Ведущий российский производитель в области разработки и поставки балансировочных станков и виброизмерительной аппаратуры для предприятий различных отраслей промышленности «НТЦ «Завод Балансировочных машин» в 2020 году провел большую работу по проектированию и изготовлению специальной технологической оснастки для роторов турбин и осевого компрессора ГТД ТВЗ-117 и ВК 2500, устанавливаемых на вертолетах МИ-8 и МИ-24.

«Учитывая, что кроме производства этих двигателей в ОДК – Климов в Санкт-Петербурге, ремонт таких турбин осуществляется на многих ремонтных заводах как в России, так и в других странах, где эксплуатируются такие вертолеты, ожидается высокий спрос авиационных производственных и ремонтных предприятий на станки такого типа, так как использование специальных балансировочных станков с технологической оснасткой является важнейшим фактором, гарантирующим высокое качество при производстве и последующем ремонте двигателей», — пояснили в компании.

О балансировке роторов

Для авиадвигателестроительной отрасли качественная балансировка роторов турбин, компрессоров, а также дисков, муфт и других деталей имеет большое значение. В связи с этим «Завод Балансировочных машин» уделяет особое внимание разработке балансировочных станков для предприятий, производящих авиационные газотурбинные двигатели или осуществляющих их ремонт.

Балансировка роторов является финальной операцией при производстве роторов или их ремонте, основная задача которой — обеспечение работы роторных машин с низкими уровнями вибрации, что гарантирует длительный ресурс работы роторов, подшипников, уплотнений и других деталей, сопряженных с роторами.

Балансировочные станки для авиационных ГТД могут быть как дорезонансного типа (жесткими), так и зарезонансного типа (податливыми). Главным требованием при балансировке роторов на станках любого типа является обеспечение высокой точности, которая математически оценивается в удельных единицах остаточного дисбаланса г·мм, отнесенного к 1 кг массы ротора.

Высокой точностью уравновешивания считается значение удельного остаточного дисбаланса, равное 0,05 г·мм/кг в каждой плоскости коррекции. Такая точность балансировки достигается на станках производства «НТЦ «Завод Балансировочных машин».

«Условием достижения высокой точности на станке является обязательное соблюдение технологии производства узлов станка на каждом этапе производственного цикла, постоянный контроль всех сборочных операций. При производстве высокоточных балансировочных станков отделом качества компании производится стендовый многоканальный вибрационный контроль всех основных узлов балансировочного станка, позволяющий определить малейшие отклонения, которые могут возникнуть в узлах при изготовлении и сборке», — пояснили в компании.

Для проведения балансировки на станках роторов авиационных ГТД необходимым условием является использование специальной технологической оснастки, так как в силу конструктивных особенностей роторов и технологических требований, большая часть роторов не может быть помещена без нее на станок. Разработка и производство оснастки зачастую является достаточно трудоемким процессом и требует наличия чертежей роторов.

Балансировочный стенд

Важным направлением деятельности «НТЦ «Завод Балансировочных машин» в авиационной отрасли является разработка специального стенда для динамической балансировки воздушных винтов турбовинтовых двигателей. Воздушный винт, установленный на авиационный ТВД, является источником возбуждения вибрации двигателя. Качественное уравновешивание воздушного винта ведет к снижению вибрации двигателя и увеличению его надежности и долговечности. Ранее проблеме динамического уравновешивания винтов не уделялось должного внимания, и винты уравновешивались только статически, т. е. без устранения моментного дисбаланса.

Однако требования к балансировке воздушных винтов ежегодно повышаются из-за периодических пересмотров Международной организацией гражданской авиации (ICAO) допустимых показателей, создаваемых летательными аппаратами шума на местности. Проведение динамического уравновешивания воздушных винтов позволяет обеспечить растущие требования по снижению вибрации и шума, но требует создания специального стенда.

Вопрос изготовления такого стенда начал обсуждаться в июне 2017 года на рабочем совещании специалистов «НПП «АЭРОСИЛА» и «НТЦ «Завод Балансировочных машин». Совместно было разработано техническое задание на изготовление стенда. Уже в декабре 2018 года в «НПП «АЭРОСИЛА» были начаты заводские испытания спроектированного и изготовленного «НТЦ «БалансМаш» балансировочного стенда, а в марте 2019 года был подписан акт сдачи в эксплуатацию.

Стенд имеет оригинальную конструкцию, позволяющую произвести быструю и точную установку и снятие воздушного винта, современную измерительную часть, использующую высокочувствительные датчики вибрации и измерительный блок с большим динамическим диапазоном, для блока управления разработано новое программное обеспечение с развернутыми функциональными возможностями, позволяющее оператору быстро произвести уравновешивание винта.

«Использование таких стендов на предприятиях, производящих и осуществляющих ремонт авиационных ТВД в России и за рубежом, позволяет многократно повысить качество балансировки воздушных винтов, снизить вибрацию и шум, многократно продлить ресурс при эксплуатации ТВД», — рассказал представитель компании.