Пристрій для ремонту спрямовуючого апарата газотурбінного двигуна

Пристрій для демонтажу та паяння лопаток спрямовуючого апарата газотурбінного двигуна, який містить вакуумну камеру, вакуумний насос, форвакуумний насос, який відрізняється тим, що 3 спрямовуючого апарата газотурбінного двигуна, поздовжній розріз; - на фіг.2 - вид А та розріз Б-Б фіг.1; - на фіг.3 - стапель для паяння спрямовуючого апарата у зборі зі спрямовуючим апаратом. Пристрій містить вакуумну камеру 1, з'єднану з дифузійним вакуумним насосом 2, форвакуумний насос 3, з'єднаний з дифузійним вакуумним насосом 2, розташований на стінці вакуумної камери 1 з можливістю позиціювання, плазмотрон 4, систему постачання та регулювання робочих газів 5 та джерело живлення 6 плазмотрона 4. Зовні вакуумної камери 1 розташований ділильний пристрій 7, який розподіляє кут оберту вала 8, що входить в вакуумну камеру 1 крізь ущільнення в її стінці, таким чином, що повний оберт розподіляється на кількість фіксованих позицій, рівну кількості лопаток в ступені спрямовуючого апарата. Вал 8 іншим кінцем, що знаходиться в вакуумній камері, розташований в опорі 9, яка дає йому можливість вільного обертання та закріплена на стінці вакуумної камери 1. Кінець вала 8, розташований в вакуумній камері 1 має цапфу, на яку кріпиться знімний стапель 10 для паяння або стапель 11 для випаювання лопаток. Стапелі 10 та 11 виконані розбірними з двох частин та з'єднуються болтами 16. На корпусі стапелів 10 та 11 розташовані підпружинені фіксатори 17, призначені для осьової фіксації стапелів 10 та 11 на валу 8 в кільцевій канавці. Кутове положення стапелів 10 та 11, що встановлюються, визначається шпонкою 12 на валу 8. Між плазмотроном 4 та поверхнею спрямовуючого апарата 13, що розташовується в стапелі 10 або 11, може бути встановлений захисний екран 14 з можливістю регулювання його положення. В камері також встановлений електромагнітний виштовхувач 15 лопаток. Пристрій працює наступним чином. Для випаювання пошкоджених лопаток спрямовуючий апарат 13 встановлюють в стапель 11 для випаювання лопаток та фіксують в ньому болтами 16. Стапель 11 з розташованим в ньому спрямовуючим апаратом 13 встановлюють та закріплюють на валу 8 за допомогою підпружиненого фіксатора 17, який входить в кільцеву канавку вала 8. Під час повороту вала 8 зі стапелем 10 або 11 електромагнітний виштовхувач 15 знаходиться в прибраному положенні та не заважає вільному обертанню стапелів разом з валом 8. Вакуумну камеру 1 зачиняють та вмикають насоси 2 та 3. Стапель 11 з розташованим в ньому спрямовуючим апаратом 13 встановлюють в положення, при якому пошкоджена лопатка розташовується навпроти плазмотрона 4 та фіксують в кутовому напрямку ділильним пристроєм 7. При досягненні в вакуумній камері 1 необхідного ступеня вакууму, вмикається живлення та подача робочого газу плазмотрона 4 та триває нагрів локальної зони навколо пошкодженої лопатки. Одночасно вмикається електромагнітний виштовхувач 15, натискаючи на торець лопатки спрямовуючого апарата 13, яку потрібно випаяти. Коли припій досягає температури плавлення, електромагнітним виштовхувачем 15 пошкоджена 61365 4 лопатка виштовхується зі спрямовуючого апарата 13, а живлення плазмотрона 4 вимикається разом з постачанням робочого газу. Після цього у випадку потреби випаяти іншу лопатку електромагнітний виштовхувач 15 становиться у прибране положення, вал 8 зі стапелем звільняється та повертається в інше положення, знов фіксується в кутовому напрямку ділильним пристроєм 7, та процес повторюється потрібну кількість разів. Після випаювання всіх пошкоджених лопаток тиск в вакуумній камері 1 вирівнюється з атмосферним, камеру відчиняють та з вала 8 знімають стапель 11. Далі зі стапеля 11 виймають спрямовуючий апарат 13, з якого випаяні всі пошкоджені лопатки. Під час пайки нових лопаток пристрій працює аналогічним чином, але замість стапеля 11 для випаювання застосовується стапель 10 для паяння (фіг.3), в якому кожна попередньо встановлена на місце випаяної нова лопатка займає однозначне просторове положення перед паянням. Кріплення стапеля 10 для паяння на валу 8 цілком аналогічно кріпленню стапеля 11 для випаювання. Під час пайки електромагнітний виштовхувач 15 не застосовується. Стапель 10 з встановленим спрямовуючим апаратом 13 та попередньо закріпленими на ньому новими лопатками та припоєм встановлюють на вал 8 та фіксують на ньому підпружиненим фіксатором 17. Після цього вакуумну камеру 1 зачиняють та вмикають насоси 2 та 3. Стапель 10 повертають в положення, яке відповідає розташуванню лопатки, яку потрібно паяти, навпроти плазмотрона 4 та фіксують в кутовому напрямку ділильним пристроєм 7. Під час досягнення необхідного ступеня вакууму в камері 1 вмикається живлення та постачання робочого газу плазмотрона 4 та починається розігрів локальної зони навколо лопатки, що паяється. Як робоче тіло плазмотрона 4 застосовується аргон, який безперервно натікає скрізь порожній катод плазмотрона 4 та заповнює вакуумну камеру 1. Одночасно з цим вакуумний насос 2 безперервно відкачує середовище з вакуумної камери 1, підтримуючи стабільний тиск в ній та оптимальні умови для роботи плазмотрона 4. Під час розігріву зони паяння струм іонів одночасно виконує іонне чищення поверхні, випарюючи оксидний та адсорбований шар та жирові забруднення. При цьому можливе застосування захисного екрана 14 для локалізації зони розігріву. Процес паяння контролюється візуально крізь вікно в вакуумній камері 1, а температура поверхні може контролюватися будь-яким відомим способом, наприклад термопарою або оптичним пірометром. Після закінчення часу паяння та відтворення паяного з'єднання живлення та постачання робочого тіла плазмотрона 4 вимикаються, стапель 10 для паяння разом із спрямовуючим апаратом 13 повертають валом 8 в нове положення для паяння та знов фіксують в кутовому напрямку ділильним пристроєм 7. Процес повторюється для кожної лопатки, що потребує паяння. Після цього тиск в вакуумній камері вирівнюється з атмосферним, стапель 10 демонтують з вала 8, після чого спрямовуючий апарат 5 13 з новими впаяними лопатками виймають зі стапеля 10. Запропонований пристрій був випробуваний на експериментальному зразку спрямовуючого апарата 10 ступеня компресора авіаційного газотурбінного двигуна ТВ3-117. Процеси паяння та випаювання проводились -2 при значенні робочого вакууму 5·10 Па при енергії іонів 1000-2000 еВ. Прискорювальна напруга в плазмотроні сягала від 500 до 1500 В; як робоче тіло плазмотрона використовувався аргон вищої очистки. Температура в зоні пайки контролювалася оптичним пірометром ЛОП-1. Паяння проводилося припоєм ПСр 50. Час розігріву та створення паяного з'єднання на зразках спрямовуючого апа 61365 6 рата 10 ступеня газотурбінного двигуна ТВ3-117 склав 90 секунд при енергії іонів 2000 еВ. При цьому зафіксована температура поверхні 920°С. Час випаювання на зазначених режимах склав 75 секунд, а зафіксована температура склала 880°С Дослідження зразків паяних з’єднань 10 ступеня спрямовуючого апарата газотурбінного двигуна ТВЗ-117 підтвердили якість та стабільність процесу паяння без застосування флюсу за допомогою запропонованого пристрою. Якість паяних з'єднань цілком відповідала технічним вимогам за 78МТУ-3, яким регламентуються вимоги до паяних з'єднань газотурбінного двигуна ТВЗ-117. Джерела інформації 1. Патент RU 2192687 від 10.11.2002. 7 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 61365 8 Підписне Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601