Hur tillverkas en turboladdare och ett turbinhjul?

Hur tillverkas en axel och ett hjul?

Mer traditionella svetstekniker hade visat sig vara mindre tillfredsställande, men intensiv utveckling av friktionssvetsning ledde till en process som är konsekvent och pålitlig.

Under processen orsakar friktion mellan en roterande och en stationär komponent att de två metallerna blir glödheta, vid vilket steg tryck appliceras för att smida delarna ihop.

Vanligtvis minskas axellängden med 3 mm under processen.

Kvalitet styrs genom noggrann övervakning av processparametrarna, särskilt hastighet och tryck. För att säkerställa effektiv processkontroll testas slumpmässiga prover av den sammanfogade turbin / axelkomponenten regelbundet för destruktion.

Överraskande nog tar en typisk friktionssvetsad fog med en yta på endast 2 cm kvm en dragbelastning på över 10 ton före sprickor.

Dessutom är leden vanligtvis starkare än modermetallen.

Svetsning följs av att vrida axeldiametrarna i en svarv före precisionsslipning till färdiga toleranser.

Innan slipning är axelns lagerdiameter induktionshärdad för att ge den erforderliga hållbara ytmatchningen för lagerlagren.

Induktionshärdning ger en hård yta på axeln upp till 2 mm djup, samtidigt som den håller en mjukare inre kärna i axeln för att bibehålla styrkan mot potentiell stötdämpningsfraktur.

Slutlig slipning av axeldiametrar görs på CNC-slipmaskiner (datorstyrning) som kan arbeta med önskad storlek, rakhet och rundhetstoleranser på alla axeldiametrar.

Kvalitet säkerställs genom användning av elektroniska mätare med flera funktioner som kan mäta alla vitala dimensioner samtidigt.

Statistisk processkontroll och beräkning av processens pågående kapacitet tillhandahålls samtidigt.

Efter att axeldiametrarna är färdiga slipade måste turbinhjulsprofilen bearbetas. en annan specialiserad Inconel-bearbetning.

Materialets hårdhet innebär att profilen måste slipas.

Toleranser på storlek och koncentritet måste bibehållas under processen för att säkerställa en korrekt matchning mellan turbinhjulet och dess hölje, vilket garanterar en konstant hög turbineffektivitet.

Tätningsringens spår i axelns nav kan vridas eller slipas.

Återigen är snäva toleranser viktiga för dimensioner och ytkvalitet eftersom de påverkar oljeläckagekontrollen i den färdiga turboladdaren.

Trådar rullas sedan vidare till axelns pumphjulsände. En stark koncentrisk gänga krävs för att hålla kvar pumphjulet, särskilt med tanke på kundernas efterfrågan på ökad turboladdare, vilket kräver större pumphjul med små kompressoravstånd.

Den slutliga tillverkningsoperationen är att balansera turbinhjulet så att axeln och hjulenheten kan köras vid arbetshastigheter utan vibrationer eller överdriven axelrörelse i lagersystemet.

Axeln är dynamiskt balanserad i två plan; vid turbinhjulets näsa och baksida.

Detta utförs på halv- eller helautomatiska maskiner som mäter balans på turbinhjulet och samtidigt beräknar den exakta mängden material som krävs för att slipas från varje plan på turbinhjulet för att bringa det i balans.

Nästan alla dimensioner på axeln och hjulet är avgörande för turboladdarens prestanda och hållbarhet.

De tillverkningstoleranser som uppnås idag är nära det bästa som kan uppnås i alla volymtillverkningsprocesser.