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第 9 卷

2021 年

9 月刊

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第 9 卷 - 2021 年 9 月刊
喷丸强化在航空工业中的重要性
图1:ARSP 1000 ECO DUAL的喷丸强化工作区域

图1:ARSP 1000 ECO DUAL的喷丸强化工作区域

图2:FerroECOBlast的中级认证喷丸强化专家Aljaž Molek先生

图2:FerroECOBlast的中级认证喷丸强化专家Aljaž Molek先生

图3:双室压力喷丸设备

图3:双室压力喷丸设备

图4:用于强度检查的通用阿尔门试片喷丸强度

图4:用于强度检查的通用阿尔门试片喷丸强度

图5:用户友好的FerroSmartPanel

图5:用户友好的FerroSmartPanel

因为有了飞机,如今的交通运输变得非常快速和高效。在新冠肺炎疫情之前,飞机每年运送45亿乘客和5770万吨货物。为了保证飞机能够安全快速地飞行,飞机配备了需要承受极高负荷的涡轮喷气发动机。
您是否知道最强大的涡轮喷气发动机可以产生高达11.5万磅的推力,也就是高达510kN,相当于11万马力?为了保持此类发动机运行,首先需要完成一些重要的工程。
喷丸强化工艺是旨在保持发动机在此负荷下安全运行的工艺之一,它通过引入残余压应力来改善机械性能,并可防止几乎每个涡轮喷气发动机组件发生断裂。

FerroECOBlast® Europe起源于欧洲中心,可针对表面处理工艺(包括喷丸强化),提供解决方案并制造配套机器。自1964年以来,FerroECOBlast® Europe凭借在该领域的专业知识,在世界各地的飞机制造商和维修工厂中享有盛誉。本公司获FAA认可的喷丸强化专家可为任何车间提供咨询、测试和解决方案——无论是专门从事发动机、起落架、结构组件的车间还是从事复合材料的车间——以及越来越多地为增材制造行业提供上述服务,增材制造行业近年来在航空领域广受欢迎。本公司在欧洲、中东、亚太地区、美国、新西兰和澳大利亚的业务表明,在选择可靠的解决方案和质量支持方面,距离并未对其客户构成障碍。此外,在新冠肺炎疫情期间,FerroECOBlast® Europe在其当地合作伙伴的帮助下,通过虚拟支持成功完成了所有待决项目。正如Charles Darwin所说:“能够生存下来的物种并不是那些最强壮的,也不是那些最聪明的。而是那些对变化作出快速反应的”。FerroECOBlast® Europe正是这样做的——它顺应变化以支持其合作伙伴。

为在涡轮喷气发动机和燃气轮机组件上应用喷丸强化工艺,而制定出该特殊解决方案,该方案尤其注重工艺的可重复性和可追溯性。
喷气发动机制造商非常清楚在圆盘、整体叶盘、叶片、轴,几乎是涡轮喷气发动机的每个组件上应用喷丸强化工艺是多么重要。因此,机器需要以最高的精度设计并注重每一个小细节,以便为其提供可重复和可追溯的结果。FerroECOBlast® Europe实行了五个重要步骤,以使其解决方案尽可能符合客户的需求和期望。在本公司的现场测试设施中进行机器人、自动或手动测试,在此期间,研发人员和获FAA认可的喷丸强化人员负责确定工艺参数。然后将获得的结果提交给客户进行确认。一旦这个阶段完成,就进入第二阶段——技术设计。技术设计是为了满足客户的期望而与其合作开发的——无论是在机器的功能、布局、复杂性、组件选择还是任何其他方面的期望。技术设计还需提交给客户进行确认。技术评估和最终确认后进行生产和装配。机器的制造和装配完全在公司总部进行,发货前与客户一起对机器进行测试。接下来是第4步,安装和培训。FerroECOBlast® Europe专家与当地支持团队一起来到安装现场,在客户所在地安装机器、执行启动并重复测试。完成后,将对操作员、技术人员和维护人员进行培训,以确保机器的平稳运行并防止任何停机。最后,第五步,售后活动。FerroECOblast® Europe及其本地支持致力于提供优质的售后支持,这通常比解决方案本身更为重要。咨询、支持和快速响应时间是有助于保持客户满意度的主要价值。
在此特殊情况下,为了使用两个机器人和一个同步转台,它允许在一台机器上进行13种不同的轴操作,而设计了解决方案。每个机器人都配备了两个喷丸喷嘴,可以根据作业或机器当前正在处理的零件进行调整,以便仅使用一个喷嘴处理较小的零件。
喷丸强化工艺中最重要的是工艺可重复性和可追溯性,因此需要精确执行介质回收。首先,从料斗底部抽取喷丸介质并输送到称为“空气清洗”的除尘装置,在该装置中去除喷丸强化介质中的灰尘。然后将喷丸介质送入振动分选机,在其中按尺寸进行筛选,确保只有尺寸正确的介质才能在系统中使用。但在使用之前,需要将介质穿过螺旋分选机以清除所有不再是圆形的破碎颗粒——这样,在操作混合物中的丸粒将始终具有相同的尺寸和形状。

一旦将介质正确回收并准备就绪,则需要精确和仔细地控制工作流程。在正确执行的喷丸强化工艺中,均需要以极高的精度控制介质流量、空气压力、喷嘴角度、喷嘴与零件之间的间隙、转盘运动和通风,以确保工艺的可重复性。因此,每个喷嘴都需使用电磁阀,以将公差水平保持在±3%以下,空气压力保持在±1%的偏差范围内。这需要在后端使用特殊的阀门和程序来控制每个组件。为了检查工艺质量,对阿尔门试片进行强度测试——操作员将根据测试判断给定的参数是否在范围内并且没有任何偏差。

由通过FerroSmartPanel界面操作的PLC完成上述测试。好的机器应该有好的界面,这就是为什么FerroECOBlast® Europe开发了自己的用户友好界面以允许对机器参数和整个过程进行机器控制和可视化观察。在设计这样的界面时,很多重点都放在为运营商提供最佳用户体验上。在像航空这样要求苛刻的行业中,所有过程都需要追溯,因此这款用户友好的FerroSmartPanel允许记录完整的过程和机器历史,可以将每个零件或批次的数据导出到USB密钥或SD卡上。FerroECOBlast® Europe可提供内部开发系统,用于控制、跟踪和存储所有相关数据,确保设计和生产过程始终可追溯。此外,触摸屏面板还允许创建喷丸饱和曲线,以供操作员打印出来并附在喷丸强化报告中。机器界面包括与内部过程控制协议的连接,允许在工程师办公室显示所有机器的参数和状态,以便跟踪每个步骤或打印每个批次的整个过程以监控过程跟踪。

FerroECOBlast® Europe机器具有以下主要特性:可重复性:始终以相同的参数和精度水平执行选定的喷丸强化工艺,并确保每个零件的结果相同,消除任何错误的可能性。灵活性:能够快速调整不同零件的参数和喷丸强化工艺,以最大限度地减少机器停机时间。可追溯性:仅次于可重复性的第二个最重要的特性,它允许对每个单独零件进行过程追溯。最后,耐用性:减少机器在维护期间的停机时间并延长其使用寿命。如上所述,此过程不允许出现错误。如果航空业中的错误开始增多,最重要的是能够访问飞机制造过程的完整历史,因为这是返回并检查发生某些事情的原因并能够在必要时改进或更改某些内容的唯一方法。
正如航空界经常听到的那样,“故障不是偶然发生的,而是由一系列关键事件引发的”,这就是为什么在此行业中,可追溯性是必不可少的。

FerroČrtalič d.o.o.
Sela pri Dolenjskih Toplicah 47
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