmak için taban, ikisi kilidin yan yüzeylerinde ve biri tüyün ucunda bulunan bir kilit veya merkezi girintilerdir. Bu tür cihazlar, hava folyosu profilinin, hava folyosunun kilit ekseninden yer değiştirmesinin, bükülme açısının ve kompresör bıçağının enine kesitlerindeki hava folyosunun kalınlığının eşzamanlı olarak izlenmesi için POMKL tipi üniversal çok boyutlu optik-mekanik cihazları içerir.
Türbin ve kompresör kanat kilitlerinin ana geometrik parametreleri genellikle bir standarda göre ayarlanan gösterge saatleri olan mekanik aletlerle kontrol edilir.
Soğutulan LPT kanatlarının kanat profilinin iç boşluğundan geçen su akışı, özel bir kurulum kullanılarak kontrol edilir. Bıçak cihaza takılır ve 20 s boyunca 4±0,05 kgf/cm2 (0,3±0,005 MPa) aşırı basınçta ve 20±5 "C sıcaklıkta su ile dökülür. Dahili kanalın kapasitesi kontrol edilir. Bu aşamalar için ilk bıçak setinin tamamını, setteki her bıçağın dökülme sonucu ile ortalama akış hızını karşılaştırın. Setteki çalışan bıçakların su tüketimindeki fark (çeşitlilik) 13'ten fazla olmamalıdır. .. Bıçak setindeki ortalama su tüketiminin %15'i.
Türbin ve kompresör kanatlarının doğal frekansları elektrodinamik titreşim standlarında kontrol edilir.
Türbin ve kompresörün çalışan kanatları VTK-500 terazisinde 0,1 g hassasiyetle tartılır.

9. Gerçek uygulama teknolojik süreç UTMZ'de

GTN-6U'nun ilk aşamasının kılavuz kanadı örneğini kullanarak gerçek bir teknolojik süreci ele alalım. İş parçası tipi - hassas döküm, iş parçası malzemesi - alaşım KHN648MKYUT - USZMI - ZU.
Kılavuz kanatlar için bir fabrikada fiili proses uygulaması
GT-6-750 türbininin 6-11 aşamaları tabloda sunulmaktadır. 3.
Tablo 3

Operasyon No.	Operasyonun adı ve içeriği	Teçhizat

	Gelen kontrol
	Frezeleme ve merkezleme. Her iki tarafın uçlarını ve ortasını kesin.	merkez. frezeleme MP-71
	Yatay frezeleme. Kuyruk düzlemlerini profilin iç ve dış kenarlarından merkezde frezeleyin.	Yatay frezeleme 6M82G
	Bileme. Kuyruğun düzlemini dış profilin yanından merkezlerde taşlayın.	Yüzey taşlama 3B-722
	Bileme. Kuyruk düzlemini iç profilin yanından taşlayın	Yüzey taşlama 3B-722
	Yatay frezeleme. Kuyruk düzlemini gaz çıkışı tarafından açılı olarak 2 geçişte frezeleyin.	Yatay frezeleme 6M83G
	Dikey frezeleme. Kuyruk düzlemini gaz çıkışı tarafından belli bir açıyla temiz bir şekilde frezeleyin.	Dikey frezeleme 6M13P
	Yatay frezeleme. Kuyruk düzlemini önce giriş tarafından açılı olarak frezeleyin.	Yatay frezeleme 6M82G
	Dikey frezeleme. Kuyruk düzlemini giriş tarafından temiz bir açıyla frezeleyin	Dikey frezeleme 6M13P
	Dönüyor. İplik için sapı keskinleştirin.	P.U.'yu döndürmek 16K20F3
	Dikey frezeleme. Giriş ve çıkış taraflarını çalışma parçasının uzunluğuna göre frezeleyin.	Dikey frezeleme FK-300
	Yatay frezeleme. Filetoyu gaz giriş tarafından temiz bir şekilde frezeleyin.	Yatay frezeleme 6M83G
	Yatay frezeleme. Filetoyu gaz çıkışı tarafından temiz bir şekilde frezeleyin.	Yatay frezeleme 6M83G
	Dikey frezeleme. İç ve dış profilin filetosunu 1050' açıyla 11 satırda (11. adım hariç) ana profille aynı hizada frezeleyin.	Dikey frezeleme 4FSL-4A
	Dikey frezeleme. İç ve dış profilin filetosunu ana profille aynı hizada olacak şekilde 11 sıra halinde düz bir çizgide frezeleyin.	Dikey frezeleme 4FSL-4A
	Bileme. İç ve dış profilleri aynı anda merkezde 400 sıra boyunca taşlayın	Bileme LSH-1A
	Ölçek. Operasyon kontrolü 16.
	Çilingir dükkanı. Giriş ve çıkışın iç ve dış profilinin yan tarafındaki omuzlardaki yarıçapları şablonlara göre dosyalayın; pah 1x450
	Bileme. İç ve dış profilin filetosunu ana profille aynı hizada öğütün; ön kenarı taşlayın.	Parlatma
	Çilingir dükkanı. Çıkışın kenarını törpüleyin.
	Son kontrol.
	Ayırmak. Tabanı çalışma parçasının ucundan kesin.	Aşındırıcı kesme
	Bileme. Dış ve iç profili, ön kenarı ve filetoları cilalayın.	Parlatma DSh-96
	Çilingir dükkanı. Çıkış kenarını elle parlatın.
	Çilingir dükkanı. Bıçağın tanımını işaretleyin.
	Ölçek. Çatlak olup olmadığını kontrol edin.
	Kızarma
	Son kontrol	Kontrol plakası
	Titreşim testi

10. Teknolojik süreci iyileştirmeye yönelik öneriler

Eklenti seri üretim buhar ve ülkenin enerji ve gaz endüstrisini geliştirme görevlerinden kaynaklanan türbin inşaatındaki teknik ilerlemenin hızlanmasına katkıda bulundu.
Özellikle türbin kanatlarının üretiminde bu yönde önemli ilerleme kaydedilmiştir. Ana taban yüzeylerinin hazırlanmasından başlayarak teknolojik sürecin tüm aşamalarında özel makineler ve CNC makineleri kullanılmaktadır. İşgücü verimliliğini artırmaya ve kaliteyi artırmaya yönelik en önemli önlem, uzun bıçakların çalışan parçalarının iç ve dış profillerinin dairesel çapraz dikiş frezelemesi için çok milli makinelerin piyasaya sürülmesiydi.
Belirli bir bıçak yelpazesinin işlenmesinin bilgisayar kontrollü makinelere aktarılması, birçok işlemin tek bir işlemde birleştirilmesini mümkün kıldı ve böylece bıçak tedarik döngüsünü kısalttı ve işçiyi ağır işler yapmaktan kurtardı. el yapımı, yeniden kurulumları ortadan kaldırarak ve tasarım kesme koşullarında çalışarak, boyut ve pürüzlülük açısından işleme doğruluğunu artırın.
Gerekli gelecek vaat eden çalışmalar arasında bilimsel gerekçe ve yürütme, aşağıdakilerden bahsedilmelidir:
- işleme için ödeneklerin azaltılması açısından damgalı işlenmemiş parçaların üretiminin iyileştirilmesi;
- uzun bıçakların çalışma parçalarının profillerini iyileştirmek için taşlama işinin mekanizasyonu;
- profil parçalarının tasarım boyutlarından izin verilen sapmaların bilimsel temelli parametrelerini, sırasıyla çalışma ve kılavuz bıçakların uzunluğunu ve genişliğini belirlemek için araştırma çalışmaları yapmak.
Türbin yapımında önemli teknik ilerleme, kanatların merkezi tasarımı ve imalatının geniş bir kanat tipine sahip tek bir özel tesiste organize edilmesi ve böylece bunların mekanik işlemlerinin, hazırlıkları pratikte zaten yapılmış olan sürekli ve otomatik çalışan hatlara aktarılmasıyla sağlanacaktır. türbin tesisi kanatlarında (LZTD).
Önemli bir faktör Bu etkinlikteki teknik ilerleme, bıçakların tasarlanması sürecini üretime yaklaştıracak. GTU-UPI 2002

Soru sormadan önce şunu okuyun:

Muhtemelen herkes, Çinlilerin ne kadar çabalarlarsa çabalasınlar modern jet motorlarını kopyalayamayacaklarını biliyor. Tüm. ellerinden geleni kopyaladılar ve kendi SUSHKA'larını aldılar, ancak motorun yine de Rusya Federasyonu'ndan satın alınması gerekiyor. Az önce ViMe hakkında bir makale okudum: http://www.warandpeace.ru/ru/news/view/74298/ "Çin hâlâ modern bir jet motorunu kopyalayamıyor." Üstelik ultra modern teknolojilerin, gelişmelerin, matematiğin vs. vs. olduğunu anlıyorum. Ancak burada gerçekte neler olup bittiğini daha detaylı anlamak için aşağıdaki makaleyi okumanızı tavsiye ederim.

MOTORLAR VE MALZEMELER

Herhangi birinin gücü ısıtma motoruçalışma sıvısının sıcaklığını belirler - jet motoru durumunda bu, yanma odalarından akan gazın sıcaklığıdır. Gaz sıcaklığı ne kadar yüksek olursa, motor o kadar güçlü olur, itme gücü o kadar artar, verimlilik o kadar yüksek olur ve ağırlık özellikleri o kadar iyi olur. Gaz türbinli motorda bir hava kompresörü bulunur. Aynı şaft üzerinde oturan bir gaz türbini tarafından dönmeye tahrik edilir. Kompresör atmosferik havayı 6-7 atmosfere kadar sıkıştırır ve onu yakıtın - gazyağının - enjekte edildiği yanma odalarına yönlendirir. Gazyağı yanma ürünleri olan odalardan akan sıcak gaz akışı, türbini döndürür ve nozuldan dışarı doğru uçarak jet itme kuvveti yaratır ve uçağı iter. Yanma odalarında ortaya çıkan yüksek sıcaklıklar, en kritik motor elemanlarından biri olan stator ve rotor kanatlarının tasarımı için yeni teknolojilerin yaratılmasını ve yeni malzemelerin kullanılmasını gerektirdi. gaz türbini. Birçok çelik ve alaşımın zaten eridiği mekanik mukavemeti kaybetmeden, saatlerce muazzam sıcaklıklara dayanmaları gerekir. Her şeyden önce bu, türbin kanatları için geçerlidir - 1600 K'nin üzerindeki sıcaklıklara ısıtılan sıcak gaz akışını algılarlar. Teorik olarak, türbinin önündeki gaz sıcaklığı 2200 K'ye (1927 o C) ulaşabilir. Jet havacılığının doğuşunda - savaşın hemen sonrasında - ülkemizde uzun süre yüksek mekanik yüklere dayanabilecek kanatlar yapmanın mümkün olduğu malzemeler mevcut değildi.
Büyük savaşın bitiminden hemen sonra Vatanseverlik Savaşı VIAM'daki özel bir laboratuvar, türbin kanatlarının üretimi için alaşım oluşturma çalışmalarına başladı. Sergei Timofeevich Kishkin tarafından yönetildi.

METAL İÇİN İNGİLTERE'YE

Bir turbojet motorunun ilk yerli tasarımı, uçak motoru tasarımcısı Arkhip Mihayloviç Lyulka tarafından savaştan önce bile Leningrad'da yaratıldı. 1930'ların sonunda baskı altına alındı, ancak muhtemelen tutuklanacağını tahmin ederek motor çizimlerini enstitünün avlusuna gömmeyi başardı. Savaş sırasında, ülkenin liderliği Almanların zaten jet uçağı yarattığını öğrendi (turbojet motorlu ilk uçak, 1939'da uçan bir laboratuvar olarak tasarlanan Alman Heinkel He-178'di; ilk üretim savaş uçağı çift motorluydu) Messerschmitt Me-262 Daha sonra Stalin, yeni askeri gelişmeleri denetleyen L.P. Beria'yı aradı ve ülkemizde jet motorları üzerinde çalışanları bulmasını talep etti. Lyulka hızla serbest bırakıldı ve ona Moskova'nın Galushkina Caddesi'ndeki ilk tasarım bürosunun binası verildi. Arkhip Mihayloviç çizimlerini bulup kazdı, ancak tasarımına göre motor hemen çalışmadı. Daha sonra İngilizlerden satın alınan turbojet motorunu alıp tek tek tekrarladılar. Sovyetler Birliği'nde mevcut değildi ve kompozisyonları elbette gizliydi. Ancak yine de onu çözmeyi başardılar.
Motor üretimiyle tanışmak için İngiltere'ye gelen S. T. Kishkin, her yerde kalın mikro gözenekli tabanlı çizmeler giyerek ortaya çıktı. Ve bir tur sırasında türbin kanatlarının işlendiği tesisi ziyaret ettikten sonra, makinenin yanında sanki kazara parçadan düşen talaşların üzerine bastı. Bir metal parçası yumuşak kauçuğa çarptı, içine sıkıştı ve ardından çıkarılıp Moskova'da kapsamlı bir analize tabi tutuldu. İngiliz metali analizinin sonuçları ve VIAM'da yürütülen kapsamlı kurum içi araştırma, türbin kanatları için ilk ısıya dayanıklı nikel alaşımlarının oluşturulmasını ve en önemlisi bunların yapısı ve üretimine ilişkin teorinin temellerinin geliştirilmesini mümkün kıldı. .

Bu tür alaşımların ısı direncinin ana taşıyıcısının, Ni3Al bileşiğine dayalı intermetalik fazın mikroskobik olmayan parçacıkları olduğu bulunmuştur. İlk ısıya dayanıklı nikel alaşımlarından yapılan kanatlar, türbin önündeki gaz sıcaklığının 900-1000 K'yi aşmaması durumunda uzun süre çalışabiliyordu.

DAMGALAMA YERİNE DÖKÜM

İlk motorların kanatları, bitmiş ürünü belli belirsiz anımsatan bir şekle sahip olacak şekilde bir çubuk halinde dökülmüş bir alaşımdan damgalandı ve ardından dikkatli ve özenli bir şekilde işlendi. Ancak burada beklenmedik bir zorluk ortaya çıktı: Malzemenin çalışma sıcaklığını arttırmak için ona alaşım elementleri eklendi - tungsten, molibden, niyobyum. Ancak alaşımı o kadar sert yaptılar ki damgalamak imkansız hale geldi; sıcak deformasyon yöntemleri kullanılarak kalıplanamadı.
Sonra Kishkin bıçakların atılmasını önerdi. Motor tasarımcıları öfkeliydi: ilk olarak, dökümden sonra bıçağın hala makinelerde işlenmesi gerekecekti ve en önemlisi, döküm bıçağın motora nasıl takılabileceği? Damgalı bıçakların metali çok yoğundur, mukavemeti yüksektir, ancak dökme metal, damgalı metalden daha gevşek ve açıkça daha az dayanıklı kalır. Ancak Kishkin şüphecileri ikna etmeyi başardı ve VIAM, özel döküm ısıya dayanıklı alaşımlar ve bıçak döküm teknolojisi yarattı. Testler yapıldı ve ardından neredeyse tüm havacılık turbojet motorları döküm türbin kanatlarıyla üretilmeye başlandı.
İlk bıçaklar sağlamdı ve uzun süre dayandı Yüksek sıcaklık yapamadı. Onlar için bir soğutma sistemi oluşturmak gerekiyordu. Bunu yapmak için, kompresörden soğutma havası sağlamak üzere kanatlarda uzunlamasına kanallar yapmaya karar verdiler. Bu fikir o kadar da sıcak değildi: soğutma için kompresörden ne kadar çok hava kullanılırsa, yanma odalarına o kadar az hava girecektir. Ancak gidecek hiçbir yer yoktu - ne pahasına olursa olsun türbin kaynağının arttırılması gerekiyordu.

Bıçağın ekseni boyunca yer alan birden fazla soğutma kanalına sahip kanatlar tasarlamaya başladılar. Ancak çok geçmeden bu tasarımın etkisiz olduğu anlaşıldı: Hava kanaldan çok hızlı akıyor, soğutulan yüzeyin alanı küçük ve ısı yeterince uzaklaştırılmıyor. Yapılandırmayı değiştirmeye çalıştım iç boşluk hava akışını saptıran ve geciktiren veya daha karmaşık şekilli kanallar oluşturan bir saptırıcı yerleştirerek kanatlar. Bir noktada uçak motoru uzmanları, tamamen seramik bir bıçak yaratmak gibi cazip bir fikre kapıldılar: seramikler çok yüksek sıcaklıklara dayanabilir ve soğutulmaları gerekmez. O zamandan bu yana neredeyse elli yıl geçti, ancak şu ana kadar dünyada hiç kimse seramik kanatlı bir motor yapmadı, ancak girişimler devam ediyor.

DÖKÜM BIÇAK NASIL YAPILIR

Türbin kanatlarının üretim teknolojisine kayıp balmumu dökümü denir. İlk olarak, gelecekteki bıçağın balmumu modeli yapılır ve onu, gelecekteki soğutma kanallarının yerine ilk önce kuvars silindirlerin yerleştirildiği bir kalıba dökülür (daha sonra başka malzemeler kullanılmaya başlandı). Model sıvı seramik kütle ile kaplanmıştır. Balmumu kuruduktan sonra eritilir. sıcak su ve seramik kütlesi ateşlenir. Sonuç, alaşımın derecesine bağlı olarak erimiş metalin 1450 ila 1500 o C arasındaki sıcaklığına dayanabilen bir kalıptır. Bitmiş bir bıçak şeklinde sertleşen, ancak içinde kanallar yerine kuvars çubuklar bulunan kalıba metal dökülür. Çubuklar hidroflorik asit içinde çözülerek çıkarılır. Bu işlem, hava besleme hortumu bulunan, uzay giysisi giyen bir işçi tarafından hava geçirmez şekilde kapatılmış bir odada gerçekleştirilir. Teknoloji kullanışsız, tehlikeli ve zararlıdır.
Bu işlemi ortadan kaldırmak için VIAM, alkalide çözünen %10-15 silikon oksit ilavesiyle alüminyum oksitten çubuklar yapmaya başladı. Bıçakların malzemesi alkali ile reaksiyona girmez ve kalan alüminyum oksit güçlü bir su akışıyla uzaklaştırılır.
İÇİNDE Gündelik Yaşam Dökme ürünlerin çok kaba ve pürüzlü olduğunu düşünmeye alışkınız. Ancak şekli tamamen pürüzsüz olan ve dökümü neredeyse hiç mekanik işlem gerektirmeyen seramik bileşimleri seçmeyi başardık. Bu, işi büyük ölçüde basitleştirir: bıçaklar çok karmaşık bir şekle sahiptir ve işlenmesi kolay değildir.
Yeni malzemeler yeni teknolojiler gerektiriyordu. Çubuk malzemesine silikon oksit eklenmesi ne kadar uygun olursa olsun, bundan vazgeçilmesi gerekiyordu. Alüminyum oksit Al203'ün erime noktası 2050 o C'dir ve silikon oksit Si02 sadece yaklaşık 1700 o C'dir ve yeni ısıya dayanıklı alaşımlar, dökme işlemi sırasında çubukları tahrip etmiştir.
Alüminyum oksit kalıbın mukavemetini koruması için içine dökülen sıvı metalin sıcaklığından daha yüksek bir sıcaklıkta pişirilir. Ayrıca dökerken kalıbın iç geometrisi değişmemelidir: bıçakların duvarları çok incedir ve boyutlar hesaplananlara tam olarak karşılık gelmelidir. Bu nedenle izin verilen kalıp çekme miktarı %1'i geçmemelidir.

DAMGALANMIŞ BIÇAKLARI NEDEN REDDETTİK

Daha önce de belirtildiği gibi, damgalamadan sonra bıçağın işlenmesi gerekiyordu. Bu durumda metalin %90'ı talaşlara dönüştü. Görev belirlendi: Belirli bir bıçak profilini anında üretecek hassas bir döküm teknolojisi yaratmak ve bitmiş ürünün yalnızca cilalanması ve üzerine ısıya karşı koruyucu bir kaplama uygulanması yeterli olacaktı. Bıçağın gövdesinde oluşan ve onu soğutma görevini yerine getiren yapı da daha az önemli değildir.
Bu nedenle, çalışma gazı sıcaklığını düşürmeden verimli bir şekilde soğuyan ve uzun süreli dayanımı yüksek bir bıçak yapmak çok önemlidir. Bu sorun, bıçağın gövdesindeki kanalların ve buradan çıkış deliklerinin, bıçağın etrafında ince bir hava filmi oluşacak şekilde düzenlenmesiyle çözüldü. Bu durumda bir taşla iki kuş vururlar: Sıcak gazlar bıçağın malzemesiyle temas etmez ve bu nedenle bıçağı ısıtmaz ve kendini soğutmaz.
Burada termal korumayla bazı benzerlikler var. uzay Roketi. Bir roket atmosferin yoğun katmanlarına yüksek hızla girdiğinde, savaş başlığını kaplayan sözde kurban kaplama buharlaşmaya ve yanmaya başlar. Ana ısı akışını üstlenir ve yanma ürünleri bir tür koruyucu yastık oluşturur. Türbin kanadının tasarımı da aynı prensibe dayanmaktadır; koruyucu kaplama yerine yalnızca hava kullanılır. Doğru, bıçakların aynı zamanda erozyon ve korozyondan da korunması gerekiyor.

Bıçak yapma prosedürü aşağıdaki gibidir. İlk olarak, mekanik mukavemet ve ısı direnci için belirli parametrelere sahip bir nikel alaşımı oluşturulur ve bunun için nikele alaşım katkı maddeleri eklenir:% 6 alüminyum,% 6-10 tungsten, tantal, renyum ve biraz rutenyum. Dökme nikel bazlı alaşımlar için maksimum yüksek sıcaklık performansı elde etmenize olanak tanırlar (daha fazla renyum kullanarak bunu daha da artırmak cazip gelebilir, ancak inanılmaz derecede pahalıdır). Niyobyum silisitin kullanımı umut verici bir yön olarak kabul ediliyor, ancak bu uzak bir gelecek meselesi.
Ancak alaşım 1450 o C sıcaklıkta kalıba dökülür ve onunla birlikte soğur. Soğuyan metal kristalleşerek ayrı ayrı eş eksenli, yani her yönde yaklaşık olarak aynı boyutta taneler oluşturur. Tanelerin kendisi büyük veya küçük olabilir. Güvenilir bir şekilde yapışmazlar ve çalışan bıçaklar tane sınırları boyunca tahrip olmuş ve parçalara ayrılmıştır. Tek bir bıçak bile 50 saatten fazla dayanamaz. Daha sonra döküm kalıbının malzemesine bir değiştiricinin (kobalt alüminat kristalleri) eklenmesini önerdik. Tane oluşumu sürecini hızlandıran merkezler, kristalizasyon çekirdekleri olarak hizmet ederler. Taneler tekdüze ve küçüktür. Yeni bıçaklar 500 saat çalışmaya başladı. E. N. Kablov tarafından geliştirilen bu teknoloji halen çalışmaktadır ve çalışmaktadır. Biz de VIAM olarak tonlarca kobalt alüminat üretip fabrikalara tedarik ediyoruz.
Jet motorlarının gücü arttı, gaz jetinin sıcaklığı ve basıncı arttı. Ve bıçağın metalinin çok taneli yapısının yeni koşullar altında çalışamayacağı ortaya çıktı. Başka fikirlere ihtiyaç vardı. Bulundular, teknolojik gelişme aşamasına getirildiler ve yönlü kristalleşme olarak anıldılar. Bu, metalin katılaştığında eş eksenli taneler oluşturmadığı, ancak kesinlikle bıçağın ekseni boyunca uzanan uzun sütunlu kristaller oluşturduğu anlamına gelir. Böyle bir yapıya sahip bir bıçak kırılmaya karşı çok iyi direnç gösterecektir. Bütün dalları tek tek zorlanmadan kırılsa da, kırılamayan bir süpürgeyle ilgili eski benzetmeyi hemen hatırladım.

YÖNLENDİRİLMİŞ KRİSTALLEŞME NASIL ÜRETİLİR?

Küreği oluşturan kristallerin düzgün bir şekilde büyümesini sağlamak için erimiş metali içeren kalıp ısıtma bölgesinden yavaşça çıkarılır. Bu durumda sıvı metal içeren kalıp, suyla soğutulan büyük bir bakır diskin üzerinde duruyor. Kristal büyümesi alttan başlar ve neredeyse bir hızla yukarı çıkar. eşit hız Kalıbın ısıtıcıdan çıkışı. Yönlü kristalizasyon teknolojisini oluştururken birçok parametreyi ölçmek ve hesaplamak gerekiyordu - kristalleşme hızı, ısıtıcının sıcaklığı, ısıtıcı ile buzdolabı arasındaki sıcaklık gradyanı vb. Kalıbın hareketi, sütunlu kristallerin bıçağın tüm uzunluğu boyunca büyüyeceği anlamına gelir. Tüm bu koşullar yerine getirilirse, bıçağın kesitinin her santimetrekaresinde 5-7 uzun sütunlu kristal büyür. Bu teknoloji yeni nesil uçak motorlarının yaratılmasına olanak sağlamıştır. Ama biz daha da ileri gittik.
Büyütülmüş sütunlu kristalleri X-ışını yöntemlerini kullanarak inceledikten sonra, bıçağın tamamının, yıkımın başladığı yapının en zayıf unsurları olan taneler arası sınırlara sahip olmayacak tek bir kristalden yapılabileceğini fark ettik. Bunu yapmak için, belirli bir yönde yalnızca bir kristalin büyümesine izin veren bir tohum yaptılar (böyle bir tohumun kristalografik formülü 0-0-1'dir; bu, kristalin Z ekseni yönünde büyüdüğü ancak Z ekseni yönünde büyüdüğü anlamına gelir) X-Y yönünde). Tohum, kalıbın alt kısmına yerleştirildi ve metal, alttan yoğun bir şekilde soğutularak içine döküldü. Büyüyen tek kristal bir bıçağın şeklini aldı.
Amerikalı mühendisler soğutma için su soğutmalı bakır kristalizatör kullandılar. Birkaç deneyden sonra onu 600-700 K sıcaklıktaki erimiş kalay banyosuyla değiştirdik. Bu, gerekli sıcaklık gradyanını daha doğru bir şekilde seçmeyi ve yüksek kaliteli ürünler elde etmeyi mümkün kıldı. VIAM, tek kristalli bıçakların yetiştirilmesi için banyolu tesisler kurdu; bilgisayar kontrollü çok gelişmiş makineler.
1990'larda SSCB çöktüğünde, başta MiG savaş uçakları olmak üzere Sovyet uçakları Doğu Almanya'da kaldı. Motorlarında bizim üretimimiz olan kanatlar vardı. Bıçakların metali Amerikalılar tarafından incelendi ve çok geçmeden uzmanları VIAM'a geldi ve onu kimin ve nasıl yarattığını göstermeleri istendi. Çözemedikleri metre uzunluğunda monokristal kanatlar yapma görevinin kendilerine verildiği ortaya çıktı. Güç türbinleri için büyük kanatların yüksek gradyanlı dökümü için bir tesis tasarladık ve teknolojimizi Gazprom ve Rusya'nın RAO UES'ine sunmaya çalıştık, ancak ilgilenmediler. Bununla birlikte, metre uzunluğundaki kanatların dökümü için neredeyse hazır bir endüstriyel tesisimiz zaten var ve bu şirketlerin yönetimini bunu uygulama ihtiyacı konusunda ikna etmeye çalışacağız.

Bu arada enerji sektörüne yönelik türbinler de VIAM'ın çözmekte olduğu bir diğer ilginç sorundur. Kullanım ömrü dolan uçak motorları, gaz boru hattı kompresör istasyonlarında ve petrol boru hattı pompalarına güç veren enerji santrallerinde kullanılmaya başlandı. Artık bu ihtiyaçlara yönelik, çok daha düşük sıcaklıklarda ve çalışma gazı basıncında, ancak çok daha uzun süre çalışacak özel motorlar yaratmak acil hale geldi. Bir uçak motorunun servis ömrü yaklaşık 500 saat ise petrol ve gaz boru hattındaki türbinlerin 20-50 bin saat çalışması gerekir. Onlar üzerinde çalışmaya ilk başlayanlardan biri, Nikolai Dmitrievich Kuznetsov liderliğindeki Samara tasarım bürosuydu.

ISIYA DAYANIKLI ALAŞIMLAR

Tek kristalli bıçak katılaşmaz; içinde soğutma için karmaşık şekilli bir boşluk vardır. CIAM ile birlikte, seri ürünlere göre neredeyse bir buçuk kat daha yüksek, 0,8'lik bir soğutma verimliliği katsayısı (bıçak metalinin sıcaklıklarının ve çalışma gazının oranı) sağlayan bir boşluk konfigürasyonu geliştirdik.

Yeni nesil motorlar için sunduğumuz bıçaklardır. Artık türbinin önündeki gaz sıcaklığı ancak 1950 K'ye ulaşıyor ve yeni motorlarda 2000-2200 K'ye ulaşacak. Onlar için zaten periyodik tablonun on beşe kadar elementini içeren yüksek ısıya dayanıklı alaşımlar geliştirdik. renyum ve rutenyum ve nikel, krom, alüminyum ve itriyum içeren ısıya karşı koruyucu kaplamalar ve gelecekte itriyum oksit ile stabilize edilmiş zirkonyum oksitten yapılmış seramik.

Birinci nesil alaşımlar, titanyum veya tantal karbürler formunda az miktarda karbon içeriyordu. Karbürler kristal sınırları boyunca bulunur ve alaşımın gücünü azaltır. Karbürden kurtulduk ve yerine renyum koyduk, konsantrasyonunu ilk örneklerde %3'ten son örneklerde %12'ye çıkardık. Ülkemizde çok az renyum rezervimiz var; Kazakistan'da mevduat var ama çöküşten sonra Sovyetler Birliği tamamen Amerikalılar tarafından satın alındı; Geriye Japonların hak iddia ettiği Iturup adası kalıyor. Ancak elimizde çok fazla rutenyum var ve yeni alaşımlarda renyumun yerini başarıyla aldık.
VIAM'ın benzersizliği, alaşımları, bunların üretimine yönelik teknolojiyi ve bitmiş ürünün döküm yöntemini geliştirebilmemizde yatmaktadır. Tüm bıçaklara tüm VIAM çalışanlarının büyük miktarda çalışması ve bilgisi aktarılmıştır.

Teknik Bilimler Adayı I. DEMONIS, Milletvekili genel müdür VİAM

Teknik Bilimler Adayı I. DEMONIS, VIAM Genel Müdür Yardımcısı.

1940'lı yıllarda yaratılmaya başlanan jet havacılığı, yeni tip bir motorun geliştirilmesini gerektiriyordu. En yaygın olarak kullanılan gaz türbinli jet motorları, havacılık teknolojisinde devrim yarattı.

Bilim ve yaşam // İllüstrasyonlar

Bir jet motorunun gaz türbininin kanatları çok zor koşullar altında çalışır: Yanma odalarından gelen bir sıcak gaz akışı etraflarından akar.

Türbin ekseninin yanından kanat kanallarına verilen soğutma havası uçtan çıkar.

Bir gaz türbini kanadının dökümü için bir kalıba yerleştirilen dolgu çubukları. İş parçasının soğutulmasından sonra çubuklar çözülür ve bitmiş bıçakta soğutma havasının geçişi için kanallar kalır.

Kanatların yan tarafındaki deliklerden çıkan hava, bıçağı sıcak gazlardan yalıtan ince bir hava filmi oluşturur (solda). Deliklere giden kanalların oldukça karmaşık bir geometrisi var (sağda).

Döküm bıçağın metali, güvenli bir şekilde birbirine kenetlenmemiş (solda) farklı boyutlarda kristaller şeklinde katılaşır. Modifiye edici maddenin metale dahil edilmesinden sonra kristaller küçük ve homojen hale geldi ve ürünün gücü arttı (sağda).

Bıçak malzemesinin yönlü kristalizasyonu bu şekilde gerçekleştirilir.

Yönlü kristalizasyon teknolojisinin geliştirilmesiyle bıçağın tek bir kristal şeklinde büyütülmesi mümkün oldu.

Monokristal kanatlarda karmaşık şekilli bir soğutma boşluğu oluşturulur. Konfigürasyonundaki en son gelişmeler, kanatların soğutma verimliliğinin bir buçuk kat artırılmasını mümkün kıldı.

MOTORLAR VE MALZEMELER

Herhangi bir ısı motorunun gücü, çalışma akışkanının sıcaklığına göre belirlenir - jet motoru durumunda bu, yanma odalarından akan gazın sıcaklığıdır. Gaz sıcaklığı ne kadar yüksek olursa, motor o kadar güçlü olur, itme gücü o kadar artar, verimlilik o kadar yüksek olur ve ağırlık özellikleri o kadar iyi olur. Gaz türbinli motorda bir hava kompresörü bulunur. Aynı şaft üzerinde oturan bir gaz türbini tarafından dönmeye tahrik edilir. Kompresör atmosferik havayı 6-7 atmosfere kadar sıkıştırır ve onu yakıtın - gazyağının - enjekte edildiği yanma odalarına yönlendirir. Gazyağı yanma ürünleri olan odalardan akan sıcak gaz akışı, türbini döndürür ve nozuldan dışarı doğru uçarak jet itme kuvveti yaratır ve uçağı iter. Yanma odalarında ortaya çıkan yüksek sıcaklıklar, en kritik motor elemanlarından biri olan gaz türbininin stator ve rotor kanatlarının inşası için yeni teknolojilerin yaratılmasını ve yeni malzemelerin kullanılmasını gerektirdi. Birçok çelik ve alaşımın zaten eridiği mekanik mukavemeti kaybetmeden, saatlerce muazzam sıcaklıklara dayanmaları gerekir. Her şeyden önce bu, türbin kanatları için geçerlidir - 1600 K'nin üzerindeki sıcaklıklara ısıtılan sıcak gaz akışını algılarlar. Teorik olarak, türbinin önündeki gaz sıcaklığı 2200 K'ye (1927 o C) ulaşabilir. Jet havacılığının doğuşunda - savaşın hemen sonrasında - ülkemizde uzun süre yüksek mekanik yüklere dayanabilecek kanatlar yapmanın mümkün olduğu malzemeler mevcut değildi.

Büyük Vatanseverlik Savaşı'nın sona ermesinden kısa bir süre sonra VIAM'daki özel bir laboratuvar, türbin kanatlarının üretimi için alaşımlar oluşturma çalışmalarına başladı. Sergei Timofeevich Kishkin tarafından yönetildi.

METAL İÇİN İNGİLTERE'YE

Motor üretimiyle tanışmak için İngiltere'ye gelen S. T. Kishkin, her yerde kalın mikro gözenekli tabanlı çizmeler giyerek ortaya çıktı. Ve bir tur sırasında türbin kanatlarının işlendiği tesisi ziyaret ettikten sonra, makinenin yanında sanki kazara parçadan düşen talaşların üzerine bastı. Bir metal parçası yumuşak kauçuğa çarptı, içine sıkıştı ve ardından çıkarılıp Moskova'da kapsamlı bir analize tabi tutuldu. İngiliz metali analizinin sonuçları ve VIAM'da yürütülen kapsamlı kurum içi araştırma, türbin kanatları için ilk ısıya dayanıklı nikel alaşımlarının oluşturulmasını ve en önemlisi bunların yapısı ve üretimine ilişkin teorinin temellerinin geliştirilmesini mümkün kıldı. .

DAMGALAMA YERİNE DÖKÜM

Sonra Kishkin bıçakların atılmasını önerdi. Motor tasarımcıları öfkeliydi: ilk olarak, dökümden sonra bıçağın hala makinelerde işlenmesi gerekecekti ve en önemlisi, döküm bıçağın motora nasıl takılabileceği? Damgalı bıçakların metali çok yoğundur, mukavemeti yüksektir, ancak dökme metal, damgalı metalden daha gevşek ve açıkça daha az dayanıklı kalır. Ancak Kishkin şüphecileri ikna etmeyi başardı ve VIAM, özel döküm ısıya dayanıklı alaşımlar ve bıçak döküm teknolojisi yarattı. Testler yapıldı ve ardından neredeyse tüm havacılık turbojet motorları döküm türbin kanatlarıyla üretilmeye başlandı.

İlk bıçaklar sağlamdı ve yüksek sıcaklıklara uzun süre dayanamıyordu. Onlar için bir soğutma sistemi oluşturmak gerekiyordu. Bunu yapmak için, kompresörden soğutma havası sağlamak üzere kanatlarda uzunlamasına kanallar yapmaya karar verdiler. Bu fikir o kadar da sıcak değildi: soğutma için kompresörden ne kadar çok hava kullanılırsa, yanma odalarına o kadar az hava girecektir. Ancak gidecek hiçbir yer yoktu - ne pahasına olursa olsun türbin kaynağının arttırılması gerekiyordu.

Bıçağın ekseni boyunca yer alan birden fazla soğutma kanalına sahip kanatlar tasarlamaya başladılar. Ancak çok geçmeden bu tasarımın etkisiz olduğu anlaşıldı: Hava kanaldan çok hızlı akıyor, soğutulan yüzeyin alanı küçük ve ısı yeterince uzaklaştırılmıyor. Bıçağın iç boşluğunun konfigürasyonunu, hava akışını saptıran ve geciktiren bir deflektör yerleştirerek veya kanalları daha karmaşık bir şekle sokarak değiştirmeye çalıştılar. Bir noktada uçak motoru uzmanları, tamamen seramik bir bıçak yaratmak gibi cazip bir fikre kapıldılar: seramikler çok yüksek sıcaklıklara dayanabilir ve soğutulmaları gerekmez. O zamandan bu yana neredeyse elli yıl geçti, ancak şu ana kadar dünyada hiç kimse seramik kanatlı bir motor yapmadı, ancak girişimler devam ediyor.

DÖKÜM BIÇAK NASIL YAPILIR

Bu işlemi ortadan kaldırmak için VIAM, alkalide çözünen %10-15 silikon oksit ilavesiyle alüminyum oksitten çubuklar yapmaya başladı. Bıçakların malzemesi alkali ile reaksiyona girmez ve kalan alüminyum oksit güçlü bir su akışıyla uzaklaştırılır. Laboratuvarımız maça üretimi ile uğraşıyordu ve ben de döküm teknolojisi, seramik kalıp malzemeleri, alaşımlar ve bitmiş ürünlerin koruyucu kaplamaları üzerine çalışmaya başladım ve şimdi bu araştırma alanına yöneliyorum.

Günlük yaşamda döküm ürünlerinin çok kaba ve pürüzlü olduğunu düşünmeye alışkınız. Ancak şekli tamamen pürüzsüz olan ve dökümü neredeyse hiç mekanik işlem gerektirmeyen seramik bileşimleri seçmeyi başardık. Bu, işi büyük ölçüde basitleştirir: bıçaklar çok karmaşık bir şekle sahiptir ve işlenmesi kolay değildir.

Yeni malzemeler yeni teknolojiler gerektiriyordu. Çubuk malzemesine silikon oksit eklenmesi ne kadar uygun olursa olsun, bundan vazgeçilmesi gerekiyordu. Alüminyum oksit Al203'ün erime noktası 2050 o C'dir ve silikon oksit Si02 sadece yaklaşık 1700 o C'dir ve yeni ısıya dayanıklı alaşımlar, dökme işlemi sırasında çubukları tahrip etmiştir.

Alüminyum oksit kalıbın mukavemetini koruması için içine dökülen sıvı metalin sıcaklığından daha yüksek bir sıcaklıkta pişirilir. Ayrıca dökerken kalıbın iç geometrisi değişmemelidir: bıçakların duvarları çok incedir ve boyutlar hesaplananlara tam olarak karşılık gelmelidir. Bu nedenle izin verilen kalıp çekme miktarı %1'i geçmemelidir.

DAMGALANMIŞ BIÇAKLARI NEDEN REDDETTİK

Bu nedenle, çalışma gazı sıcaklığını düşürmeden verimli bir şekilde soğuyan ve uzun süreli dayanımı yüksek bir bıçak yapmak çok önemlidir. Bu sorun, bıçağın gövdesindeki kanalların ve buradan çıkış deliklerinin, bıçağın etrafında ince bir hava filmi oluşacak şekilde düzenlenmesiyle çözüldü. Bu durumda bir taşla iki kuş vururlar: Sıcak gazlar bıçağın malzemesiyle temas etmez ve bu nedenle bıçağı ısıtmaz ve kendini soğutmaz.

Burada bir uzay roketinin termal korumasıyla bazı benzerlikler var. Bir roket atmosferin yoğun katmanlarına yüksek hızla girdiğinde, savaş başlığını kaplayan sözde kurban kaplama buharlaşmaya ve yanmaya başlar. Ana ısı akışını üstlenir ve yanma ürünleri bir tür koruyucu yastık oluşturur. Türbin kanadının tasarımı da aynı prensibe dayanmaktadır; koruyucu kaplama yerine yalnızca hava kullanılır. Doğru, bıçakların aynı zamanda erozyon ve korozyondan da korunması gerekiyor. Ancak bununla ilgili daha fazla ayrıntı için sayfa 54'e bakın.

Ancak alaşım 1450 o C sıcaklıkta kalıba dökülür ve onunla birlikte soğur. Soğuyan metal kristalleşerek ayrı ayrı eş eksenli, yani her yönde yaklaşık olarak aynı boyutta taneler oluşturur. Tanelerin kendisi büyük veya küçük olabilir. Güvenilir bir şekilde yapışmazlar ve çalışan bıçaklar tane sınırları boyunca tahrip olmuş ve parçalara ayrılmıştır. Tek bir bıçak bile 50 saatten fazla dayanamaz. Daha sonra döküm kalıbının malzemesine bir değiştiricinin (kobalt alüminat kristalleri) eklenmesini önerdik. Tane oluşumu sürecini hızlandıran merkezler, kristalizasyon çekirdekleri olarak hizmet ederler. Taneler tekdüze ve küçüktür. Yeni bıçaklar 500 saat çalışmaya başladı. E. N. Kablov tarafından geliştirilen bu teknoloji halen çalışmaktadır ve çalışmaktadır. Biz de VIAM olarak tonlarca kobalt alüminat üretip fabrikalara tedarik ediyoruz.

Jet motorlarının gücü arttı, gaz jetinin sıcaklığı ve basıncı arttı. Ve bıçağın metalinin çok taneli yapısının yeni koşullar altında çalışamayacağı ortaya çıktı. Başka fikirlere ihtiyaç vardı. Bulundular, teknolojik gelişme aşamasına getirildiler ve yönlü kristalleşme olarak anıldılar. Bu, metalin katılaştığında eş eksenli taneler oluşturmadığı, ancak kesinlikle bıçağın ekseni boyunca uzanan uzun sütunlu kristaller oluşturduğu anlamına gelir. Böyle bir yapıya sahip bir bıçak kırılmaya karşı çok iyi direnç gösterecektir. Bütün dalları tek tek zorlanmadan kırılsa da, kırılamayan bir süpürgeyle ilgili eski benzetmeyi hemen hatırladım.

YÖNLENDİRİLMİŞ KRİSTALLEŞME NASIL ÜRETİLİR?

Büyütülmüş sütunlu kristalleri X-ışını yöntemlerini kullanarak inceledikten sonra, bıçağın tamamının, yıkımın başladığı yapının en zayıf unsurları olan taneler arası sınırlara sahip olmayacak tek bir kristalden yapılabileceğini fark ettik. Bunu yapmak için, belirli bir yönde yalnızca bir kristalin büyümesine izin veren bir tohum yaptılar (böyle bir tohumun kristalografik formülü 0-0-1'dir; bu, eksen yönünde olduğu anlamına gelir) Z kristal büyür ve o yönde X-e- HAYIR). Tohum, kalıbın alt kısmına yerleştirildi ve metal, alttan yoğun bir şekilde soğutularak içine döküldü. Büyüyen tek kristal bir bıçağın şeklini aldı. Bu arada, bu teknolojiyle ilgili ilk yayın 1971 yılında Bilim ve Yaşam dergisinin 1 numarasında çıktı.

Amerikalı mühendisler soğutma için su soğutmalı bakır kristalizatör kullandılar. Birkaç deneyden sonra onu 600-700 K sıcaklıktaki erimiş kalay banyosuyla değiştirdik. Bu, gerekli sıcaklık gradyanını daha doğru bir şekilde seçmeyi ve yüksek kaliteli ürünler elde etmeyi mümkün kıldı. VIAM, tek kristalli bıçakların yetiştirilmesi için banyolu tesisler kurdu; bilgisayar kontrollü çok gelişmiş makineler.

1990'larda SSCB çöktüğünde, başta MiG savaş uçakları olmak üzere Sovyet uçakları Doğu Almanya'da kaldı. Motorlarında bizim üretimimiz olan kanatlar vardı. Bıçakların metali Amerikalılar tarafından incelendi ve çok geçmeden uzmanları VIAM'a geldi ve onu kimin ve nasıl yarattığını göstermeleri istendi. Çözemedikleri metre uzunluğunda monokristal kanatlar yapma görevinin kendilerine verildiği ortaya çıktı. Güç türbinleri için büyük kanatların yüksek gradyanlı dökümü için bir tesis tasarladık ve teknolojimizi Gazprom ve Rusya'nın RAO UES'ine sunmaya çalıştık, ancak ilgilenmediler. Bununla birlikte, metre uzunluğundaki kanatların dökümü için neredeyse hazır bir endüstriyel tesisimiz zaten var ve bu şirketlerin yönetimini bunu uygulama ihtiyacı konusunda ikna etmeye çalışacağız.

Bu arada enerji sektörüne yönelik türbinler de VIAM'ın çözmekte olduğu bir diğer ilginç sorundur. Hizmet ömrünün sonuna ulaşan uçak motorları, gaz boru hattı kompresör istasyonlarında ve petrol boru hattı pompalarına güç veren enerji santrallerinde kullanılmaya başlandı (bkz. "Bilim ve Yaşam" No.). Artık bu ihtiyaçlara yönelik, çok daha düşük sıcaklıklarda ve çalışma gazı basıncında, ancak çok daha uzun süre çalışacak özel motorlar yaratmak acil hale geldi. Bir uçak motorunun servis ömrü yaklaşık 500 saat ise petrol ve gaz boru hattındaki türbinlerin 20-50 bin saat çalışması gerekir. Onlar üzerinde çalışmaya ilk başlayanlardan biri, Nikolai Dmitrievich Kaznetsov'un liderliğindeki Samara tasarım bürosuydu.

ISIYA DAYANIKLI ALAŞIMLAR

Birinci nesil alaşımlar, titanyum veya tantal karbürler formunda az miktarda karbon içeriyordu. Karbürler kristal sınırları boyunca bulunur ve alaşımın gücünü azaltır. Karbürden kurtulduk ve yerine renyum koyduk, konsantrasyonunu ilk örneklerde %3'ten son örneklerde %12'ye çıkardık. Ülkemizde çok az renyum rezervimiz var; Kazakistan'da mevduatlar var ama Sovyetler Birliği'nin dağılmasından sonra tamamen Amerikalılar tarafından satın alındı; Geriye Japonların hak iddia ettiği Iturup adası kalıyor. Ancak elimizde çok fazla rutenyum var ve yeni alaşımlarda renyumun yerini başarıyla aldık.

VIAM'ın benzersizliği, alaşımları, bunların üretimine yönelik teknolojiyi ve bitmiş ürünün döküm yöntemini geliştirebilmemizde yatmaktadır. Tüm bıçaklara tüm VIAM çalışanlarının büyük miktarda çalışması ve bilgisi aktarılmıştır.

Aynı konudaki konuya bakın

Buluş dökümhane üretimiyle ilgilidir. Bir gaz türbini motorunun kanadı hassas döküm yoluyla yapılır. Bıçak, ucunda tüyle tek parça şeklinde yapılmış bir topuk (5) bulunan bir tüy (4) içerir. Topuk, içinde radyal yüzeylere (13) sahip bir birinci teknenin (12) ve bir tabanın (14) yapıldığı bir platform (5a) içerir. Bu tekne (12), topuğun kalınlığını azaltır. Birinci banyoda, tüy ile topuk arasındaki arayüz bölgesi (15) seviyesinde, metalin kabuk kalıbına yalnızca bir noktada dökülmesine olanak sağlayan ikinci bir banyo (16) yapılır. Metalin eşit dağılımı nedeniyle kürekte gözenek oluşumu engellenir. 3 N. ve 3 maaş uçuş, 4 hasta.

RF patenti 2477196 için çizimler

Bu buluş, bir dökme metal bıçak ve bunun üretilmesi için bir yöntemle ilgilidir.

Bir turbojet motoru gibi bir gaz türbini motoru, bir fan, bir veya daha fazla kompresör aşaması, bir yanma odası, bir veya daha fazla türbin aşaması ve bir ağızlık içerir. Gazlar, rotorların çevresine monte edilen radyal kanatların varlığı sayesinde fan, kompresör ve türbinin rotorları tarafından tahrik edilir.

İçten takmalı, dıştan takmalı, radyal, ileri veya geri konum veya konum kavramları, gaz türbinli motorun ana eksenine ve o motordaki gaz akışının yönüne göre dikkate alınmalıdır.

Hareketli türbin kanadı, rotor diskine tutturulduğu bir bacak, gaz-hava yolunu sınırlayan iç duvarın bir elemanını oluşturan bir platform ve esas olarak radyal eksen boyunca yer alan ve gazlar tarafından üflenen bir tüy içerir. . Motor ve türbin aşamasına bağlı olarak, bacaktan uzaktaki ucunda, kanat, kanat profilinin ana (ana) eksenine çapraz olan, topuk adı verilen ve gazı sınırlayan dış duvarın bir elemanını oluşturan bir elemanla biter. hava yolu.

Topuğun dış yüzeyinde, karşılarında bulunan stator duvarı ile birlikte gazlara karşı sızdırmazlık sağlayan bir labirent conta oluşturan bir veya daha fazla radyal plaka veya tarak bulunur; Bu amaçla, kural olarak, söz konusu stator duvarı, plakaların sürtündüğü, aşınabilir malzemeden yapılmış bir halka şeklinde yapılır. Plakalar, gaz akışına enine konumlandırılmış bir ön taraf ve bir arka taraf içerir.

Bıçak monoblok olabilir yani bacak, platform, tüy ve topuk tek parça şeklinde yapılır. Bıçak, "kayıp balmumu dökümü" adı verilen bir döküm yöntemiyle yapılmıştır ve iyi durumdadır. ünlü uzmanlar. Bu yöntemde:

İlk olarak balmumundan bir kürek kemiği modeli yapılır;

Model, ateşlendikten sonra bir kabuk oluşturan, refrakter bir seramik astarın içine daldırılmıştır;

Balmumu eritilir ve çıkarılır; sonuçta, iç hacmi bıçağın şeklini belirleyen, refrakter malzemeden bir "kabuk kalıbı" elde edilir;

Erimiş metal bir kabuk kalıbına dökülür ve metalin aynı anda dökülmesi için birkaç kabuk kalıbı bir blok halinde birleştirilir;

Kabuk kalıbı kırılır ve bu da metal bir spatula elde edilmesini mümkün kılar.

Metalin kalıba döküldüğü noktalarda, kalıpta dökülen metal bıçağın üzerinde, bıçak oluşturulduktan sonra işlenmesi gereken, nispeten büyük kalınlıkta metal birikimleri oluşur. Kural olarak metal, bıçağın topuğu seviyesinde dökülür. Doldurma kanalının çapı ve dolayısıyla sonradan oluşan birikim önemlidir ve doldurma, labirent contanın küçük bir kalınlığa sahip plakalarının yakınında meydana gelir; Sonuç olarak, eğer sadece bir akma noktası sağlanırsa, metalin kabuk kalıp içinde zayıf dağılımı meydana gelir ve bıçakta, özellikle bıçak bıçakları seviyesinde gözeneklilik sorunları ortaya çıkar.

Bu sorun iki dökme girişi sağlanarak çözülebilir ve buna bağlı olarak dökme kanallarının çapı da azaltılır. Böylece büyük çaplı tek bir dökme kanalı yerine, birbirinden aralıklı, daha küçük çaplı iki dökme kanalı elde edilir, bu da daha iyi metal dağılımı sağlar ve gözeneklilik problemlerinin önüne geçer.

Ancak bu gözeneklilik problemlerinin yalnızca bir akma noktasının korunmasıyla çözülmesi arzu edilir.

Bu bağlamda buluşun amacı, döküm yoluyla yapılmış, içinde tüy bulunan, ucunda topuk bulunan, tüy ile tek parça halinde yapılmış, onu birleştiren bir gaz türbini motor kanadıdır. topukta, üzerinde en az bir sızdırmazlık plakasının bulunduğu bir platform bulunur ve platformda bir birinci banyo yapılır; özelliği, birinci banyoda, birinci banyo seviyesinde ikinci bir banyonun yapılmasıdır. tüy ve topuk arasındaki arayüz bölgesi.

Bıçak ile topuk arasındaki arayüz seviyesinde bir banyonun diğer bir banyoda bulunması, bu bölgede çok fazla kalınlaşmayı önler ve bıçağın döküm yoluyla kalıplanması sırasında sıvı metalin kalıp içinde daha iyi dağılmasını sağlar. Sıvı metalin kalıp içinde iyileştirilmiş dağılımı, tek bir metal dökme noktasıyla döküm kalıplamanın kullanılmasına olanak tanır. Tek akıtma noktalı bir bıçak üretmenin avantajı, kabuk kalıbının ve gerekirse kabuk kalıp bloğunun olağanüstü basitliğidir; Bıçak imalat maliyeti düşerken kalitesi artar.

Ayrıca topuk seviyesindeki malzeme miktarı optimize edilerek küreğin ağırlığı ve maliyeti azaltılır.

Ayrıca topuk ve/veya bıçak üzerindeki mekanik gerilimler optimize edilir ve daha iyi kütle dağılımı elde edildiğinden bıçak tarafından daha iyi emilir.

Tercihen birinci banyo radyal yüzeylerle sınırlanır ve taban ile ikinci banyo birinci banyonun tabanında oluşturulur.

Ayrıca ikinci banyonun, topuk ile tüy arasındaki ara yüzün karşısındaki bıçağın ana ekseni boyunca yapılması da tercih edilir.

Bıçak tüyünün sağlam bir duvardan oluşması ve birleşme bölgesinde kavisli yüzeyler içermesi, ikinci banyonun kavisli radyal yüzeyler ve alt yüzey içermesi ve ikinci banyonun kavisli radyal yüzeylerinin esasen birbirine paralel yerleştirilmesi tavsiye edilir. birleşme bölgesindeki tüyün kavisli yüzeyleri, bu da arayüz bölgesinde bıçağın esasen sabit kalınlığını sağlar.

Buluş aynı zamanda mevcut buluşa göre en az bir kanat içeren bir türbin ile de ilgilidir.

Buluş aynı zamanda mevcut buluşa uygun en az bir türbin içeren bir gaz türbinli motorla da ilgilidir.

Buluş ayrıca bir gaz türbinli motor kanadının imalatına yönelik olup aşağıdaki adımları içeren bir yöntemle ilgilidir:

Bıçağın balmumu modeli, bir tüy içeren, sonunda bir topuk yapılan, arayüz bölgesi seviyesinde bağlandığı tüy ile tek bir parça oluşturan, topukta ise bir platform içeren bir balmumu modeli yapılır. üzerine en az bir sızdırmazlık plakasının yapıldığı, birinci banyoda platform üzerinde yapılırken, birinci banyoda tüy ile topuk arasındaki arayüz bölgesi seviyesinde ikinci banyonun yapıldığı,

Bir balmumu spatulası refrakter bir astarın içine daldırılır,

Kabuk kalıbı yangına dayanıklı malzemeden yapılmıştır,

Erimiş metal, tek bir dökme ağzından kabuk kalıbına dökülür,

Kabuk kalıbı kırılarak bıçak elde edilir.

Mevcut buluş, mevcut buluşa göre bir bıçağın tercih edilen bir düzenlemesinin ve ekteki çizimlere referansla üretim yönteminin aşağıdaki açıklamasından daha açık hale gelecektir.

İncir. Şekil 1, mevcut buluşa göre bir türbin kanadının şematik yandan görünüşüdür.

İncir. 2 - Kürek kemiğinin topuğunun dış tarafının önden izometrik görünümü.

İncir. Şekil 3, bıçağın Şekil 2'deki III-III düzlemi boyunca kesit görünüşüdür; 1.

İncir. Şekil 4, kürek kemiği topuğunun dış tarafının izometrik yandan görünüşüdür.

Şekil 2'de gösterildiği gibi. Şekil 1'de mevcut buluşa göre kanat (1), genel olarak, bıçağı (1) içeren gaz türbini motorunun B eksenine göre büyük ölçüde radyal olan bir ana eksen A boyunca oluşturulur. B bu durumda Bir turbojet motorunun türbin kanadından bahsediyoruz. Bıçak (1), iç tarafta bulunan bir bacak (2), bir platform (3), bir tüy (4) ve dış tarafta bulunan bir topuk (5) içerir. Topuk (5) çiftleşme bölgesinde (15) tüyle (4) çiftleşir. Ayak 2, bu rotora montaj için rotor soketine takılmak üzere tasarlanmıştır. Platform (3), bacak (2) ile tüy (4) arasında yapılmıştır ve bıçağın (1) eksenine (A) göre enlemesine yerleştirilmiş, iç tarafıyla gaz-hava yolunu sınırlayan bir duvar elemanı oluşturan bir yüzey içerir; söz konusu duvar, söz konusu türbin kademesinin kanatlarının (1) birbirine bitişik olan tüm platformları (3) tarafından oluşturulur. Tüy (4) esas olarak bıçağın (1) ana ekseni A boyunca bulunur ve uzmanların bildiği gibi amacına uygun aerodinamik bir şekle sahiptir. Topuk (5), tüyün (4) dış ucunda esas olarak bıçağın (1) ana eksenine (A) çapraz olarak yapılan bir platform (5a) içerir.

Şekil 2'de gösterildiği gibi. 2 ve 4, topuk yastığı 5'i içerir Ön kenarŞekil 6 ve arka kenar (7), gaz akışına göre enlemesine yönlendirilmiştir (akış genellikle turbojet motorunun B eksenine paraleldir). Bu iki enine kenar, ön 6 ve arka 7, Z şeklinde bir profile sahip olan iki yan kenarla 8, 9 birbirine bağlanır: her bir yan kenar 8, 9, birbirine bağlanan iki uzunlamasına bölüm (sırasıyla 8a, 8b, 9a, 9b) içerir. gaz akışının yönüne göre esasen enine veya en azından açılı olan, sırasıyla birbirine 8", 9" nolu bir bölüm. Topuk (5) rotor üzerindeki iki bitişik bıçağın topukları ile yan kenarlar (8, 9) boyunca temas etmektedir. Özellikle, çalışma sırasında maruz kaldıkları titreşimleri sönümlemek için, bıçaklar, ana eksenleri A etrafında büyük ölçüde bir burulma gerilimi ile disk üzerine monte edilir. Topuklar (5), bıçaklar bir burulma kuvvetine maruz kalacak şekilde tasarlanmıştır. enine kesitler (8", 9") yan kenarlar (8, 9) boyunca bitişik bıçaklar tarafından desteklendiğinde gerilim.

Topuğun (5) platformunun (5a) dış yüzeyinden başlayarak, radyal plakalar (10, 11) veya taraklar (10, 11) yapılır, bu durumda iki miktarda; sadece bir bıçağın veya ikiden fazla bıçağın sağlanması da mümkündür. Her bir plaka (10, 11), topuk yastığının (5) dış yüzeyinden başlayarak, yan kenarların (8, 9) iki karşılıklı uzunlamasına bölümü (8a, 8b, 9a, 9b) arasında, gaz türbini motorunun B eksenine enine yapılır. topuk 5.

Topuğun (5) platformu (5a) genel olarak gaz türbin motorunun B eksenine göre radyal bir açıyla tasarlanmıştır. Nitekim bir türbinde gazların genleşmesini sağlamak amacıyla gaz-hava yolunun kesiti girişten çıkışa doğru artar; Böylece, topuğun (5) platformu (5a), gaz türbini motorunun B ekseninden girişten çıkışa doğru hareket ederken, iç yüzeyi gaz-hava yolunun dış sınırını oluşturur.

Topukların (5) platformunda (5a), bir birinci banyo (12) oluşturulmuştur (döküm kalıbının konfigürasyonundan dolayı). Bu birinci banyo (12), dıştan başlayarak yapılan, jantı oluşturan çevresel yüzeylerin (13) oluşturduğu bir boşluktur. platformun (5a) yüzeyine bağlanır ve banyonun (12) tabanını (14) oluşturacak şekilde yüzeye (14) bağlanır. Çevresel yüzeyler (13) büyük ölçüde radyal olarak düzenlenir ve bu durumda iç kısımda kavislidir ve platformun dış yüzeyi ile arasında bir arayüz oluşturur. Bu kavisli radyal yüzeyler (15), genel olarak yan kenarlara (8, 9) ve topuğun (5) platformunun (5a) enine kenarlarına (6, 7) paraleldir ve yandan bakıldığında şekillerini takip eder. yukarıda (bıçağın 1 ana ekseni A boyunca). Topuğun (5) bazı alanları bu tür radyal yüzeyleri (13) içermeyebilir, bu durumda banyonun (12) tabanının (14) yüzeyi doğrudan yan kenara uzanır (Şekil 2'deki kenar (9a'ya bakınız) (Şekil 2'de not edilmelidir) .4 bu alanlar aynı yerde değil).

Bu tipte bir tepsi (12) bilinen bıçaklarda zaten kullanılmıştır. İşlevi, mekanik özelliklerini korurken topuğu (5) hafifletmektir: topuğun (5) yastığının (5a) kalınlığı, yan kenarların (8, 9) yakınında önemlidir. yan yüzeyler bitişik bıçaklarla temas halinde olan, bıçağın (1) dönüşü sırasında güçlü gerilimlere maruz kalan, daha az gerilime maruz kalan topuğun (5) platformunun (5a) orta kısmı, birinciyi oluşturan bir girinti ile yapılır. tepsi 12.

Ek olarak topuk, birinci banyoda (12) bir banyo (16) içerir; bundan sonra ikinci banyo (16) olarak anılacaktır. İkinci banyo (16), topuk (5) ile tüy (4) arasındaki arayüz bölgesi (15) seviyesinde yapılır. Özellikle ikinci banyo (16), banyo, topuk (5) ile tüy (4) arasındaki bölge (15) ara yüzünün karşısındaki bıçağın (1) ana ekseni (A) boyunca yapılır.

İkinci banyo (16), birinci banyonun (12) tabanının (14) yüzeyini ikinci banyonun (16) tabanını oluşturan yüzeye (18) bağlayan bir kenar oluşturan çevresel yüzeyler (17) tarafından oluşturulan bir boşluktur (ve birinci banyonun (12) tabanının (14) yüzeyi). Çevresel yüzeyler (17) büyük ölçüde radyal olarak düzenlenir, bu durumda dış ve iç taraflarda kavisli olup, birinci banyonun (14) tabanının (14) yüzeyi ile ikinci banyonun (16) tabanının (18) yüzeyi arasında bir arayüz oluşturur. Bunlar kavisli radyal yüzeyler (17), yukarıdan bakıldığında (bıçağın (1) ana ekseni A boyunca) şekillerini takip ederek kalemin (4) yüzeylerine büyük ölçüde paraleldir (bkz. Şekil 4).

İkinci banyo (16), döküm kalıplama sırasında gerçekleştirilir (başka bir deyişle, bıçağın (1) kalıplanmasına izin veren kabuk kalıbının konfigürasyonu, böyle bir banyonun (16) kalıplanması için uyarlanır). Bıçak, yukarıdaki açıklamada belirtildiği gibi, kayıp balmumu modelleri kullanılarak döküm yoluyla yapılmıştır.

İkinci banyonun (16) varlığı, topuk (5) ile tüy (4) arasındaki arayüz bölgesinde (15) aşırı kalınlığı önler. Bu nedenle, metalin kabuk kalıbına dökülmesi sırasında metal daha eşit bir şekilde dağıtılır ve bu da oluşumu önler. metal yalnızca bir dökme noktasında dökülse bile gözeneklilik.

Böylece, bıçak (1), her bir kabuk kalıbı için tek bir sıvı metal doldurma girişine sahip bir hassas döküm yöntemiyle üretilebilir ve bu yöntem daha basit ve daha ucuzdur. Formlar bloklar halinde birleştirilirse yöntem daha da basittir. Ek olarak, tek bir dökme girişinden kabuk kalıbına dökülerek, üretilen bıçakta yalnızca bir artık birikinti bulunur ve bu, makineyle işlenmesiyle giderilir. Böyle bir parçanın mekanik olarak işlenmesi daha basittir.

Ek olarak, bıçağın (1) kütlesi ve dolayısıyla maliyeti, ikinci bir tepsinin (16) varlığıyla azaltılırken, topuk (5) üzerindeki gerilimlerin yanı sıra bıçak (4) üzerindeki gerilimler de daha iyi dağıtılır ve dolayısıyla daha iyi emilir. bıçak 1.

Bu durumda kalem (4), katı bir duvar formunda, yani duvarının kalınlığında yapılmış bir ceket veya oyuk kullanılarak soğutulmadan yapılır. İkinci banyonun (16) çevresel yüzeyleri (17) ve alt yüzeyinin (18), bıçağın (1) kalınlığının, topuk (5) ile bıçak (4) arasındaki arayüz alanında (15) büyük ölçüde sabit olacağı şekilde tasarlanması tercih edilir. ayırt edici özellikŞekil 2'de açıkça görülmektedir. Özellikle, tüy (4) ile topuk (5) arasındaki arayüz bölgesi (15) seviyesinde tüyün (4) kavisli yüzeylerini (15a, 15b) belirtirsek, o zaman ŞEKİL 3'te gösterilir. Şekil 3'te, ikinci tepsinin (16) kavisli radyal yüzeylerinin (17), karşılarında konumlandırıldıkları tüyün (4) kavisli yüzeylerine (15a, 15b) büyük ölçüde paralel yapıldığı görülebilir. Gösterilen düzenlemede, ikinci teknenin (16) kavisli radyal yüzeylerinin (17) yarıçapı, tüyün (4) karşılıklı kavisli yüzeylerinin (15a, 15b) yarıçapıyla aynı değildir, ancak yine de bu yüzeyler esasen paraleldir.

İkinci banyonun (16) Şekil 2'de bulunan kısmı. Soldaki Şekil 3'ün özelliği, birinci banyonun (12) kavisli radyal yüzeyi (13), birinci banyonun (12) tabanı (14) ve ikinci banyonun (16) kavisli radyal yüzeyi (17) arasında herhangi bir düz kısım olmayan sürekli kavisli bir şekil ile karakterize edilir. ikinci banyonun (16) Şekil 2'de bulunan kısmı. Sağdaki 3'te bu alanların her biri açıkça görülebilmektedir. Söz konusu bölgede (kesit halinde) aralarındaki farklı bölümlerin uygulanması, topuk (5) yüzeylerinin tüyün (4) yüzeylerine göre konumuna bağlıdır.

Buluş, hareketli bir türbin kanadı için anlatılmaktadır. Aynı zamanda aslında döküm yoluyla yapılan ve tüy içeren, ucunda tüylü tek parça şeklinde topuk yapılan her türlü bıçak için de kullanılabilir.

İDDİA

1. Gaz türbini motorunun dökümle yapılmış, ucunda topuk bulunan, tüy içeren, tüy seviyesinde bağlandığı tek parça şeklinde yapılmış bir kanadı. topuk, üzerinde en az bir sızdırmazlık plakasının yapıldığı bir platform içerir ve platformda bir birinci banyo yapılır; özelliği, tüy arasındaki arayüz bölgesi seviyesinde birinci banyoda ikinci bir banyonun yapılmasıdır. ve topuk.

2. Birinci banyonun radyal yüzeyler ve taban ile sınırlandırıldığı ve ikinci banyonun, birinci banyonun tabanında yapıldığı, istem 1'e göre bıçak.

3. İstem 1'e göre bıçak olup, bu bıçakta, ikinci banyo, topuk ve tüy arasındaki arayüz bölgesinin karşısındaki bıçağın ana ekseni (A) boyunca yapılmıştır.

4. İstem 3'e uygun bıçak olup, buradaki tüy, katı bir duvardan oluşur ve birleşme bölgesinde kavisli yüzeyler içerir ve ikinci banyo, kavisli radyal yüzeyler ve bir alt yüzey içerirken, ikinci banyonun kavisli radyal yüzeyleri, arayüz bölgesinde tüyün kavisli yüzeylerine esasen paralel olarak konumlandırılırlar, bu da arayüz bölgesinde bıçağın esas itibarıyla sabit bir kalınlığını sağlar.

5. İstem 1'e göre en az bir kanat içeren bir türbin.

6. İstem 5'e göre en az bir türbin içeren gaz türbini motoru.