[发明专利]基于径向与轴向测量的航空发动机转子堆叠装配方法与装置

权利要求书

1.一种基于径向与轴向测量的航空发动机转子堆叠装配方法，其特征在于该测量方法是：将被测转子放置于调心调倾工作台上固定；将测量轴向安装基准面的轴向电容传感器测量被测转子的轴向安装基准面，用于调倾；测量径向安装基准面的径向电容传感器测量径向安装基准面，用于调心；磁浮转台经调心调倾工作台带动被测转子以6～10r／min的速度匀速旋转，测量轴向安装基准面的轴向电容传感器在被测转子的轴向安装基准面上进行等间隔采样，测量径向安装基准面的径向电容传感器在被测转子的径向安装基准面上进行等间隔采样；采样点数应满足每圈1000～2000个点；将被测转子的径向安装基准面上的采样数据通过最小二乘圆拟合，评定出偏心量，将被测转子的轴向安装基准面上采样数据通过最小二乘平面拟合，评定出倾斜量；根据偏心量的大小和角度，调节调心调倾工作台的调心旋钮；根据倾斜量的大小和角度，调节调心调倾工作台的调倾旋钮，直至调心调倾工作台满足径向基准面偏心量的大小在0～3μm范围内，轴向基准面倾斜量的大小在0～2″范围内；将测量轴向安装测量面的轴向电容传感器测量被测转子的轴向安装测量面，测量径向安装测量面的径向电容传感器测量被测转子的径向安装测量面；磁浮转台以6～10r／min的速度匀速旋转，测量轴向安装测量面的轴向电容传感器在被测转子的轴向安装测量面上等间隔采样，测量径向安装测量面的径向电容传感器分别在径向安装测量面上等间隔采样；采样点数应满足每圈1000～2000个点；将测量径向安装测量面的径向电容传感器在被测转子的径向安装测量面上采样的数据通过最小二乘圆拟合并评定出同心度；将测量轴向安装测量面的轴向电容传感器在被测转子的轴向安装测量面上采样的数据通过最小二乘平面拟合并评定出垂直度；结合轴向安装测量面的半径和该被测转子与最终装配转子的高度差，得到该转子对装配后转子同轴度的影响权值；分别测量装配所需的全部转子，得到各转子对装配后转子同轴度的影响权值；将各转子的权值采用遗传算法进行矢量优化，得到各转子的装配角度，转子同轴度的影响权值的计算方式为：式中：C表示被测转子径向安装测量面的同心度，表示径向安装测量面拟合圆心的偏心角，H表示被测转子与最终装配转子的高度差，R表示轴向安装测量面的半径，P表示被测转子轴向安装测量面的垂直度，θ表示轴向安装测量面的拟合平面最高点所在的角度。

2.一种基于径向与轴向测量的航空发动机转子堆叠装配装置，其特征是磁浮轴系(2)嵌套在基座(1)中心位置上，所述磁浮轴系(2)由磁浮主轴(2a)、工作台(2b)、磁浮轴上压盘(2c)、磁浮轴下压盘(2d)、感应同步器定尺(2e)、感应同步器滑尺(2f)、上永磁体(2g1)、下永磁体(2g2)、上线圈(2h1)和下线圈(2h2)构成，所述工作台(2b)配置在磁浮轴上压盘(2c)上端部上，磁浮轴上压盘(2c)配置在磁浮主轴(2a)上端部上，磁浮主轴(2a)配置在磁浮轴下压盘(2d)上端部上，感应同步器滑尺(2f)嵌套在磁浮轴下压盘(2d)外环上，感应同步器定尺(2e)固配在基座(1)中心位置内侧下部，且位于感应同步器滑尺(2f)上方，上永磁体(2g1)套在磁浮主轴(2a)外环上，并固定在磁浮轴上压盘(2c)下端部，上线圈(2h1)套在磁浮主轴(2a)外环上，并固定在基座(1)内部，距上永磁体(2g1)下方5-10cm处；下永磁体(2g2)套在磁浮主轴(2a)外环上，并固定在磁浮轴下压盘(2d)上端部，下线圈(2h2)套在磁浮主轴(2a)外环上，并固定在基座(1)内部，距下永磁体(2g2)上方5-10cm处；调心调倾工作台(3)配置在磁浮轴系(2)中心位置上，三爪气动卡盘(4)配置在调心调倾工作台(3)中心位置上；门型左立柱(5a)和门型右立柱(5b)对称分布在磁浮轴系(2)的两侧且固装在基座(1)上，门型横梁(5c)两端与门型左立柱(5a)上端和门型右立柱(5b)上端固连；在门型左立柱(5a)上从上至下依次可移动调节地套装左上柱杆连接件(7c)和左下柱杆连接件(7a)，左上横向测杆(6c)水平嵌套在左上柱杆连接件(7c)上，上传感器转接件(10b)与左上横向测杆(6c)固连，上轴向电容传感器(8b)与上传感器转接件(10b)固连；左下横向测杆(6a)水平嵌套在左下柱杆连接件(7a)上，下传感器转接件(10a)与左上横向测杆(6a)固连，下轴向电容传感器(8a)与下传感器转接件(10a)；在门型右立柱(5b)上从上至下依次可移动调节地套装右上柱杆连接件(7d)和右下柱杆连接件(7b)，右上横向测杆(6d)水平嵌套在右上柱杆连接件(7d)上，上径向电容传感器(9b)与右上横向测杆(6d)固连；右下横向测杆(6b)水平嵌套在右下柱杆连接件(7b)上，下径向电容传感器(9a)与右下横向测杆(6b)固连。