Специалисты Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) разработали метод более эффективной сборки авиационных двигателей с использованием математической модели.
Как сообщили ТАСС в пресс-службе вуза, применение этой методики позволяет снизить стоимость сборочных работ на 25–30%.
В процессе сборки вентилятора авиационного двигателя может возникнуть дисбаланс лопастей, что приводит к снижению производительности механизма. После технологических работ детали обычно балансируют, но это дорогостоящий и трудоёмкий процесс.
Учёные ПНИПУ создали компьютерную модель, которая позволяет спроектировать оптимальное расположение лопастей ротора ещё до начала сборки. Это сокращает финансовые и временные затраты на производстве.
В процессе сборки вентиляторов авиадвигателей применяются схемы, которые показывают распределение дисбаланса вдоль лучей, исходящих из центра масс объекта. Эти схемы используются для предварительной оценки дисбаланса вращающихся деталей, но не помогают устранить неравномерное распределение масс лопастей. Это приводит к увеличению уровня шума и повышенной вибрации, которая может вызвать повреждение компонентов двигателя.
Для устранения дисбаланса после сборки двигателя проводят балансировку, но это требует больших затрат времени и финансов. Кроме того, полностью собранный двигатель может оказаться непригодным к эксплуатации, если превысит уровень допустимой вибрации из-за технологических дисбалансов.
Учёные ПНИПУ считают, что эффективнее учитывать параметры дисбаланса вентилятора заранее и контролировать его уравновешенность в процессе сборки, а не после неё.
В университете разработали специальное программное обеспечение, которое позволяет разложить лопасти на группы. В каждой группе можно корректировать дисбаланс, контролируя его величину и направление. Это обеспечивает постоянный мониторинг результатов сборки.
Сравнение этого метода с типовым технологическим процессом показало, что остаточный дисбаланс вентилятора снизился в 15 раз.
Как рассказал декан аэрокосмического факультета ПНИПУ, доктор технических наук Владимир Модорский, преимущество такого компьютерного моделирования заключается в том, что сборка вентилятора по предложенной методике не требует дополнительной балансировки после сборки, что снижает стоимость сборочных работ на 25–30%.
Исследование пермских учёных опубликовано в журнале «Вестник машиностроения» (№ 9). Работы проводились в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030».