本发明专利技术公开了一种基于基准统一和多约束的大型高速回转装备振动极小化装配方法及系统，属于大型高速回转装备装配技术领域，其中，该方法包括：确定测量轴坐标系下多级大型高速回转装备的质心偏差和形心偏差；根据形心偏差求解测量轴坐标系与装配轴坐标系之间的旋转矩阵；根据旋转矩阵求解在装配轴坐标系下大型高速回转装备的最小振动；根据最小振动求解装配轴坐标系下大型高速回转装备的装配角度。该方法在实现装配后大型高速回转装备振动最小的基础上，同时实现了对同轴度和不平衡量的约束，对大型高速回转装备装配和动力学性能的提升具有重要意义。升具有重要意义。升具有重要意义。
【技术实现步骤摘要】
基于基准统一和多约束的大型高速回转装备振动极小化装配方法
[0001]本专利技术涉及大型高速回转装备装配
，特别涉及一种基于基准统一和多约束的大型高速回转装备振动极小化装配方法。
技术介绍
[0002]大型高速回转装备装配造成的质心偏移实际旋转轴线而产生的不平衡激振力是引起整机产生振动的重要原因。振动不仅会大幅降低性能，还会引起故障。为有效降低大型高速回转装备振动，提高大型高速回转装备系统的工作效率与可靠性，保障整机安全稳定运行，调控大型高速回转装备不平衡激振力实现组合大型高速回转装备振动抑制关键问题亟待解决。很多学者做了大型高速回转装备堆叠方法和误差研究。一些学者依据装配体设计过程中公差分配需求进行大型高速回转装备装配优化；一些分析了多级大型高速回转装备装配过程中误差传递累积过程，利用空间矢量投影法得到多级大型高速回转装备装配后各级累积偏心误差，进而完成大型高速回转装备装配调控，还有一些提出了大型高速回转装备堆叠同轴度和不平衡量双目标优化模型。但现有模型均只考虑了了几何误差和质量特性，未考虑大型高速回转装备动力学特性。
技术实现思路
[0003]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0004]为此，本专利技术的第一个目的在于提出一种基于基准统一和多约束的大型高速回转装备振动极小化装配方法，该方法在考虑单级大型高速回转装备几何参数误差和质量参数误差堆叠传递的基础上，考虑了大型高速回转装备设备的动力特性。
[0005]本专利技术的第二个目的在于提出一种基于基准统一和多约束的大型高速回转装备振动极小化装配系统。
[0006]本专利技术的第三个目的在于提出一种计算机设备。
[0007]本专利技术的第四个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。
[0008]为达到上述目的，本专利技术一方面实施例提出了基于基准统一和多约束的大型高速回转装备振动极小化装配方法，包括以下步骤：步骤S1，确定测量轴坐标系下多级大型高速回转装备的质心偏差和形心偏差；步骤S2，根据所述形心偏差求解测量轴坐标系与装配轴坐标系之间的旋转矩阵；步骤S3，根据所述旋转矩阵求解在所述装配轴坐标系下大型高速回转装备的最小振动；步骤S4，根据所述最小振动求解所述装配轴坐标系下大型高速回转装备的装配角度。
[0009]本专利技术实施例的基于基准统一和多约束的大型高速回转装备振动极小化装配方法，在考虑单级大型高速回转装备几何参数误差和质量参数误差堆叠传递的基础上，考虑了大型高速回转装备设备的动力特性，以大型高速回转装备振动为优化目标，以同轴度和不平衡量为约束条件的大型高速回转装备装配方法，建立了基于装配轴坐标系的大型高速
回转装备装配模型，也就是说，在实现装配后大型高速回转装备振动最小的基础上，同时实现了对同轴度和不平衡量的约束，同时对大型高速回转装备装配和动力学性能的提升具有重要意义。
[0010]另外，根据本专利技术上述实施例的基于基准统一和多约束的大型高速回转装备振动极小化装配方法还可以具有以下附加的技术特征：
[0011]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述步骤S1具体包括：步骤S101，在所述测量轴坐标系下，采用堆叠方法组装第k级大型高速回转装备，确定质心偏差；步骤S102，在所述测量轴坐标系下，确定装配后第k级大型高速回转装备的形心偏差。
[0012]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述质心偏差的位置矢量为：
[0013][0014]其中，分别为k级大型高速回转装备在X、Y和Z方向上的累积质心偏差，为第j级大型高速回转装备的旋转矩阵，为第j级大型高速回转装备的几何偏心偏差矩阵，且1≤j≤i
‑
1，为第i级大型高速回转装备的旋转矩阵，为第i级大型高速回转装备的几何偏心偏差矩阵，为第i级大型高速回转装备的几何中心位置矢量矩阵，为第k级大型高速回转装备的几何中心位置矢量矩阵。
[0015]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述形心偏差的位置矢量为：
[0016][0017]其中，分别为k级大型高速回转装备在X、Y和Z方向上的累积形心偏差，为第j级大型高速回转装备的旋转矩阵，为第j级大型高速回转装备的几何偏心偏差矩阵，且1≤j≤i
‑
1，为第i级大型高速回转装备的旋转矩阵，为第i级大型高速回转装备的几何中心位置矢量矩阵。
[0018]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述步骤S2具体包括：步骤S201，将第一级大型高速回转装备下端面的圆心O和最高级大型高速回转装备上端面的圆心O
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连线作为实际旋转轴线；步骤S202，使测量轴坐标系以绕过所述实际旋转轴线旋转，得到所述装配轴坐标系；步骤S203，根据所述形心偏差求解所述圆心O
nA
在测量轴坐标系下的第一位置向量，和所述圆心O
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在所述装配轴坐标系下的第二位置向量；步骤S204，根据所述第一位置向量和所述第二位置向量确定所述实际旋转轴线的方向向量和旋转角；步骤S205，根据所述方向向量和所述旋转角求解所述旋转矩阵。
[0019]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述步骤S3具体包括：步骤S301，设第k级大型高速回转装备质心在所述装配轴坐标系的第三位置向量；步骤S302，根据所述旋转矩阵对所述第三位置向量进行坐标转换；步骤S303，获取大型高速回转装备的自转角速度，根据坐标转换后的第三位置向量和所述自传角速度求解所述不平衡响应。
[0020]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述步骤S4中以所述振动最小为优化目标进行大型高速回转装备装配，同时对大型高速回转装备不平衡量和同轴度进行约束，求解所述装配角度。
[0021]为达到上述目的，本专利技术另一方面实施例提出了基于基准统一和多约束的大型高速回转装备振动极小化装配系统，包括：确定模块，用于确定测量轴坐标系下多级大型高速回转装备的质心偏差和形心偏差；旋转矩阵求解模块，用于根据所述形心偏差求解测量轴坐标系与装配轴坐标系之间的旋转矩阵；最小振动求解模块，用于根据所述旋转矩阵求解在所述装配轴坐标系下大型高速回转装备的最小振动；装备求解模块，用于根据所述最小振动求解所述装配轴坐标系下大型高速回转装备的装配角度。
[0022]本专利技术实施例的基于基准统一和多约束的大型高速回转装备振动极小化装配系统，在考虑单级大型高速回转装备几何参数误差和质量参数误差堆叠传递的基础上，考虑了大型高速回转装备设备的动力特性，以大型高速回转装备振动为优化目标，以同轴度和不平衡量为约束条件的大型高速回转装备装配方法，建立了基于装配轴坐标系的大型高速回转装备装配模型，也就是说，在实现装配后大型高速回转装备振动最小的基础上，同时实现了对同轴度和不平衡量的约束，同时对大型高速回转装备装配和动力学性能的提升具有重要意义。
[0023]本专利技术第三方面实施例提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如上述实施例所述的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于基准统一和多约束的大型高速回转装备振动极小化装配方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，确定测量轴坐标系下多级大型高速回转装备的质心偏差和形心偏差；步骤S2，根据所述形心偏差求解测量轴坐标系与装配轴坐标系之间的旋转矩阵；步骤S3，根据所述旋转矩阵求解在所述装配轴坐标系下大型高速回转装备的最小振动；步骤S4，根据所述最小振动求解所述装配轴坐标系下大型高速回转装备的装配角度。2.根据权利要求1所述的基于基准统一和多约束的大型高速回转装备振动极小化装配方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：步骤S101，在所述测量轴坐标系下，采用堆叠方法组装第k级大型高速回转装备，确定质心偏差；步骤S102，在所述测量轴坐标系下，确定装配后第k级大型高速回转装备的形心偏差。3.根据权利要求2所述的基于基准统一和多约束的大型高速回转装备振动极小化装配方法，其特征在于，所述质心偏差的位置矢量为：其中，分别为k级大型高速回转装备在X、Y和Z方向上的累积质心偏差，为第j级大型高速回转装备的旋转矩阵，为第j级大型高速回转装备的几何偏心偏差矩阵，且1≤j≤i
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1，为第i级大型高速回转装备的旋转矩阵，为第i级大型高速回转装备的几何偏心偏差矩阵，为第i级大型高速回转装备的几何中心位置矢量矩阵，为第k级大型高速回转装备的几何中心位置矢量矩阵。4.根据权利要求2所述的基于基准统一和多约束的大型高速回转装备振动极小化装配方法，其特征在于，所述形心偏差的位置矢量为：其中，分别为k级大型高速回转装备在X、Y和Z方向上的累积形心偏差，为第j级大型高速回转装备的旋转矩阵，为第j级大型高速回转装备的几何偏心偏差矩阵，且1≤j≤i
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1，为第i级大型高速回转装备的旋转矩阵，为第i级大型高速回转装备的几何中心位置矢量矩阵。5.根据权利要求1所述的基于基准统一和多约束的大型高速回转装备振动极小化装配方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：步骤S201，将第一级大型高速回转装备下端面的圆心O和最高级大型高速回转装备上端面的圆心O
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连线作为实际旋转轴线；步骤S202，使测量轴坐标系以绕过所述实际旋转轴线...
【专利技术属性】
技术研发人员：谭久彬，栗瑞瑞，孙传智，刘永猛，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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