Kokius patobulinimus gali sukelti kompresorių gamyba?

1. Proveržis dizaino laisvėje: pastatas sudėtingas konstrukcijas su inžinerija
Pagrindinė problema, su kuria susiduria tradiciniai kompresorių gamintojai, yra konfliktas tarp būtinybės pagerinti aerodinaminius efektyvumą ir sudėtingų struktūrų apdorojimo sunkumus. Pavyzdžiui, reguliuojamas išcentrinio kompresoriaus difuzorius turi sugebėti sulenkti keliais kampais kelių milimetrų atstumu. Tradiciniams penkiems - ašies apdirbimui reikia kelis kartus užspausti ruošinį, dėl kurio paviršiaus defektai kaupiasi, todėl neįmanoma sukurti geriausio srauto kanalo, nes įrankiai kliudo.
Kinijos mokslų akademijos inžinerijos termofizikos institutas žengė didelį žingsnį į priekį, naudodamas selektyvaus lazerio lydymosi (SLM) technologiją ir 1,2709 štampo plieną, kad atspausdintų reguliuojamą difuzorių su 12 atskirų slėgio kanalų vienu metu. Komponentas nustato paviršiaus paklaidų aptikimą, kad visų įleidimo angų nuokrypis yra reguliuojamas 0,3 mm, tai yra 40% didesnis nei įprastas proceso tikslumas. Priedų spausdinimas taip pat leidžia dizaino komandai geriausios srauto kelio kreivę paversti aerodinaminiu modeliavimu į tvirtą struktūrą. Tai daro difuzorių 8% efektyvesnį ir padidina veikimo srauto diapazoną 15%.
Rotacinių varžtų kompresorių srityje taip pat aiški ši laisvė projektuoti. „Meltio“ robotas - integruota apvalkalo technologija atsikrato tradicinio kalimo apdirbimo gręžimo proceso, tiesiogiai spausdinant 316L nerūdijančio plieno varžtus ant strypų viršūnių, kurie buvo tiksliai kalibruoti. Sraigtinėje dalyje, kurią ji atspausdinta, yra 75 × 75 × 230 mm, o paviršiaus šiurkštumas yra RA0,8 μm. Sraigtinio klirensas laikomas 0,05 mm, kuris yra tris kartus tikslesnis nei tradiciniai metodai, dėl penkių - ašies tikslumo apdirbimo dėka.
2. Didelis gamybos efektyvumo šuolis: nuo mėnesinių ciklų iki savaitės pristatymų
Tradicinis kompresorių gaminimo būdas turi daug „laiko kliūčių“. Pvz., Padarant reguliuojamą 100MW suspaustos oro energijos kaupimo sistemos pagrindinio kompresoriaus difuzorių, reikia 12 žingsnių, įskaitant viešųjų pirkimų (2 savaičių), grubaus apdirbimo (3 dienos), šilumos apdorojimo (5 dienos), tikslaus apdirbimo (1 savaičių), surinkimo ir paleidimo (3 dienų) ir bendro 6–8 savaičių. „Spausdinimo įrašas - apdorojimo“ priedų gamybos technologijos metodas sutrumpina ciklo laiką iki mažiau nei 10 dienų.
Inžinerinės termofizikos institutas turi realius - pasaulio duomenis, kurie rodo, kad difuzorių substratų SLM spausdinimui trunka tik 36 valandas. Naudojant automatizavimą, kad po spausdinimo būtų galima atlikti karštą izostatinį presavimą (klubo) ir paviršiaus valymą, visas pristatymo ciklas supjaustomas 75%. Šis efektyvumo padidėjimas yra naudingesnis skubios pagalbos situacijose. Pavyzdžiui, chemijos įmonė kadaise turėjo uždaryti produkciją, nes staiga nutrūko kompresoriaus sparnuotė. Naudojant priedų gamybos technologiją, pereiti nuo CAD projektavimo iki atsarginių komponentų pakeitimo prireikė tik 72 valandų, taupant dešimtis milijonų dolerių.
Priedų gamybos ekonomika yra dar stipresnė, nes joje naudojama daug daugiau medžiagų. Anksčiau varžtų kompresorių gaminimas reiškė, kad kalimo ruošinių svoris dažnai buvo 3–5 kartus didesnis nei gatavų produktų. Tačiau „Meltio“ apvalkalo metodas lemia mažesnį nei 5%nuostolių. Jei kompresorių įmonė per metus pagamina 5000 vienetų, ji per metus gali sutaupyti apie 200 tonų nerūdijančio plieno medžiagų, o tai sumažina žaliavų kainą 4 milijonus juanių.
3. Plėtodami našumo ribą: darbas kartu kuriant naujas medžiagas ir konstrukcijas
Priedinė gamyba ne tik daro įtaką gaminant viską, bet ir skatina kurti naujas kompresorių medžiagų sistemas. Kai slėgio santykis ir temperatūros skirtumas yra gana didelis, tipiškas nikelis - pagrįsti lydiniai artėja prie savo veikimo ribų. Elektronų pluošto priedų gamybos technologija, kurią sukūrė „Oak Ridge“ nacionalinė laboratorija JAV, sėkmingai išspausdino volframo dalis, kuriose nėra defektų ir kurios yra aukštos - temperatūros stipris 420MPa (1000 laipsnių). Tai yra 60% stipresnis nei tradicinis nikelis -, pagrįstas lydiniais ir yra pagrindinis medžiagos sprendimas superkritiniams anglies dioksido kompresoriams.
Topologijos optimizavimo ir priedų gamybos derinys paskatino novatoriškus dizainus struktūrinių inovacijų srityje. Tam tikra įmonė pagamino aviacijos kompresoriaus turbinos diską su biomimetinių gardelių struktūra. Dėl to jis tampa 45% lengvesnis išlaikant savo stiprumą, o tai padidina variklio trauką - iki - svorio santykio 12%. Dar svarbiau, kad priedų gamyba padarė įmanomą funkcinės integracijos projektą: tam tikros rūšies kompresoriaus korpusas sujungia aušinimo kanalą, jutiklio tvirtinimo sėdynę ir spausdinimo konstrukcinį korpusą. Tai sumažina gabalų skaičių 37% ir laikas, kurio reikia norint juos sudėti 65%.
4. Gyvenimo ciklo valdymas: mąstymo perėjimas nuo daiktų kūrimo iki paslaugų teikimo
Kompresorių paslaugų modelis keičiasi dėl priedų gamybos. Programa „General Electric“ „On On Stive Gamyba“ išsiuntė 200 mobiliųjų priedų gamybos mašinų visame pasaulyje. Šie įrenginiai teikia realias - laiko gamybos paslaugas kompresorių atsarginėms dalims tokiose vietose kaip naftos ir dujų platformos ir kasyklos, į kurias sunku patekti. Ši išsklaidyta gamybos metodika sumažina laiką, kurio reikia norint gauti atsargines dalis nuo savaičių iki mažiau nei 48 valandų, o atsargų išlaidas sumažina 80%.
Kalbant apie techninę priežiūrą, derinant priedų gamybos ir skaitmenines „Twin Technologies“, galima atlikti numatomą priežiūrą. „Siemens“ kompresoriaus sveikatos valdymo sistema gali tiksliai numatyti, kiek ilgesnės dalių truks. Tai daroma įdedant jutiklius į svarbias dalis, kad būtų užfiksuota realūs - laiko duomenys apie stresą, temperatūrą ir kitus veiksnius, o po to derinant tuos duomenis su priedų gamybos procesų duomenų baze. Kai tam tikro varžto kompresoriaus rotoriaus susidėvėjimas priartėja prie ribos, sistema automatiškai sudaro priedų remonto planą. Šis planas tereikia aprėpti susidėvėjusią vietą, o tai sumažina bendrą pakaitalo kainą 90%.