根据俄罗斯飞机制造发展规划,到2030年将生产千余架国产飞机。工业企业现在面临着一项艰巨的任务——加快航空发动机的设计、生产和服务周期。在组装过程中,可能会出现缺陷,从而减慢流程并降低效率指标。最常见的缺陷之一是转子(发动机涡轮的主要部件)的不平衡。它会导致负荷增加,改变工作模式并加速发动机的损坏。PNIPU 科学家建议使用选定的装配方法来最小化转子的初始不平衡,并通过平衡来最小化残余不平衡。
该研究成果发表在《第八届“现代装配技术”国际科技研讨会论文集》文集上。
涡轮机的主要部分——转子——是一个旋转部件,由轴组成,轴上安装有叶轮,叶轮上安装有叶片。转子用于将气流的动能和势能转化为发动机的机械功。
转子不平衡是最常见的设备缺陷之一,它伴随着振动的急剧增加。当机构中的质心和旋转轴不重合时,就会发生这种情况。原因可能是制造错误或不同的材料密度。不平衡会导致负载增加、操作模式改变并加速发动机的损坏。PNIPU 科学家提出了组装涡轮机的算法。与现代商业使用的技术相比,新算法更耐用且更便宜。
为了组装涡轮机叶轮,使用了 PNIPU 科学家开发的特殊软件。它提前对错误进行建模。在组装之前,叶片根据其相对静不平衡的减少程度进行分类并成对堆叠。然后他们使用特殊程序进行控制并调整模拟设置。
“正确的安装可确保符合叶片不平衡的要求,并减少轮子的这一指标。铺设每组叶片后不断监测不平衡的大小和方向,以便及时进行调整。如果一切都正确完成,则根据准备好的版本进行组装。在这种情况下,车轮不再需要平衡。”PNRPU 高性能计算系统中心的初级研究员兼工程师 Margarita Seregina 解释道。
“我们开发的算法最大限度地减少了安装每个元件时转子的初始不平衡,并在将其安装到发动机中时标准化了局部安装不平衡。与现代批量生产技术相比,我们的方法降低了装配过程的成本。”PNRPU 机械工程创新技术系副教授 Sergei Beloborodov 总结道。
PNRPU科学家的方法提高了转子组装的精度,并使创建持续监控的自动化工作站成为可能,并且计算的使用减少了工作量。这将使在不久的将来快速制造出具有竞争力和可靠的国产飞机发动机成为可能。
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