استراتيجية شاملة لتحسين دقة تصنيع ريش التوربينات
باعتبارها مكونًا رئيسيًا لتحويل الطاقة الديناميكية الغازية، فإن دقة الأبعاد لشفرات التوربينات لا تتعلق فقط بما إذا كان من الممكن تركيب توربينات الغاز بسلاسة، ولكن أيضًا بالمفتاح لضمان تشغيلها الآمن. أجزاء شفرة التوربين عبارة عن أسطح مكانية معقدة ذات سماكة غير متساوية، وتكون عملية الصب الدقيق للاستثمار غير المحدد معقدة، حيث يكون لكل مرحلة تأثير على دقة الأبعاد للشفرة النهائية، ومن الصعب مراعاة الخصائص الهندسية ثني الشفرة وتشوه الالتواء وانحناء الشفرة فقط من خلال الاعتماد على طريقة تقليل سطح القالب. أثناء العملية من قالب الشمع إلى صب الشفرة، لن يحدث انكماش الحجم فحسب، بل ستتغير أيضًا الخصائص الهندسية إلى حد ما، مما سيؤدي إلى خروج حجم الصب عن المحاذاة. لذلك، في عملية الإنتاج الفعلية، كل وصلة من وصلات تصنيع شفرات التوربينات تحتاج إلى قياسها والتحكم فيها بدقة. في وقت مبكر من عام 1970، حققت المملكة المتحدة والولايات المتحدة نتائج رائعة في تكنولوجيا التحكم في القلب، ويتم استخدامها في الصب. في السنوات الأخيرة، تتطلب الماسحات الضوئية والتصوير المقطعي الصناعي (CT) للقياس المحوسب لشفرة محرك توربين الغاز في البلدان الأجنبية التحكم في دقة قياس الشفرة في حدود 50 إلى 80μm، ويتم التحكم في التسامح المسموح به في حدود ±±0.5 مم. علاوة على ذلك، من خلال التسجيل باستخدام نموذج CAD، يمكن أن ينعكس التشوه والتشوه لكل جزء من الشفرة بشكل مباشر [51-52].
نظرًا للدور الحاسم للشفرات وصعوبة تكنولوجيا التصنيع، يعتبر التحكم في شكل شفرات التوربينات تقنية أساسية للغاية في البلدان الأجنبية، ونادرًا ما يتم الكشف عن نتائج أبحاثها. لا تزال تكنولوجيا اختبار شفرة محرك توربين الغاز في الصين في مرحلة التطوير. فيما يتعلق بمعايير تكنولوجيا الاختبار، فإن معايير صناعة الطيران المحلية المرجعية هي فقط HB5647-98 وHB20126-201. لذلك، طرحت بعض الشركات المصنعة المحلية والمؤسسات البحثية متطلباتها الفنية للاختبار والقبول للقبول الداخلي، وهو أمر مناسب لإدارة التطبيقات. في هذه العملية، تم دمجها مع وسائل تكنولوجيا القياس الأجنبية، ووفقًا لما إذا كان جهاز القياس على اتصال بالجسم المقاس، تنقسم طريقة قياس شفرة محرك التوربينات الغازية إلى اتصال وعدم اتصال. تتضمن طرق قياس التلامس بشكل أساسي: طريقة قياس القالب القياسي، وطريقة قياس الحث، وطريقة قياس الإحداثيات الثلاثة. تشمل طرق قياس عدم التلامس بشكل أساسي: قياس المسح بالليزر، والكشف بالموجات فوق الصوتية، وقياس رؤية الآلة، وقياس الأشعة المقطعية الصناعية [53]. بالإضافة إلى ذلك، في الوقت الحاضر، أجرى بعض الباحثين أبحاثًا حول التحكم في حجم الشفرة استنادًا إلى المحاكاة العددية، وأصبح تراكم الأخطاء ونقلها استنادًا إلى البيانات الكبيرة والمحاكاة الرقمية وسيلة مهمة للتطوير المستقبلي.
استنادًا إلى الخصائص الهيكلية وخصائص عملية الصب لشفرات التوربينات الغازية الأسطوانية/البلورية المفردة، يعد التحكم في دقة الأبعاد لعملية الصب الدقيق بأكملها هو المفتاح لتحسين المعدل المؤهل لحجم الشفرة. بناءً على ذلك، تعتمد هذه المجموعة البحثية طريقة قياس المسح بالليزر ثلاثي الأبعاد وطريقة قياس الأشعة المقطعية الصناعية، جنبًا إلى جنب مع الإحداثيات ثلاثية الأبعاد وطرق الكشف بالموجات فوق الصوتية، لإجراء اكتشاف العيوب وقياس الحجم لعملية تحضير العملية الكاملة لشفرات محرك التوربينات الغازية. (قالب الشمع فارغ، قلب فارغ، قلب سيراميك، قلب ضغط الشمع، غلاف القالب بالشمع، غلاف القالب بدون شمع، صب). تم تحديد دقة الأبعاد ونموذج التحكم في الأخطاء في العملية الكاملة لإعداد شفرة التوربين.
تين. يوضح الشكل 18 تحليل نتائج قياس حجم الشفرة للجوانب الرئيسية مثل الشفرات الفارغة والقلبية وصب شفرات التوربينات كبيرة الحجم لنوع معين من توربينات الغاز التي طورناها. بالنسبة للمسبوكات، راجع DCPG5 في GB/T 6414−−2017، التسامح المسموح به هو ±±0.5mm، ويلزم التحكم في دقة القياس عند 120μm؛ التسامح المسموح به لقلب السيراميك هو ± ± 0.3 مم، ويلزم التحكم في دقة القياس عند 80μμ
م. في عملية تطوير الشفرة، سيتم إجراء التحكم في دقة الأبعاد لجميع الشفرات المعدة في العملية بأكملها، وسيتم تحليل دقة الأبعاد والأخطاء في المراحل الفارغة والأساسية والصب أثناء عملية إعداد الشفرة لمحرك توربين الغاز بمساعدة برنامج التحقق العكسي Geomajic-Control أو GOM. تم الكشف بشكل مبدئي عن انحراف الأبعاد وقانون التشوه لعملية تحضير الشفرة بأكملها. أظهرت النتائج أن طرق القياس غير المدمرة مثل المسح بالليزر ثلاثي الأبعاد، والتصوير المقطعي الصناعي، واختبار الموجات فوق الصوتية يمكن أن تلبي متطلبات دقة القياس لنوع معين من شفرات محرك التوربينات الغازية. يمكن لطريقة قياس المسح بالليزر ثلاثي الأبعاد الحصول على الخطوط العريضة للمكونات الوسيطة الرئيسية مثل الشفرة وقالب الشمع والقلب الخزفي لمحرك التوربينات الغازية، ويمكنها تقييم التشوه الالتوائي للشفرة بدقة. لا يستطيع التصوير المقطعي المحوسب الصناعي اكتشاف العيوب الداخلية لقلب السيراميك وقالب الشمع وقشرة القالب فحسب، بل يمكنه أيضًا قياس الكفاف وهيكل التجويف الداخلي وسمك الجدار والأجزاء الرئيسية الأخرى بدقة عالية. يمكن للفحص بالموجات فوق الصوتية قياس هيكل سمك الجدار لقالب الشمع والشفرة بدقة. تضمن طرق القياس المتقدمة هذه قياس الحجم والتحكم الدقيق في العملية الكاملة لشفرات التوربينات كبيرة الحجم، وخاصة قياس حجم غلاف القالب استنادًا إلى تقنية الكشف بالأشعة المقطعية الصناعية، والتي يمكنها استخراج هيكل التجويف الداخلي لقذيفة القالب ومقارنتها مع النموذج، وبالتالي تحقيق القياس الدقيق لحجم غلاف القالب، وهو أمر مستحيل تحقيقه باستخدام طرق القياس التقليدية.
في الوقت الحاضر، طرق الاختبار التي تم نضجها تدريجيًا ووضعها في التطبيق الهندسي لشفرات محرك التوربينات الغازية تقصر بشكل كبير دورة تطوير الشفرات، وتحسن المعدل المؤهل لحجم الشفرة، وتقلل من تكلفة الشفرات. ومع ذلك، فيما يتعلق بشفرات محركات التوربينات الغازية، لا تزال هناك أوجه القصور التالية: المواصفات الفنية غير المكتملة والنظام القياسي لاختبار الشفرات، والافتقار إلى وسائل فعالة للتحقق الفني، وعدم كفاية تراكم البيانات المتعلقة بتغيير الأبعاد وتراكم الأخطاء أثناء إعداد الشفرات، والافتقار إلى الذات - تطوير برنامج قياس وتحليل حجم الشفرة. مع التطبيق الواسع لتكنولوجيا الكمبيوتر في مجال تصنيع الشفرة، ستلعب تكنولوجيا التصنيع الذكية القائمة على التعلم الآلي والمحاكاة الرقمية أيضًا دورًا مهمًا في التحكم في الأخطاء في عملية الشفرة بأكملها، وذلك لتحسين دقة التحكم في الحجم. من النصل.
