Analyse af udviklingshistorien, markedstilstanden og udviklingsånden for turbineblader

Udviklingshistorie og tendenser for turbineblader

Turbineblader indgår i to kategorier: turbineledningsblader og turbinearbejdsblader.

Hovedfunktionen af turbineledningsfinner er at justere udslagsgasets strømningsretning fra forbændingskammeret. Værktøjets driftstemperatur kan nå op til over 1.100 ° C, og spændingen, som turbineledningsfinnerne udståer, er normalt mindre end 70MPa. Dette komponent bliver ofte skrevet af på grund af forvridninger forårsaget af stor termisk spænding, termisk spændningskræksler forårsaget af pludselige temperaturskift og brændinger forårsaget af lokale for høje temperaturer.

Turbinebladerne befinder sig i den varmeste del af turbine-motoren, med den mest komplekse spændingsstruktur og det værste miljø. Dette komponent skal udstå høj temperatur og store centrifugalspændinger og termiske spændinger. Temperaturen, som det udstår, er 50-100 ℃ lavere end de tilhørende turbinevejledende blad, men når de drejer hurtigt på høj hastighed, forårsager aerodynamiske kræfter og centrifugalkræfter en spænding på bladkroppen på 140MPa og på roden på 280-560MPa. Den kontinuerlige forbedring af strukturen og materialerne i turbinebladene er blevet en af de nøgler med til at forbedre ydeevnen af flymotorer.

Turbinebladene, turbineskæft, turbinestab og andre komponenter danner sammen turbinen i en flymotor. Turbinen er kraftkilden, der driver kompressoren og andre tilbehør. Turbinen kan opdeles i to komponenter: rotor og stator:

Turbinrotor: Det er et hele, der består af turbineblader, hjul, akser og andre roterende dele, der er monteret på aksen. Det har til opgave at sugge højtemperatur- og højtryksluftstrøm ind i forbrænderen for at vedligeholde motorens drift. Turbinrotoren fungerer ved høj temperatur og høj hastighed og overfører stor effekt, således at dets arbejdsbetingelser er ekstremt strenge. Når den arbejder ved høj temperatur, skal turbinrotoren kunne klare ekstremt høj centrifugalkraft, og den udsættes også for aerodynamisk moment m.m. Den højtemperaturmiljø vil reducere den yderste styrke af turbinbladernes materiale og kan også forårsage krype og korrosion af bladematerialet.

Turbinstator: Den består af turbinevejledningsblader, yderkant og inderkant. Den er fastgjort på huset, og dens hovedfunktion er at spredde og rette luftstrømmen for den næste turbineskades rotor for at opfylde hastighedstrianglen for turbinens arbejdsblader.

For at forbedre ydelsesmålinger som forholdet mellem trækraft og vægt, stiger kravene til tålmodigheden hos flymotorer og gasturbineblader overfor høj temperatur og høj vindfart konstant. I de mest almindelige flyturbofanmotorer har den turbine-drivne kompressor et maksimum af

Luften, der indgår i turbinmotoren, roterer med en hastighed på flere tusinde omdrejninger pr. sekund. Luften comprimeres trinvis i kompressoren. Trykforholdet i den flertrinskompressor kan nå op over 25. Den comprimerede luft går ind i motorens forbændingskammer, blander sig med brændstofet og forbrennes. Brændselsflammen skal forbrænde stabil i den højtryksluft, der strømmer med en hastighed på mere end 100 m/s.

Den højtemperatur-, højtryks-gasstrøm fra forbrændingskammeret driver turbinebladene til at rotere med en hastighed på flere tusinde til flere ti-tusinde omdrejninger pr. minut. Normalt overskrider temperaturen foran turbinen smeltepunktet for turbinebladernes materiale. Under drift har turbinebladene i moderne motorer normalt at holde ud mod temperaturer på 1600~1800 ℃ , vindhastigheder på omkring 300 m/s og den store lufttryk, der forårsages af dem.

Turbinebladene skal arbejde pålideligt i flere tusinde til flere ti-tusinde timer i sådan et ekstremt hårdt arbejdsmiljø. Turbinebladene har komplekse profiler og bruger en lang række avancerede fremstillings teknologier såsom retningssolidificering, pulvermetallurgi, kompleks tom blad-investeringsformning, fremstilling af komplekse keramiske kerner og mikro-hulbearbejdning.

Turbinblader er en af komponenterne i de "to maskiner", der har flest produktionsprocesser, længste cyklus og lavest gennemførelsesrate. Produktionen af komplekse hule turbinblader er blevet kernen i den nuværende udvikling af de "to maskiner".

Markedsstatus og udviklingstendenser

Bladene i flymotorer og gasturbiner omfatter hovedsagelig ventilatorblader, turbinblader og kompressorblader, hvoraf værdien af turbinbladerne udgør omkring 60% af den samlede bladkost pris. I forhold til ventilatorblader er råmaterialerne til turbinblader mere dyre og vanskeligere at behandle.

Som en vigtig varmendekomponent i motoren kræver turbineblader brug af højtemperaturlegeringsmaterialer. Deres smelteteknologi stiller høje krav, og nogle metalmineralforklaringer er sjældne. Med hensyn til fremstillingsproces anvender turbineblader normalt investeringsformering for at opnå tynde vægge og komplekse kølestrukturer. Fremstillingsvanskeligheden er betydeligt højere end for andre blader.

For eksempel har de bredt anvendte CFM56-flymotorer i Boeing 737-serien og Airbus 320-serien mere end tusind turbineblader, hvor hver koster mere end 10.000 yuan. Enhedsprisen på turbineblader i visse dele overstiger endda 100.000 yuan.