發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)鋁合金葉片噴丸防護(hù)

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

鋁合金發(fā)動(dòng)機(jī)支架的減重效果

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

據(jù)外國(guó)媒體報(bào)道,美國(guó)鋁業(yè)公司(alcoa)于2014年7月15日宣布,已與聯(lián)合技術(shù)公司(unitedtechnologiesco.)旗下的普拉特·惠特尼公司(pratt&whitney)簽訂了一項(xiàng)價(jià)值11億元,長(zhǎng)達(dá)10年的發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇葉片供應(yīng)合同。這些purepowerpw1000g型發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇葉片是用鋁-鋰合金制造的。美國(guó)鋁業(yè)公司的優(yōu)質(zhì)鋁合金材料與普拉特·惠特尼公司的先進(jìn)技術(shù)相