Обработка рабочего колеса 101: процессы, эффективность конструкции и области применения | Обработка Falcon CNC

От аэрокосмической до HVAC, рабочие колеса являются рабочими лошадками гидродинамики-преобразования энергии вращения в давление и поток. В этом блоге обсуждаются различные аспекты производства крыльчатки, ответы на ваши вопросы о разнице между крыльчаткой и пропеллером, а также обсуждаются передовые подходы к проектированию в поисках матери всех КПД.

Как изготавливаются крыльчатки?

Производство крыльчатки требует сочетания передовых инженерных чертежей и прецизионной обработки. Вот моментальный вид процесса:

Дизайн & симуляция

Современное производство крыльчатки начинается с моделирования вычислительной гидродинамики (CFD) для определения геометрии лопасти, отношений давления и путей потока. Другие аспекты, такие как углы входа/выхода и угол смещения, могут быть установлены заранее и оптимизированы с использованием методологии поверхности отклика (RSM) на основе эффективности и крутящего момента.

Определение материала

Общие материалы для рабочих колес включают алюминиевый сплав, нержавеющие стали и инженерные смолы с превосходными механическими характеристиками. В случае центробежных компрессоров для транспортных средств на топливных элементах предпочтительны легкие и прочные сплавы из-за проблем с потерей энергии.

Производство преформ

Преформ обычно изготавливается через процесс литья (часто процесс точного литья) для создания почти чистой формы. В качестве дополнительной меры обеспечения параметры производственного процесса требуют ковки к критическим участкам для улучшения структурной целостности. В случае рабочих колес на основе смолы (например, центробежных воздуходувок), чаще всего, лазерная сварка используется для присоединения полых лопастей к ступице вращателя при осевом сжатии.

ЧПУ

Сложные профили лезвий с микронными допусками обрабатываются на многоосевых станках с ЧПУ.LjzCNC-это 5-осевая обработка, обеспечивающая гладкие обработанные поверхности на рабочих колесах, используемых для уменьшения турбулентности.

Заканчивать & испытание

После завершения обработки полученные детали могут подвергаться балансировке, полировке и покрытиям, таким как никелирование. Рабочие характеристики рабочего колеса могут быть проверены путем выполнения гидродинамических испытаний в лабораторных условиях.

Крыльчатка против пропеллера: важные различия

Хотя и рабочее колесо, и пропеллер имеют вращающиеся лопасти, они различаются по своим прикладным функциям и конструкциям:

Функция:

Рабочее колесо предназначено для перемещения жидкостей через сборку (например, насосы и компрессоры), заставляя жидкость ускоряться либо радиально (наружу от центра), либо осево (вдали от направления вращения лезвия). Пропеллер предназначен для создания тяги для перемещения транспортного средства (корабля, дрона) через жидкость (воздух или воду).

Дизайн:

Рабочие колеса обычно имеют лезвия, которые закрыты для создания направленного потока жидкости. Пропеллеры обычно имеют открытые лопасти, предназначенные для максимальной тяги из-за уменьшения сопротивления при движении через жидкость.

Пропеллеры строят тягу по нескольким причинам, чем рабочее колесо могло бы достичь повышения давления для применения. Пропеллеры будут смотреть на соотношение тяги к мощности для эффективности. Рабочее колесо может потенциально доставлять жидкость при требуемом давлении в зависимости от конструкции, что важно для стабильности потока и производительности потока с течением времени.

Приложения:

Рабочие колеса: турбокомпрессоры, компрессоры на топливных элементах, промышленные насосы.

Пропеллеры: подвесные моторы для судов, самолетов и ветряных турбин для выработки электроэнергии.

Что представляет собой эффективная конструкция крыльчатки?

Эффективная конструкция компонента лопасти сводится к компрометации аэродинамических характеристик, упругих характеристик материала и возможности изготовления лопастей:

Оптимизация геометрии лезвия

Углы выхода и углы смещения могут иметь решающее значение для коэффициентов крутящего момента и того, насколько они эффективны при максимальной производительности. Большие углы выхода максимизировали бы эффективность передачи энергии, что особенно важно для автомобильного гидротрансформатора. В том же смысле/конструкция лезвия была создана за кулисами с использованием CFD, что помогает предотвратить турбулентность или кавитационный потенциал или риск.

Материальные инновации

Тонкостенные, упругие, высокопрочные материалы из сплава создадут оптимальную конструкцию лопасти рабочего колеса благодаря минимальному весу и минимальной устойчивости материала к давлению. С появлением аддитивного производства можно использовать новые конструкции, которые ускоряют использование уникальной геометрии для

Пробить интерес собственников.

Поверхностный финиш

Когда рабочее колесо отполировано, это снижает потери на трение. Покрытия доступны, и DLC (алмазоподобный углерод), например, дополнительно устойчив к

Износ и коррозия.

Операционная гибкость

Крылка, которая является наиболее идеальной, будет наиболее эффективной при нагрузках. Например, легко оптимизировать конструкцию рабочего колеса центробежного компрессора, чтобы иметь плоские рабочие характеристики или плоскую кривую производительности при рабочих вариациях нагрузки.

Применения индустрии & возможности КНК ЛДЖЗ

Будь то компрессор топливных элементов, автомобильный гидротрансформатор или тяговая тяга в судне (морском), рабочие колеса обычно составляют идеальную конструкцию.

LJZ CNC Machining может предложить нашим клиентам:

• 5-осевая прецизионная обработка для чувствительных ко времени работ для выполнения более сложных работ с геометрией лезвия для аэрокосмической или энергетической промышленности.

• One Stop Shop для сквозной работы-от CFD до пост-обработки.

• Подвергая механической обработке опыт с общими материальными типами как нержавеющие стали, титан, и проектированные полимеры.

Почему выбирают ЧПУ LJZ?

Мы имеем более чем десятилетний опыт обслуживания многих клиентов из списка Fortune 500.

Мы имеем аттестованное ИСО качественное испытание.

Чтобы убедиться, что вы получаете соответствует техническим требованиям, как они применяются к ASME/API сделал, мы будем проводить тщательное тестирование.

Мы можем поддержать быстрые измерения прототипирования для ускорения циклов НИОКР с нашими предварительными возможностями КНК и ЭДМ.

Готовы ли вы оптимизировать производительность рабочего колеса?-КонтактLJZ CNC Machining для бесплатной консультации по дизайну.