[发明专利]一种大型高速回转装备多级零部件不平衡量预测方法及零部件装配装置

权利要求书

1.一种大型高速回转装备多级零部件不平衡量预测方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤一：建立单级零部件的四参数轮廓测量模型，所述四参数轮廓测量模型如下：

其中，i＝0,1,2,…n-1；ρ_i为传感器测头到测量回转中心的距离；e为偏心量，即偏心误差；θ_i为相对于回转中心的采样角度；α为偏心角；r为传感器测球半径；n为采样点数；Δr_i为表面加工误差；d为传感器测头偏移量；r_i为拟合椭圆第i个采样点到几何中心的距离；

步骤二：当偏心误差e相对于零部件拟合椭圆短轴r₀存在e/r₀＜10^-3的关系时，将步骤一所述单级零部件四参数轮廓测量模型通过幂级数展开，获得简化的四参数圆轮廓测量模型；所述简化的四参数圆轮廓测量模型表示为：

其中，ρ_i为传感器测头到测量回转中心的距离，e为偏心量，θ_i为相对于回转中心的采样角度，α为偏心角，r为传感器测球半径，r₀为拟合椭圆短轴，Δr_i为表面加工误差，d为传感器测头偏移量，γ为回转轴线与几何轴线的夹角，β为几何轴线在测量平面上的投影与测量初始方向的夹角，n为采样点数；η_i为采样角度中间变量；ξ_i为椭圆短轴中间变量；

步骤三：将实际测量的圆轮廓数据代入所述简化的四参数圆轮廓测量模型中，估计单级零部件偏心误差，获得单级零部件偏心误差；

步骤四：利用所述单级零部件偏心误差，确定所述多级零部件中各级零部件定位、定向误差引起的第n级零部件不平衡量，所述第n级零部件不平衡量表示为：

其中，Ux_0-n为装配后第n级零部件测量面在X轴方向上的不平衡量；Uy_0-n为装配后第n级零部件测量面在Y轴方向上的不平衡量；m_0-n为装配后第n级零部件的质量；p_i为第i级零部件径向测量面圆心的理想位置向量；dp_i为第i级零部件径向测量面圆心位置的加工误差向量；S_ri为第i级零部件绕Z轴旋转θ_ri角度的旋转矩阵；S_r1为单位矩阵；S_xj为第j级零部件基准平面绕X轴旋转θ_xj角度的旋转矩阵，则S_xj-1表示为第j-1级零部件基准平面绕X轴旋转θ_xj-1角度的旋转矩阵；S_yj为第j级转子基准平面绕Y轴旋转θ_yj角度的旋转矩阵，则S_yj-1表示为第j-1级零部件基准平面绕Y轴旋转θ_yj-1角度的旋转矩阵；则S_rj-1表示为第j-1级零部件基准平面绕Z轴旋转θ_rj-1角度的旋转矩阵；

步骤五：将单级零部件装配过程中由定位和定向误差引入的不平衡量进行矢量相加，得到各级零部件的不平衡量；通过将各级零部件的不平衡量进行叠加或者将各级零部件的不平衡量分别投影到两个校正面，获得多级零部件初始不平衡量，实现多级零部件初始不平衡量的预测。

2.根据权利要求1所述不平衡量预测方法，其特征在于，步骤一所述零部件为转子或静子机匣。

3.根据权利要求2所述不平衡量预测方法，其特征在于，当所述零部件为转子时，步骤五所述多级零部件初始不平衡量预测的具体方法为：

将单级转子装配过程中由定位和定向误差引入的不平衡量进行矢量相加，得到单级不平衡量，将各级转子不平衡量分别投影到两个较正面，依据动平衡公式得到多级转子初始不平衡量，实现多级转子初始不平衡量的预测。