凯发国际娱乐官网入口 發動機葉片噴丸強化裝置結構優化與應用

提高發動機葉片強度的方法主要有噴 丸強化、拋丸強化、高壓水射流表面強化、超聲波表面強化等,它們都依托其各自特點各具優勢,而噴丸強化處理在實現發動機葉片表面強化方面具有噴丸強度高、噴丸質量好、噴丸成本低等優勢,得到了國內外廣大學者的青睞。目前發動機葉片噴丸強化裝置已開始在葉片質量改善、葉片修復、葉片防護中得到了廣泛的應用,但存在的問題也是不可忽視的,普通噴丸裝置難以完成薄壁復雜曲面的多角度噴丸工作。提高噴丸強化效果,降低生產成本,發展噴丸強化新裝置已成為當前急需解決的問題。本文由 吊鉤式拋丸機 整理

本文對噴丸強化裝置的關鍵部件進行優化,通過對噴嘴、發動機葉片夾具、噴丸工作臺、帶輪傳動機構等的結構設計,實現超薄復雜曲面葉片的裝夾及葉片的多角度噴丸,并使用Solid works軟件建立了發動機葉片噴丸強化裝置的三維實體模型。針對上述關鍵零部件通過有限元模擬分析,實現其結構優化,在提高葉片表面強化效果的同時實現成本較小化。運用離散元軟件EDEM對彈丸在噴嘴出口的速度進行仿真分析,研究不同類型的噴嘴和不同直徑的彈丸對速度的影響。仿真結果表明:直徑為0.3mm的彈丸在文丘里噴嘴的出口速度較接近優化目標值。在噴丸較優速度下,運用EDEM仿真分析得出滿足較優噴丸速度的噴嘴通徑、噴嘴長度、噴嘴擴散角的范圍,噴嘴通徑的較優范圍在6.4~9.5mm,噴嘴長度的較優范圍在70~86mm,噴嘴擴散角的較優范圍在7°~9°。運用正交試驗技術,研究彈丸在噴嘴出口速度與噴嘴通徑、噴嘴長度、噴嘴擴散角的相互關系,得到優化后文丘里型噴嘴的通徑為9.5mm,噴嘴的長度為70mm,噴嘴的擴散角為8°。運用有限元分析軟件Workbench對普通滾珠式、改進的行星式噴丸工作臺的應力、應變和總變形進行仿真分析,仿真結果表明:在相同載荷條件下行星式噴丸工作臺的多點支撐可有效分散作用載荷,較滾珠應力集中的滾珠式工作臺,其較大應力和較大應變值都有所減小,提高了工作臺的壽命。

對改進后的齒輪機構進行齒面接觸疲勞強度和齒根彎曲疲勞強度的校核,校核結果顯示:齒輪機構的強度符合要求。改進后的行星式工作臺節省了調整葉片位置的時間,實現了一次裝夾、多角度噴丸處理效果,有效的提高了噴丸效率。對丸料回收提升機構關鍵零部件進行結構優化,通過強度校核、Workbench有限元模擬分析,得到在工作載荷下,優化后主軸直徑在53mm時,較大應力值為310.8MPa,較大應變為1.6×10-3;優化后的帶輪筋板厚度11mm時,較大應力值為305.2MPa,較大應變為1.5×10-3,均滿足材料的屈服極限要求。上述結構的優化,使提升機構滿足強度要求保證運行安全的同時,有效減輕了零件重量、降低了制造成本。本文由 吊鉤式拋丸機 整理

本文對優化后噴丸強化裝置進行了應用試驗,通過對45鋼曲面葉片進行噴丸強化和噴丸表面的超景深觀測、硬度測量、殘余應力測量,分析了優化后噴丸裝置噴打葉片的三維形貌、力學性能和殘余應力與噴丸時間的變化關系,發現優化后的噴丸裝置對發動機葉片表面強化起到了明顯效果,硬度得到較大提高的同時各部位粗糙度減小并趨于*致,有效的殘余應力值得到明顯提高,實現了噴丸強化裝置對發動機葉片噴丸強化的應用。