Progettazione e realizzazione di un prototipo di disco rotorico per un test rig di turbina

Abstract

La seguente tesi descrive il processo di progettazione e realizzazione di un disco rotorico in lega di alluminio, destinato a un test-rig sperimentale di turbina. L’obbiettivo principale è quello di creare un componente adatto ad operare in condizioni controllate per l’analisi modale delle pale in movimento. La prima parte della ricerca si è focalizzata sulla progettazione geometrica del mozzo in funzione della scelta del materiale del prototipo. La fase di realizzazione si è suddivisa in due aspetti: creazione del disco rotorico attraverso una serie di lavorazioni meccaniche per asportazione di truciolo, a partire da un blocco cilindrico pieno, e trattamento delle pale della turbina, che ha compreso il disassemblaggio dal modello precedente, la pulizia superficiale da polimeri residui e ossidi e infine l’incollaggio sul prototipo. La trattazione si è conclusa con uno studio delle frequenze naturali del componente realizzato, effettuata tramite vibrometro laser.

The following thesis describes the design and manufacturing process of an aluminum alloy rotor disk, intended for an experimental turbine test-rig. The primary objective is to create a component suitable for operating under controlled conditions for the modal analysis of moving blades. The first part of the research focused on the geometric design of the hub based on the choice of the prototype material. The manufacturing phase was divided into two aspects: the creation of the rotor disk through a series of chip-removal machining processes, starting from a solid cylindrical billet, and the treatment of the turbine blades, which included disassembly from the previous model, surface cleaning of residual polymers and oxides, and finally the bonding onto the prototype. The discussion concluded with a study of the natural frequencies of the manufactured component, carried out using a laser vibrometer.