[发明专利]基于多参数调控的大型高速回转装备单级零部件偏心数据处理及跳动公差分配方法

说明书

本发明提出了基于多参数调控的大型高速回转装备单级零部件偏心数据处理及跳动公差分配方法。本发明分析了转子圆轮廓测量的采样角度分布特性和测量误差，将采集到的圆轮廓数据通过非等间隔形态学滤波器进行功能性滤波；考虑圆轮廓测量中的转子偏心、传感器测头偏移、传感器测球半径三个参数分量，建立了三参数圆轮廓测量模型；依据高滤波精度的测量数据和圆轮廓测量模型，可以准确的估计出偏心误差，得到转子测量面偏心误差的目标函数，进而得到偏心误差的概率密度，得到接触面跳动信息和偏心误差的概率关系，实现转子公差的分配。

技术领域

本发明属于机械公差分配技术领域，特别是涉及基于多参数调控的大型高速回转装备单级零部件偏心数据处理及跳动公差分配方法。

背景技术

随着我国大力发展航空业，对航空发动机性能的要求也不断提高。在追求研制更高推重比的航空发动机的同时，也要注重减小发动机自身的振动，以提高发动机性能，保证飞行安全。减小发动机的振动是发动机研制过程中的重要目标。转子的装配质量对航空发动机的性能有着极大的影响，因此为了减小振动，需要在设计航空发动机转子公差分配上进行合理赋值。这样可以极大的提高发动机转子加工精度，降低加工成本。

波音公司提出一种统计公差确定方法(统计公差确定方法。公开号：CN1549069A)，该方法首先优选出有效的零件装配顺序；其次，合理选择代加工配合件的定位件，确定配合件的数量和尺寸，并将这些部件彼此相对定位或紧固在一起而形成装配件；最后，将各个单独零部件的统计尺寸公差确定为零部件的制造要求，利用此公差降低加工成本，并使得装配件满足尺寸公差要求。其不足之处在于：未考虑零部件测量误差对公差分配的影响。

哈尔滨工业大学提出一种双偏置参数圆轮廓测量模型与偏置误差分离方法(一种双偏置参数圆轮廓测量模型与偏置误差分离方法。公开号：CN 101339021A)，该模型中同时包含被测试件偏心误差(e,α)和传感器测头偏移误差d两个偏置误差分量，采用参数优化的方法实现对偏置误差参量和模型中其他参量的精确估计与直接求解，获得被测试件真实的圆轮廓。其不足之处在于：未考虑到传感器测球半径引起的误差对圆轮廓测量产生的影响。

以上和现有的方法均存在的问题在于：测量圆轮廓的过程中没有综合考虑被测物偏心误差、传感器测头偏移量、传感器测球半径，上述三个参数会对圆轮廓的精确测量产生极大的影响，未分析圆轮廓测量误差下的采样角度非等间隔性，且未建立基于非等间隔采样角度下的滤波方法，未对采样点进行功能性滤波，进而无法提取出转子装配时接触点信息。

发明内容

本发明目的是为了解决现有的技术问题，提供了一种基于多参数调控的大型高速回转装备单级零部件偏心数据处理及跳动公差分配方法，以解决航空发动机转子圆轮廓测量精度低，装配同轴度低、装配质量差的问题，改善航空发动机的性能。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明提出基于多参数调控的大型高速回转装备单级零部件偏心数据处理及跳动公差分配方法，

步骤1、分析转子圆轮廓测量的采样角度分布特性和测量误差，建立真实采样角度分布函数，采集圆轮廓数据；

步骤2、将采集到的圆轮廓数据通过非等间隔形态学滤波器进行功能性滤波，获得有效的圆轮廓数据；

步骤3、根据圆轮廓测量中的转子偏心、传感器测头偏移和传感器测球半径三个参数分量，建立三参数圆轮廓测量模型；

步骤4、依据有效的圆轮廓数据和圆轮廓测量模型，准确的估计出偏心误差，得到转子测量面偏心误差的目标函数，进而得到偏心误差的概率密度，得到接触面跳动信息和偏心误差的概率关系，实现转子公差的分配。

进一步地，所述步骤1具体为：

在实际单级转子圆轮廓测量中，由于存在测量误差会导致真实采样角度呈非等间隔分布，基于采样角度分布特性和测量误差建立真实采样角度分布函数：