[发明专利]一种基于径跳测量计算转子装配轴线偏心的方法

权利要求书

1.一种基于径跳测量计算转子装配轴线偏心的方法，其特征在于，步骤如下：

步骤A、相邻两级盘，下端件A与上端件B的连接采用止口过盈配合进行定位，则自下而上各面中心分别为A_O1、A_O2、B_O1、B_O2，读取所测两转子止口配合面的径向跳动值用矩阵表征，数据的形式是一个圆环，则上端件B的下端面径向跳动数据表示为：B_O1(α，z_b1)，下端件A的上端面径向跳动数据表示为：A_O2(α，z_a2)；用极坐标表示法表征；圆心O在全局坐标系中的位置为O(0，0)，已知配合止口半径R；

步骤B、计算各点的相对跳动值：上端面与下端面配合状态为过盈配合，所形成的“毛刺”即指零件制造过程中，由于加工误差的存在，转子的配合止口处的实际直径在加工误差范围内随机产生，即每个测点相对理想圆心的半径值也是随机产生，毛刺值的大小即各测点相对基圆的距离；

步骤C、由于止口过盈量的存在，两转子在装配时止口周产生方向指向圆心、大小不均匀的弹性力，为了计算各测点弹性力的大小，需计算各测点处的相对毛刺凸起值，毛刺处的刚度较基圆忽略不计，暂假设基圆装配过程中圆心的相对位置不变；将毛刺部分等效为弹簧，假设毛刺刚度函数为k₁(n)，其中n为毛刺宽度；基圆刚度为k₂(y)，其中y为距基圆表面的距离；h₁为B₁某一点毛刺值，h₂为A₂某另一点毛刺值，若h₂＞h₁，x代表位移距离，第一阶段：两弹簧同时压缩；第二阶段：h₁弹簧压缩；第三阶段：基圆压缩阶段；F代表受到的弹性力；各阶段力与位移关系如下：

第一阶段：

第二阶段：

F＝k₁(n)h₂+k₁(n)(x-2h₂) (2)

第三阶段：

F＝k₂(y)(x-h₁-h₂)+k₁(n)h₂+k₁(n)(h₁-h₂) (3)

若h₂＜h₁，同理得：

第一阶段：

第二阶段：

F＝k₁(n)h₁+k₁(n)(x-2h₁) (5)

第三阶段：

F＝k₂(y)(x-h₁-h₂)+k₁(n)h₁+k₁(n)(h₂-h₁) (6)

步骤D、计算理想状态下各点接触力：考虑转子A与转子B两止口接触面均为弹簧，将两止口不均匀径跳值等效为不均匀弹性力，基体的实体部分视为刚体，不产生形变；由式(1)～式(6)，首先计算出理想状况下两配合面圆心重合情况下的各点弹性力；

计算式同式(1)到(6)；

步骤E、合力矢量计算部分：将各个测点弹性力在圆心处矢量合成，得出合力F_n；

其中，i代表测点数；

步骤F、计算偏心量e：实际质心相对圆心的偏移方向，即偏心量的方向即为合力F_n的方向；将两转子圆心的相对位置沿F_n方向移动，则每对测点接触部分均产生变化，同时各测点弹性力产生变化，直至受力平衡，达到平衡状态，依此原理计算质心偏移量及偏心角；

由于圆心移动一定距离，每个点位移距离不同，e为偏心量，O为初始圆心，O₂为偏心圆圆心，r为转子基圆半径，d为测点位移，θ为偏心角，θ₂为测点对应角度，γ为三角形对应角度；

由几何关系得：

由式(8)得出偏心量与测点位移关系，通过圆心处矢量合成，得到合力，当达到平衡状态时，得：

通过求解式(9)即得到偏心量e。