雷尼紹:蜂窩密封 — 提升航空發(fā)動機的工作效率
一架飛機的耗油量到底有多大勾疏?舉個例子炫瘤,波音747飛機的耗油量約為每公里12升喇喂,從香港飛往倫敦就消耗了共116 000升(98噸)汽油饰逝,耗油量可謂十分驚人!為了節(jié)省高昂的燃料成本暮霍,工程界發(fā)明了蜂窩密封環(huán) (Honeycomb Seal Ring)尤喂,它是一種在航空業(yè)被廣泛使用的零部件,能有效提升發(fā)動機的工作效率串篓。測量這種帶有蜂窩結(jié)構(gòu)的密封環(huán)是業(yè)界面臨的新挑戰(zhàn)辽奥。坐落在亞太區(qū)中心、以香港為基地的HAESL — 香港航空發(fā)動機維修服務(wù)有限公司成功地解決了這一難題绩寂;其新型SRMS (Seal Ring Measurement System) 光學蜂窩密封環(huán)檢測系統(tǒng)茶括,通過雷尼紹高性能TONiC?系列直線光柵和圓光柵,提供精準和可靠的位置反饋佃戈。
劉健華先生是一名資深工程師诅福,在HAESL服務(wù)近20年;SRMS是HAESL和香港理工大學 (PolyU) 共同開發(fā)的系統(tǒng)拖叙,它徹底改變了業(yè)界測量蜂窩密封環(huán)的方式氓润。以前HAESL采用游標卡尺進行人工檢測,人工檢測不但費時薯鳍,而且十分依賴檢測員的技術(shù)和經(jīng)驗咖气。
蜂窩密封環(huán)
使用SRMS系統(tǒng)后,不僅檢測效率提升了50%挖滤,而且減少了人為誤差崩溪,使結(jié)果更加一致。
蜂窩密封環(huán)
蜂窩密封環(huán)安裝在發(fā)動機內(nèi)壁上圍繞軸中心的環(huán)型槽中斩松,主要用于密封旋轉(zhuǎn)葉片和發(fā)動機內(nèi)壁之間的徑向間隙伶唯,減少漏氣,從而提升發(fā)動機工作效率惧盹,降低耗油量乳幸。飛機在高空飛行中,發(fā)動機材料因溫度上升而膨脹钧椰,蜂窩密封環(huán)正好起到保護作用:它可提供一個可磨損層粹断,保證葉片不會與發(fā)動機內(nèi)壁產(chǎn)生磨擦而發(fā)生危險赶马。密封上的蜂窩群孔尺寸取決于旋轉(zhuǎn)葉片大小,其直徑從0.8 mm到3 mm不等马怎,深度達13 mm。
表現(xiàn)可靠
SRMS系統(tǒng)的總設(shè)計師吳逸釗先生解釋道:“集成光學測頭票援、滾軸絲桿惰渐、伺服電機和轉(zhuǎn)臺組成了一個高精度、可靠和免維護的檢測系統(tǒng)膊争。跟傳統(tǒng)測頭系統(tǒng)不同校社,SRMS采用非接觸式光學檢測技術(shù),能有效解決在測量蜂窩密封環(huán)時最常碰到的問題渣碌。選擇雷尼紹源于我們對其產(chǎn)品的信任欠怕,過去成功的合作項目使我們對雷尼紹光柵有深入的了解,知道雷尼紹無論是產(chǎn)品品質(zhì)還是性能都十分有保障饰样。雷尼紹TONiC光柵系列具有一流抗污能力潘所,讀數(shù)頭設(shè)計緊湊并且安裝簡便,在系統(tǒng)設(shè)計上給予我們充分的靈活性菲瓶。我們把兩組TONiC光柵分別安裝到SRMS系統(tǒng)XY平臺的直線軸上怠褐,有賴雷尼紹的全力支持,SRMS系統(tǒng)的性能得以充分發(fā)揮您宪∧卫粒”
吳先生繼續(xù)說:“用于放置密封環(huán)的轉(zhuǎn)臺的定位系統(tǒng),對檢測結(jié)果有著決定性的影響宪巨。我們對比了幾個不同品牌的光柵磷杏,發(fā)現(xiàn)雷尼紹光柵有很高的性價比。為了確保轉(zhuǎn)臺在運行時的流暢度和穩(wěn)定性捏卓,光柵必須提供低細分誤差极祸,在這方面TONiC無疑表現(xiàn)突出√煜牛”雷尼紹TONiC RESM圓光柵系統(tǒng)提供+/- 30 nm超低細分誤差贿肩,分辨率達86.4M CPR,足以滿足眾多高端工業(yè)應(yīng)用要求龄寞。圓光柵低質(zhì)量與低轉(zhuǎn)動慣量的設(shè)計增強了系統(tǒng)精度和動態(tài)性能汰规,加上讀數(shù)頭采用低噪聲(抖動)光學濾波系統(tǒng),進一步提高了位置控制的穩(wěn)定性物邑。
安裝簡便
所有雷尼紹的圓光柵均采用擁有專利的錐面安裝方式鲁其,能有效減低安裝誤差并簡化系統(tǒng)集成。吳先生說:“錐面安裝方式是雷尼紹編碼器的一大特點耻覆,能夠大大減少我們用于糾正軸偏心所花的時間和人工成本耐浙『婚唬”
SRMS光學蜂窩密封環(huán)檢測系統(tǒng)
另外,每一個雷尼紹讀數(shù)頭上均配有LED安裝指示燈慢荧,因此無需再使用示波器及其他復(fù)雜的安裝輔助裝置杯岩,從而可大大加快安裝速度。
創(chuàng)新設(shè)計
SRMS是一套高精密光學檢測系統(tǒng)松奖,操作員可通過控制面板選擇所需要的檢測項目测脯,包括蜂窩密封環(huán)的圓度、平坦度和PCD (Pitch Circle Diameter) 孔直徑(用于安裝)赃慰。系統(tǒng)主要由3個模塊組成:轉(zhuǎn)臺荐多、主控臺與集成光學測頭和軟件控制臺。
吳先生解釋SRMS的工作原理:“集成光學測頭內(nèi)置高精度3R級激光位移感應(yīng)器和工業(yè)用攝像頭纪尊,在主控臺的XY平臺上直線移動候殿。激光位移感應(yīng)器用于測量密封環(huán)的外徑和內(nèi)徑,攝像頭則用于采集PCD孔影像和遠程監(jiān)視LDS激光點的位置献雅。利用光學技術(shù)使檢測精度得到明顯提高碉考,這是傳統(tǒng)接觸式測頭無法提供的⊥ι恚”
在檢測過程中豆励,操作員首先要把蜂窩密封環(huán)放置在轉(zhuǎn)臺上。通過軟件上的自動校正中心功能瞒渠,放置誤差可小于+/- 2 mm良蒸。從資料庫中選取密封環(huán)型號后,就可以開始進行測量伍玖。測頭會停在預(yù)先編程的位置嫩痰,采集在旋轉(zhuǎn)過程中蜂窩密封環(huán)與測頭之間的位移數(shù)據(jù)。采集的每個點的數(shù)據(jù)都會與雷尼紹TONiC圓光柵提供的相應(yīng)角度位置數(shù)據(jù)一同發(fā)送到軟件進行分析和計算窍箍,從而得出檢測結(jié)果串纺。
光學蜂窩密封環(huán)檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
提升機床穩(wěn)定性
除了雷尼紹的光柵外,HAESL也使用了雷尼紹QC10球桿儀系統(tǒng)對機床性能進行基準測試與追蹤椰棘。QC10球桿儀系統(tǒng)能快速診斷出機床存在的問題和產(chǎn)生這些問題的誤差源纺棺,使用戶能提前做出預(yù)防性維護,從而減少因故障停產(chǎn)所浪費的時間并提升工件的良品率丰倾。劉先生說:“我們目前正積極考慮將現(xiàn)有的QC10球桿儀系統(tǒng)升級到雷尼紹最新的QC20-W系列助苫,新系統(tǒng)具有更強大的功能,如藍牙無線傳輸技術(shù)齿雕、‘部分圓弧’測試以及3個平面測試的一次性設(shè)定条馍。”
HAESL的坐標測量機也使用了雷尼紹TP200觸發(fā)式測頭赂相,配置PH10機動測座進行零件檢測寓鳄。劉先生說:“檢測是航空業(yè)中一道不可或缺的程序蔼处,雷尼紹在坐標測量機測頭領(lǐng)域處于全球領(lǐng)先地位,毫無疑問是我們的第一選擇跛孕∶埽”
關(guān)于HAESL
香港航空發(fā)動機維修服務(wù)有限公司 (HAESL) 是一家合資公司,由羅爾斯?羅伊斯股份有限公司 (Rolls Royce Plc)舟鲁、香港飛機工程有限公司 (HAECO) 和新加坡國際航空工程有限公司 (SIAEC) 聯(lián)合組建欧陋。總部設(shè)于香港语但,為眾多世界知名航空公司旗下的波音和空中客車飛機提供羅爾斯?羅伊斯發(fā)動機專業(yè)維修、翻新及零部件維修服務(wù)急黎,在行業(yè)內(nèi)擁有超過35年經(jīng)驗扎狱,已成為全球業(yè)界最為知名的品牌之一,提供最高品質(zhì)勃教、最為全面的發(fā)動機維修服務(wù)淤击。自2002年以來,HAESL與香港理工大學緊密合作故源,共同開發(fā)新項目并專門設(shè)計一些培訓(xùn)課程供航空從業(yè)人員作技術(shù)更新污抬。
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