一种混合装配的多级转子同轴度、不平衡量和垂直度三目标叠装配方法组成比例

本发明专利技术提出了一种混合装配的多级转子同轴度、不平衡量和垂直度三目标叠装配方法，转子置于回转平台上，使径向和轴向基准传感器运动到转子径向和轴向基准截面；气浮转台转动，基于上位机系统评定转子几何轴线；依据转子几何轴线调整调心调倾工作台，移动垂直导轨，使轴向和径向测量传感器采集转子轴向和径向测量面轮廓信息，获得纯净的轮廓测量数据；数据导入测量装置上位机系统进行实时分析，实现转子同轴度、不平衡量和垂直度的综合评定；重复更换其他转子测量，直到所有转子测量结束；依据公式评定多级转子装配后同轴度、不平衡量和垂直度，通过调节各级转子装配相位，使得转子的装配同轴度、不平衡量和垂直度达到整体最优。优。优。

【技术实现步骤摘要】
一种混合装配的多级转子同轴度、不平衡量和垂直度三目标叠装配方法


[0001]本专利技术属于发动机装配
，具体地，涉及一种混合装配的多级转子同轴度、不平衡量和垂直度三目标叠装配方法。

技术介绍

[0002]整机振动问题是制约航空发动机发展的典型故障之一，转子系统高速旋转时由不平衡量产生的不平衡力是航空发动机的主要振源之一。在转子高速旋转时，因装配过程中，同轴度、不平衡量以及配合面垂直度超差而导致不平衡力过大，常常会导致发动机振动加剧，叶片和机匣碰磨甚至损毁等严重故障。由于多级盘转子结构各机件间随机相位装配会使得转子系统同心度和不平衡量分布呈现较大的离散度，准确选择最优装配相位组合成为装配工艺优化提升发动机转子装配质量的关键。
[0003]某些型号发动机转子装配主要是间隙装配，由于这类转子经常存在发动机装配时同轴度、不平衡量和垂直度超差的问题。因此亟需探索多级转子间隙装配机理，针对多级转子同轴度、不平衡量和垂直度实现三目标优化堆叠，指导发动机的精准装配。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对现有技术存在的问题，基于多级转子同轴度、不平衡量和垂直度三目标堆叠装配，提出了一种混合装配的多级转子同轴度、不平衡量和垂直度三目标叠装配方法。
[0005]本专利技术通过以下技术方案实现：
[0006]一种混合装配的多级转子同轴度、不平衡量和垂直度三目标叠装配方法：
[0007]所述方法具体包括以下步骤：
[0008]步骤1：单级转子测量；转子置于回转平台上，移动垂直导轨，使径向和轴向基准传感器运动到转子径向和轴向基准截面；
[0009]步骤2：转子几何轴线评定；气浮转台转动，径向和轴向基准传感器采集单级转子轮廓信息，基于上位机系统评定转子几何轴线；
[0010]步骤3：转子调心调倾；依据转子几何轴线调整调心调倾工作台，直到转子基准面几何轴线和回转轴线一致度满足收敛条件；
[0011]步骤4：系统误差分离；移动垂直导轨，使轴向和径向测量传感器采集转子轴向和径向测量面轮廓信息，基于系统误差模型进行误差分离，获得纯净的轮廓测量数据；
[0012]步骤5：转子同轴度、不平衡量和垂直度评定；数据导入测量装置上位机系统进行实时分析，实现转子同轴度、不平衡量和垂直度的综合评定；
[0013]步骤6：更换其他转子测量；重复步骤1
‑
5，直到所有转子测量结束；
[0014]步骤7：多级转子同轴度、不平衡量和垂直度评定；依据公式评定多级转子装配后同轴度、不平衡量和垂直度，通过调节各级转子装配相位，使得转子的装配同轴度、不平衡
量和垂直度达到整体最优。
[0015]进一步地，间隙转子装配误差由定位和定向误差组成，定位误差通过平移矩阵确定，定向误差通过旋转矩阵确定。
[0016]进一步地，通过旋转矩阵确定定向误差：
[0017]多级转子装配累积偏心误差关系一般表达式，则装配后第n级转子累积偏心误差表达式为：
[0018][0019]其中Tr
ri
为两级转子结合面间的变换矩阵，
[0020]Tr
zi
为转子i的理想圆心的偏心，
[0021]Tr
clearancei
为转子i基准面间隙偏心的平移变换矩阵，
[0022]Tr
dzi
为转子i基准面加工误差引起的偏心平移变换矩阵，
[0023]Tr
orientationi
为转子i基准面到装配面回转中心的旋转变换矩阵，
[0024]Ro
xi
为第i级转子基准面绕X轴的旋转矩阵；Ro
yi
为第i级转子基准面绕Y轴的旋转矩阵；
[0025]P
i
为第i级转子装配面圆心的理想位置向量；
[0026]dP
i
为第i级转子装配面圆心位置的加工误差向量；dP
′
i
为第i级转子间隙偏心位置矢量；
[0027]Ro
ri
为第i级转子绕Z轴的旋转矩阵；Ro
r1
为单位矩阵。
[0028]进一步地，影响多级盘转子结构装配质量的关键跳动参数为连接止口处的同心度和垂直度；
[0029]转子组件同心度受单级转子同心度和垂直度的综合影响，转子组件垂直度仅由单级转子垂直度水平决定。
[0030]进一步地，则装配后第n级转子装配面圆心位置向量可表示为：
[0031][0032]依据同轴度的ISO标准定义，多级(n级)转子装配后同轴度的表达式为：
[0033][0034]式中dx0‑
i
表示n级转子装配后第i级转子测量面圆心在X轴方向上的累积偏心误差；
[0035]dy0‑
i
表示n级转子装配后第i级转子测量面圆心在Y轴方向上的累积偏心误差；
[0036]根据各级转子轴心位置轴向投影的位置向量，其最大的模的两倍即是多级混合配合转子的最佳同轴度。
[0037]进一步地，根据间隙堆叠同轴度公式，得到第i级转子垂直度h的表达式如下：
[0038][0039]Z
m
表示第m级转子的高度，ρ表示垂直度评定函数；
[0040]n级转子装配后，将每级转子垂直度进行合成，即可得到n级转子装配后初始垂直度；
[0041]通过转子装配相位的调整，能够实现转子装配垂直度的调控。
[0042]进一步地，转子不平衡量为不平衡质量与其质心偏离轴线距离的乘积；
[0043]根据多级间隙转子装配误差分析，间隙装配第n级转子不平衡量累积误差表达式为：
[0044][0045]其中Tr
c
为第n级转子质心的变换矩阵，Ro
nc
为第n级转子质心的旋转矩阵，dp
nc
为第n级转子质心的平移矩阵。
[0046]进一步地，得到质心偏心位置：
[0047][0048]进而得到n级转子装配后，第n级转子不平衡量u
n
：
[0049][0050]式中dx0‑
nc
为第n级转子沿X轴方向的质心累积偏移量，dy0‑
nc
为第n级转子沿Y轴方向的质心累积偏移量；
[0051]n级转子装配后，将每级转子不平衡量进行合成，即可得到n级转子装配后初始不平衡量；
[0052]通过转子装配相位的调整，能够实现转子装配不平衡量的调控。
[0053]一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一项所述方法的步骤。
[0054]一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时实现上述任一项所述方法的步骤。
[0055]本专利技术有益效果
[0056]本专利技术针对发动机转子为间隙配合和过盈配合的混本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混合装配的多级转子同轴度、不平衡量和垂直度三目标叠装配方法，其特征在于：所述方法具体包括以下步骤：步骤1：单级转子测量；转子置于回转平台上，移动垂直导轨，使径向和轴向基准传感器运动到转子径向和轴向基准截面；步骤2：转子几何轴线评定；气浮转台转动，径向和轴向基准传感器采集单级转子轮廓信息，基于上位机系统评定转子几何轴线；步骤3：转子调心调倾；依据转子几何轴线调整调心调倾工作台，直到转子基准面几何轴线和回转轴线一致度满足收敛条件；步骤4：系统误差分离；移动垂直导轨，使轴向和径向测量传感器采集转子轴向和径向测量面轮廓信息，基于系统误差模型进行误差分离，获得纯净的轮廓测量数据；步骤5：转子同轴度、不平衡量和垂直度评定；数据导入测量装置上位机系统进行实时分析，实现转子同轴度、不平衡量和垂直度的综合评定；步骤6：更换其他转子测量；重复步骤1
‑
5，直到所有转子测量结束；步骤7：多级转子同轴度、不平衡量和垂直度评定；依据公式评定多级转子装配后同轴度、不平衡量和垂直度，通过调节各级转子装配相位，使得转子的装配同轴度、不平衡量和垂直度达到整体最优。2.根据权利要求1所述方法，其特征在于：间隙转子装配误差由定位和定向误差组成，定位误差通过平移矩阵确定，定向误差通过旋转矩阵确定。3.根据权利要求2所述方法，其特征在于：通过旋转矩阵确定定向误差：多级转子装配累积偏心误差关系一般表达式，则装配后第n级转子累积偏心误差表达式为：其中Tr
ri
为两级转子结合面间的变换矩阵，Tr
zi
为转子i的理想圆心的偏心，Tr
clearancei
为转子i基准面间隙偏心的平移变换矩阵，Tr
dzi
为转子i基准面加工误差引起的偏心平移变换矩阵，Tr
orientationi
为转子i基准面到装配面回转中心的旋转变换矩阵，Ro
xi
为第i级转子基准面绕X轴的旋转矩阵；Ro
yi
为第i级转子基准面绕Y轴的旋转矩阵；P
i
为第i级转子装配面圆心的理想位置向量；dP
i
为第i级转子装配面圆心位置的加工误差向量；dP
′
i
为第i级转子间隙偏心位置矢量；
Ro
ri
为第i级转子绕Z轴的旋转矩阵；R...

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