[发明专利]同轴度光学测量系统、方法

说明书

本发明涉及同轴度光学测量系统、方法，其在第一转子、第二转子对接前，以第一基准柱面和第一基准端面为基准测量第一近端处盘心孔的两处截面的跳动、以及第一定位端面和第一定位柱面的跳动；以第二基准柱面和第二基准端面为基准测量第二定位端面和第二定位柱面的跳动；在考虑各跳动的基础上，基于第一基准柱面和第一基准端面、第一定位端面和第一定位柱面、第二定位端面和第二定位柱面、第二基准柱面和第二基准端面之间的空间关系，建立第一基准柱面和第一基准端面相对于第二基准柱面和第二基准端面的空间关系，将该空间关系作为联合基准，并基于联合基准计算出盘心孔的一处截面的跳动，进而确定出同轴度。

技术领域

本发明涉及同轴度光学测量系统、方法，尤其涉及燃气轮机的高压转子同轴度光学测量系统、方法。

背景技术

高压转子同轴度是高压压机转子和高压涡轮转子对接后的几何误差是否合格的重要指标，直接影响整个高压转子的不平衡量，甚至整个核心机的稳定性。由于在高压转子对接后，测量面在转子内部，测量空间极其狭小，并且无法直接观察，测量装置需要设计的极为复杂，且操作效率低，测量结果可靠性性差，一种应对方式是对核心机装配座进行了改装，改装后可以同时测量高压转子的联合基准，但是降低了装配座的刚度，这就提高后期压装工装的使用的风险和跳动测量的误差。因此需要设计一种测量装置以简便的方式进行高压转子同轴度测量。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种同轴度光学测量系统、方法。

为实现所述目的的一种同轴度光学测量方法，用于测量转子的同轴度，该转子包括第一转子和第二转子，所述第一转子在第一远端具有第一基准柱面和第一基准端面，所述第二转子在第二远端具有第二基准柱面和第二基准端面，所述第一转子具有第一近端，第二转子具有第二近端，所述第一近端具有盘心孔、第一定位端面和第一定位柱面，所述第二近端具有第二定位端面和第二定位柱面，所述第一定位端面与所述第二定位端面配合，所述第一定位柱面和所述第二定位柱面配合，在第一转子、第二转子对接前，该同轴度光学测量方法包括：

以第一基准柱面和第一基准端面为基准测量第一近端处盘心孔的两处截面的跳动、以及第一定位端面和第一定位柱面的跳动；

以第二基准柱面和第二基准端面为基准测量第二定位端面和第二定位柱面的跳动；

在考虑各所述跳动的基础上，基于第一基准柱面和第一基准端面、第一定位端面和第一定位柱面、第二定位端面和第二定位柱面、第二基准柱面和第二基准端面之间的空间关系，建立第一基准柱面和第一基准端面相对于第二基准柱面和第二基准端面的空间关系，将该空间关系作为联合基准，并基于联合基准计算出所述盘心孔的一处截面的跳动，进而确定出所述同轴度。

在所述的同轴度光学测量方法的一个或多个实施方式中，建立第一基准柱面和第一基准端面相对于第二基准柱面和第二基准端面的空间关系的步骤包括：

在所述盘心孔上选取在轴向上间隔开的第一截面、第二截面，测量第一截面、第二截面的跳动，由此确定第一截面、第二截面的圆心，以第一截面所在的平面以及第一截面、第二截面的圆心连线定义第一坐标系(AE)；

以第一基准柱面的圆心和第一基准端面的法线方向定义第二坐标系(A)；

以第二基准柱面的圆心和第二基准端面的法线方向定义第三坐标系(B)；

测量第一定位端面、第一定位柱面的跳动，由此确定第一定位端面的第一法线方向和第一定位柱面的圆心，并由该第一法线方向和第一圆心定义第四坐标系(S’)；

测量第二定位端面、第二定位柱面的跳动，由此确定第二定位端面的第二法线方向和第二定位柱面的第二圆心，并由该第二法线方向和第二圆心定义第五坐标系(S)；

由所述第三坐标系的原点和第二坐标系、第三坐标系的原点连线方向定义第六坐标系(AB)；