[发明专利]一种止口连接的航空发动机转子零件选配优化方法

说明书

本发明涉及一种止口连接的航空发动机转子零件选配优化方法，建立单级转子零件误差模型，以单级转子零件误差矩阵进行计算；以转子组件中第一个被安装的零件作为基件零件Q，以Q的下止口端面和柱面为测量基准、上止口端面和柱面为装配基准；重复上述步骤，直到所有转子零件安装完成，装配后第n级转子上止口端面累积偏心误差的计算；根据装配任务确定优化目标，即从现有零件中进行零件选配得到一台多级转子组件，使转子组件的装配同轴度最小；通过在零件配套前对转子组件的零件组合及各级零件周向位置的优化，减少反复拆装次数和零件调换次数，提高转子组件一次装配合格率和装配性能。

技术领域

本发明属于航空发动机装配领域，涉及一种止口连接的航空发动机转子零件选配优化方法，主要涉及一种面向航空发动机转子组件的零件选配优化方法。

背景技术

航空发动机装配是航空发动机制造过程中的最后环节，也是最为重要的制造环节之一。目前国内航空发动机装配依然采用传统的装配方法，即随机选件、试装、测量，若不合格则拆卸、再装配、再测量。在零件配套阶段，随机从现有的符合图号要求的合格零件中进行配套组合，未考虑零件个体差异性对转子组件装配质量的影响。由于加工误差的存在，每个零部件的轴向和径向都存在跳动、倾斜和偏心等误差，在装配过程中单级转子零件的加工误差将通过径向接触面和轴向接触面传递到下一级转子零件上，转子组件的装配误差会不断累积，如图1所示，很有可能使各级转子轴线形成类似于“香蕉型”的弯曲情况，产生同轴度超差问题。传统装配方法不仅耗费大量人力和工期，且由于每个转子零件的加工误差是不同的，导致不同零件组合下转子组件的装配误差不同，因此可能会产生因零件组合选取不当而导致零件拆卸调换的问题，一次装配成功率低、装配一致性差。

随着航空发动机装配测试技术的发展，许多研究人员提出航空发动机转子装配性能检测方法。哈工大提出了一种基于空间矢量投影的航空发动机转子装配方法与装置，该装置依据光栅尺确定转台的角度定位，通过测量每个零件径向装配面的径向误差和轴向装配面的倾斜误差，得到该转子对装配后转子同轴度的影响权重，将各权重进行矢量优化，实现转子安装角度的优化。但该方法只针对现有零件的周向安装角度优化，不能指导零件的配套，不能避免因零件组合不成功而导致的零件调换。

现阶段在零件选配优化的相关研究中，大多数研究都是利用装配尺寸链对零件二维公差尺寸进行分析，并没有考虑航空发动机转子零部件的尺寸形状、几何误差和装配工艺等因素对装配性能的影响。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种止口连接的航空发动机转子零件选配优化方法，该方法在零件配套阶段就考虑了组合后的转子组件装配性能，对零件组合和各级转子零件的安装角度同时进行优化，提高转子组件一次装配合格率、减少零件调换次数、提高装配一致性。

技术方案

一种止口连接的航空发动机转子零件选配优化方法，其特征在于：

步骤1、单级转子零件误差建模：

以欲装配的航空发动机气流方向为全局坐标系的Z轴正方向，且每一级转子零件局部坐标系的Z轴与全局坐标系的Z轴正方向一致；

每级转子零件的上极止口位于气流下游，下极止口位于气流上游；

以零件下止口端面上的任一螺栓孔位置为周向角度零点，记为序号孔1，并沿逆时针方向对其余螺栓孔位置标记为序号孔2、…；

以零件下止口端面为轴向位移零点，沿气流方向为Z轴正方向；

然后，利用航空发动机转子组件测量装置对零件进行测量，测量时以每个转子零件下止口端面为轴向安装基准面、下止口柱面为径向安装基准面；以每个转子零件上止口端面为轴向安装测量面、上止口柱面为径向安装测量面；