Inteligentny system noży tokarskich umożliwia optymalizację procedur obrabiania wałów wykorzystywanych w silnikach samolotów
Jedną z głównych zmian wprowadzanych w konfiguracji i działaniu silnika jest zastosowanie przekładni, która będzie rozprzęgać wentylator silnika i obroty turbiny, oraz zmniejszenie średnicy głównego wału. W związku z tym zmienią się wymagania stawiane turbinom – ich prędkości obrotowe będą musiały wzrosnąć, to samo dotyczy też gęstości momentu silnika. To przełoży się na nowe wymagania pod względem wymiarów i kształtu samego wału głównej turbiny. Technologia produkcji będzie musiała zmierzyć się z nowymi wyzwaniami, szczególnie w zakresie wewnętrznej geometrii wału o kształcie butelki w przypadku wałów charakteryzujących się wysokim współczynnikiem długości do średnicy. Oscar Gonzalo, koordynator finansowanego przez UE projektu BBT komentuje to następująco: „Opracowaliśmy bardzo wydajny, nowatorski inteligentny system noży tokarskich, pozwalający obrabiać konstruowane w przyszłości wały silników z zachowaniem odpowiedniej precyzji i jakości”.
Trudy aspekt uchwycenia równowagi między wydajnością noża a jego złożonością
Aby umożliwić produkcję wałów ze zwężającym się wydrążeniem, partnerzy projektu opracowali specjalne wytaczadło i jego ruch, czujnik oraz podsystemy sterowania. Wybrali właściwe technologie z uwzględnieniem tych podsystemów oraz projektu wytaczadła. Przed przystąpieniem do testów projektu noża zespół BBT połączył te podsystemy w jedno wytaczadło. Gonzalo wyjaśnia: „Było to prawdziwe wyzwanie ze względu na znaczną liczbę podsystemów, które musieliśmy połączyć, oraz niewielką przestrzeń, jaką dysponowaliśmy”. Trwają prace nad przygotowaniem zgłoszeń patentowych, aby umożliwić komercyjne wykorzystanie wytaczadła i głównych podsystemów. Wytaczadło umożliwia drążenie w wałach silników odrzutowych otworów o zwężającej się średnicy, kształtem przypominających butelkę, w sposób dający większą kontrolę nad procesem i podnoszącym końcową jakość produkowanych części. W czasie prac nad projektem nóż tokarski został wyposażony w kilka podsystemów umożliwiających odpowiednie drążenie wału oraz napędy elektromechaniczne, które wprawiają go w ruch. Wprowadzono do niego także kilka inteligentnych komponentów z odpowiednimi czujnikami, które mogą służyć do monitorowania drgań, wykończenia powierzchni oraz kształtu wiórów powstających w czasie obróbki skrawaniem. Gonzalo zauważa: „Integracja tych systemów umożliwi zwiększenie możliwości produkcyjnych i zoptymalizuje proces, a także pomoże wdrożyć technologie Przemysłu 4.0”.
Silniki przyszłości – czyste, ekologiczne i wydajne
Zgodnie z założeniami europejskiego programu w zakresie badań naukowych i innowacji „Horyzont 2020” branża lotnicza musi zmierzyć się z wyzwaniem technologii umożliwiającej inteligentny, ekologiczny i zintegrowany transport. Jednocześnie, zgodnie z europejską wizją dotyczącą lotnictwa oraz złożeniami wspólnego przedsięwzięcia „Czyste niebo 2”, które współfinansowało projekt BBT, branża ma zredukować emisję CO2 i ograniczyć poziom generowanego hałasu. Gonzalo podsumowuje: „Ostatecznie, dzięki silnikom nowej generacji, projekt BBT przyczyni się do zmniejszenia wpływu transportu powietrznego i sposobów wytwarzania na środowisko”. Inteligentne wytaczadło umożliwi produkcję wałów do turbin zgodnie z określonymi wymogami, jakie pojawią się wraz z opracowaniem silników przyszłości. Tym samym przyczyni się do zwiększenia sprawności całego procesu. „Odbiorca końcowy skorzysta, gdyż jego proces produkcyjny ulegnie usprawnieniu, co przełoży się na wyższą wydajność, krótszy czas realizacji oraz zmniejszenie kosztów”.
Słowa kluczowe
BBT, wał, silnik, wytaczadło, wał silnika, wał turbiny, wał z wydrążeniem butelkowym
