[发明专利]一种间隙配合大型回转装备的不平衡量预测方法

说明书

本发明属于发动机装配技术领域，公开了一种间隙配合大型回转装备的不平衡量预测方法。步骤1：建立转子的位姿矩阵方程；步骤2：基于步骤1的位姿矩阵方程对每级转子不平衡量分解到A、B两个不平衡量校正面上；步骤3：基于步骤2再将A、B两个校正面上的不平衡量进行合成，得到转子装配后的初始不平衡量；步骤4：对除第一层之外的转子进行旋转，已达到与一级转子装配后局部不平衡量最优。用以解决间隙配合的大型回转装备而言如何对其不平衡量进行预测的问题。

技术领域

本发明属于发动机装配技术领域；具体涉及一种间隙配合大型回转装备的不平衡量预测方法。

背景技术

发动机的测量与装配精度直接决定整机可靠性、稳定性和综合性能。发动机的故障主要源于振动和碰摩，而振动和碰摩的发生主要是由于装配后的各级部件不同轴、不平衡量超差等因素导致。以美军第五代战机F22配备的F119涡扇航空发动机为例，核心机是发动机装配最复杂的核心单元，其装配精度对发动机性能及寿命有至关重要的影响。据报道，美国空军两年内，由于碰摩引起的航空发动机涡轮封严环裂纹导致4架F16战斗机失事，迫使339台航空发动机直接或间接停飞。

空天动力发动机涡轮机具有结构小型且转子级数多的特点，在不足一米的轴上需要安装数十个转子件，同时多个转子为间隙配合，大型回转装备各级转子误差在大型回转装备安装过程中会迅速累计并被放大，此外其安装随机性也会严重影响发动机性能。如图1所示，某些型号发动机转子由三十多个转子堆叠间隙配合而成，而在装配中每个部件的回转轴与整个发动机的轴线重合时最为理想。空天动力发动机涡轮部分在运行时可达40000r/min，超高转速下转子装配不同轴带来的同轴度误差，会导致振动在高速运转时会放大100至1000倍，显著加剧转子间的摩擦。当大型回转装备装配不同轴严重时会产生叶片碰摩、断裂，甚至航天器坠毁爆炸，造成不可挽回的重大损失，因此针对间隙配合的大型回转装备而言如何对其不平衡量进行预测(以防止后续)进而指导装配是极为重要的。

发明内容

本发明提供了一种间隙配合大型回转装备的不平衡量预测方法，用以解决间隙配合的大型回转装备而言如何对其不平衡量进行预测的问题。

本发明通过以下技术方案实现：

一种间隙配合大型回转装备的不平衡量预测方法，所述不平衡量预测方法包括以下步骤：

步骤1：建立转子的位姿矩阵方程；

步骤2：基于步骤1的位姿矩阵方程对每级转子不平衡量分解到A、B两个不平衡量校正面上；

步骤3：基于步骤2再将A、B两个校正面上的不平衡量进行合成，得到转子装配后的初始不平衡量；

步骤4：对除第一层之外的转子进行旋转，已达到与一级转子装配后局部不平衡量最优。

一种间隙配合大型回转装备的不平衡量预测方法，其特征包括，所述步骤1建立转子的位姿矩阵方程具体为，第n级转子的位姿矩阵方程如下：