基于间隙配合和过盈配合的多级高速回转部件同轴度优化相位获取及装配方法组成比例

基于间隙配合和过盈配合的多级高速回转部件同轴度优化相位获取及装配方法，属于机械装配领域，解决了间隙配合和过盈配合高速回转部件中同轴度超差的问题，本发明专利技术解决该技术问题的要点为：以中心轴为基准，装配多级间隙高速回转部件，获得多级间隙配合高速回转部件装配累积偏心误差和装配后第n级高速回转部件装配面圆心位置向量，将过盈配合高速回转部件与多级间隙配合高速回转部件配合，获得装配后第n级高速回转部件累积偏心误差和第n级高速回转部件轴心位置轴向投影，即所述优化相位，根据所述相位确定第一级回转部件装配位置，逐级调整各级回转部件，进行装配。本发明专利技术主要用于指导间隙配合和过盈配合的多级高速回转部件的装配。的装配。的装配。

【技术实现步骤摘要】
基于间隙配合和过盈配合的多级高速回转部件同轴度优化相位获取及装配方法


[0001]本专利技术属于机械装配领域，具体涉及到一种间隙配合和过盈配合混合装配的多级高速回转部件同轴度装配模型。

技术介绍

[0002]发动机等高速回转部件的测量与装配精度直接决定整机可靠性、稳定性、综合性能及寿命。发动机等高速回转部件的故障主要源于振动和碰摩，而振动和碰摩的发生主要是由于装配后的各级部件不同轴、不平衡量超差等因素导致。
[0003]以现有一种涡扇航空发动机为例，核心机是发动机装配最复杂的核心单元，其装配精度对发动机性能有至关重要的影响。
[0004]现有部分发动机的回转部件装配是由间隙配合和过盈配合组成，这类混合装配的回转部件经常导致发动机装配时同轴度超差。在高速状态下，同轴度超差对整机可靠性、稳定性、综合性能及寿命的影响将被迅速放大。因此在发动机装备
中，尤其针对间隙配合和过盈配合回转部件的混合装配中，如何减小同轴度超差是迫切需要解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术提出一种基于间隙配合和过盈配合的多级高速回转部件同轴度优化相位获取及装配方法，解决上述现有技术存在的发动机等多级高速回转部件装配时同轴度超差问题。
[0006]基于间隙配合和过盈配合的多级高速回转部件同轴度优化相位获取方法，所述方法包括：
[0007]以高速回转部件的中心轴为基准，装配多级间隙配合高速回转部件；
[0008]根据多级间隙配合高速回转部件装配累积偏心误差公式获得多级间隙配合高速回转部件装配累积偏心误差；
[0009]通过同轴度测量仪测量单级转子的数据，带入所述级间隙配合高速回转部件装配累积偏心误差公式获得多级间隙配合高速回转部件装配后第n级高速回转部件装配面圆心位置向量；
[0010]根据所述第n级高速回转部件装配面圆心位置向量，将过盈配合高速回转部件与所述多级间隙配合高速回转部件进行配合；
[0011]获得间隙装配和过盈装配混合装配后第n级高速回转部件累积偏心误差；
[0012]根据所述间隙装配和过盈装配混合装配后第n级高速回转部件累积偏心误差获得间隙装配和过盈装配混合装配后第n级高速回转部件轴心位置轴向投影；
[0013]所述间隙装配和过盈装配混合装配后第n级高速回转部件轴心位置轴向投影即为间隙配合和过盈配合的多级高速回转部件同轴度优化相位。
[0014]优选地，所述多级间隙配合高速回转部件装配存在误差，所述误差由定位误差和定向误差组成。
[0015]优选地，所述定位误差通过平移矩阵确定，所述定向误差通过旋转矩阵确定。
[0016]优选地，所述多级间隙配合高速回转部件装配累积偏心误差表达式为：
[0017][0018]其中Trans
ri
为两级高速回转部件结合面间的变换矩阵，Trans
zi
为高速回转部件i的理想圆心的偏心，Trans
clearancei
为高速回转部件i基准面间隙偏心的平移变换矩阵，Trans
dzi
为高速回转部件i基准面加工误差引起的偏心平移变换矩阵，Trans
orientationi
为高速回转部件i基准面到装配面回转中心的旋转变换矩阵，Ro
xi
为第i级高速回转部件基准面绕X轴的旋转矩阵，Ro
yi
为第i级高速回转部件基准面绕Y轴的旋转矩阵，Ro
ri
为第i级高速回转部件绕Z轴的旋转矩阵，Ro
r(j
‑
1)
为第j
‑
1级高速回转部件绕Z轴的旋转矩阵；Ro
x(j
‑
1)
为第j
‑
1级高速回转部件基准面绕X轴的旋转矩阵；Ro
y(j
‑
1)
为第j
‑
1级高速回转部件基准面绕Y轴的旋转矩阵P
i
为第i级高速回转部件装配面圆心的理想位置向量，dP
i
为第i级高速回转部件装配面圆心位置的加工误差向量，dP
′
i
为第i级高速回转部件间隙偏心位置矢量。
[0019]优选地，所述多级间隙配合高速回转部件装配后第n级高速回转部件装配面圆心位置向量表达式为：
[0020][0021]优选地，所述将过盈配合高速回转部件与所述多级间隙配合高速回转部件进行配合，是将过盈配合高速回转部件作为单级高速回转部件与多级间隙高速回转部件进行配合。
[0022]优选地，所述间隙装配和过盈装配混合装配后第n级高速回转部件累积偏心误差表达式为：
[0023][0024]其中Trans
deformationi
为高速回转部件过盈配合引起的变形偏心的平移变换矩阵，Ro
rj
为第j级高速回转部件绕Z轴的旋转矩阵；Ro
xj
为第j级高速回转部件基准面绕X轴的旋转矩阵；Ro
yj
为第j级高速回转部件基准面绕Y轴的旋转矩阵；dP”j
为单级转子的过盈配合误差值。
[0025]优选地，所述间隙装配和过盈装配混合装配后第n级高速回转部件轴心位置轴向
投影表达式为：
[0026][0027]基于间隙配合和过盈配合的多级高速回转部件同轴度优化装配方法，所述方法包括：
[0028]针对待装配的多级高速回转部件，首先，采用上述内容中任意一项所述的基于间隙配合和过盈配合的多级高速回转部件同轴度优化相位获取方法，得到每一级高速回转部件的同轴度优化相位；
[0029]根据获得的每一级高速回转部件的同轴度优化相位，以第一级回转部件为基础，逐级调整各级回转部件的装配相位，完成所述待装配的多级高速回转部件的同轴度优化装配方法。
[0030]本专利技术还提供一种计算机设备，其包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，当所述处理器运行所述存储器存储的计算机程序时，所述处理器执行上述的任意一种基于间隙配合和过盈配合的多级高速回转部件同轴度优化相位获取方法。
[0031]本专利技术有益效果为：
[0032]现有某些型号发动机高速回转部件为间隙配合和过盈配合的混合装配，但是装配后的各级部件不同轴、不平衡量超差等因素导致此类高速回转部件产生振动和碰摩从而发生故障。
[0033]不同高速回转部件有不同的同轴度要求，实际转子不是真正的刚体，特别是对于小型转子、薄壁转子来讲，其装配间隙和过盈造成的变形，会造成多级转子装配误差的累积，造成转子同轴度、不平衡量等变大，考虑肯定就会明显提高同轴度等参数的预测精度。
[0034]一般来讲随机装配造成的最大同轴度误差是本专利技术优化装配方法的同轴度误差的5～6倍，并且随机装配时会造成同轴度超标，严重时导致单次装配合格率低于50％。
[0035]采用本专利技术优化装配方法可使得装配合格率超过85％。
附图说明本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于间隙配合和过盈配合的多级高速回转部件同轴度优化相位获取方法，其特征在于，所述方法包括：以高速回转部件的中心轴为基准，装配多级间隙配合高速回转部件；根据多级间隙配合高速回转部件装配累积偏心误差公式获得多级间隙配合高速回转部件装配累积偏心误差；通过同轴度测量仪测量单级转子的数据，带入所述级间隙配合高速回转部件装配累积偏心误差公式获得多级间隙配合高速回转部件装配后第n级高速回转部件装配面圆心位置向量；根据所述第n级高速回转部件装配面圆心位置向量，将过盈配合高速回转部件与所述多级间隙配合高速回转部件进行配合；获得间隙装配和过盈装配混合装配后第n级高速回转部件累积偏心误差；根据所述间隙装配和过盈装配混合装配后第n级高速回转部件累积偏心误差获得间隙装配和过盈装配混合装配后第n级高速回转部件轴心位置轴向投影；所述间隙装配和过盈装配混合装配后第n级高速回转部件轴心位置轴向投影即为间隙配合和过盈配合的多级高速回转部件同轴度优化相位。2.根据权利要求1所述的基于间隙配合和过盈配合的多级高速回转部件同轴度优化相位获取方法，其特征在于，所述多级间隙配合高速回转部件装配存在误差，所述误差由定位误差和定向误差组成。3.根据权利要求2所述基于间隙配合和过盈配合的多级高速回转部件同轴度优化相位获取方法,其特征在于，所述定位误差通过平移矩阵确定，所述定向误差通过旋转矩阵确定。4.根据权利要求1所述的基于间隙配合和过盈配合的多级高速回转部件同轴度优化相位获取方法，其特征在于，所述多级间隙配合高速回转部件装配累积偏心误差表达式为：其中Trans
ri
为两级高速回转部件结合面间的变换矩阵，Trans
zi
为高速回转部件i的理想圆心的偏心，Trans
clearancei
为高速回转部件i基准面间隙偏心的平移变换矩阵，Trans
dzi
为高速回转部件i基准面加工误差引起的偏心平移变换矩阵，Trans
orientationi
为高速回转部件i基准面到装配面回转中心的旋转变换矩阵，Ro
xi
为第i级高速回转部件基准面绕X轴的旋转矩阵，Ro
yi
为第i级高速回转部件基准面绕Y轴的旋转矩阵，Ro
ri
为第i级高速回转部件绕Z轴的旋转矩阵，Ro
r(j
‑
1)
为第j
‑
1级高速回转部件绕Z轴的旋转矩阵；Ro
x(j
‑
1)
为第j
‑
1级高速回转部件基准面绕X轴的旋转...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭久彬，梅英杰，刘永猛，孙传智，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：