Como o eixo do turbocompressor e a roda da turbina são fabricados?

Como um eixo e uma roda são fabricados?

As técnicas de soldagem mais tradicionais se mostraram menos satisfatórias, mas o desenvolvimento intensivo da soldagem por fricção levou a um processo consistente e confiável.

Durante o processo, a fricção entre um componente rotativo e um estacionário faz com que os dois metais fiquem vermelhos, estágio em que a pressão é aplicada para forjar as peças juntas.

Normalmente, o comprimento do eixo é reduzido em 3 mm durante o processo.

A qualidade é controlada pelo monitoramento cuidadoso dos parâmetros do processo, principalmente velocidade e pressão. Para garantir o controle efetivo do processo, amostras aleatórias do componente conjunto turbina / eixo são testadas regularmente à tração até a destruição.

Surpreendentemente, uma junta soldada por fricção típica com uma área de superfície de apenas 2 cm² suportará uma carga de tração de mais de 10 toneladas antes da fratura.

Além disso, a junta é geralmente mais forte do que o metal original.

A soldagem é seguida girando os diâmetros do eixo em um torno antes da retificação de precisão para as tolerâncias acabadas.

Antes da retificação, o diâmetro do rolamento do eixo é endurecido por indução para fornecer a combinação de superfície durável necessária para os mancais.

O endurecimento por indução produz uma superfície dura no eixo de até 2 mm de profundidade, enquanto retém um núcleo interno mais macio no eixo para manter a resistência contra a potencial fratura de carga de choque.

A retificação final dos diâmetros de eixo é feita em retificadoras CNC (controle numérico computadorizado) capazes de trabalhar com o tamanho, retilinidade e tolerâncias de circularidade exigidos em todos os diâmetros de eixo.

A qualidade é garantida através do uso de medidores eletrônicos de múltiplas funções, capazes de medir todas as dimensões vitais simultaneamente.

O controle estatístico do processo e o cálculo da capacidade contínua do processo são fornecidos ao mesmo tempo.

Após o acabamento dos diâmetros do eixo, o perfil da roda da turbina deve ser usinado; outra operação de usinagem especializada Inconel.

A dureza do material significa que o perfil deve ser retificado.

As tolerâncias no tamanho e na concentricidade devem ser mantidas durante o processo para garantir uma combinação precisa entre a roda da turbina e seu alojamento, garantindo assim uma eficiência consistentemente alta da turbina.

As ranhuras do anel de vedação no cubo do eixo podem ser giradas ou aterradas.

Mais uma vez, as tolerâncias estreitas são essenciais nas dimensões e na qualidade da superfície, pois influenciam o controle de vazamento de óleo no turbocompressor acabado.

As roscas são então enroladas na extremidade do impulsor do eixo. Uma forte rosca concêntrica é necessária para reter o impulsor, especialmente em face da demanda do cliente por maior desempenho do turbocompressor, necessitando de impulsores maiores com pequenas folgas de compressor.

A operação final de fabricação é equilibrar a roda da turbina de modo que o eixo e o conjunto da roda sejam capazes de funcionar em velocidades operacionais sem vibração ou movimento excessivo do eixo no sistema de rolamentos.

O eixo é balanceado dinamicamente em dois planos; no nariz e na face posterior da roda da turbina.

Isso é realizado em máquinas semiautomáticas ou totalmente automáticas que medem o equilíbrio da roda da turbina, calculando simultaneamente a quantidade precisa de material necessária para ser triturada de cada plano da roda da turbina para equilibrá-la.

Quase todas as dimensões do eixo e da roda são críticas para o desempenho e durabilidade do turboalimentador.

As tolerâncias de fabricação alcançadas hoje são próximas às melhores alcançáveis ​​em qualquer processo de fabricação de volume.