[发明专利]基于空间多矢量优化的航空发动机转子堆叠装配方法与装置

摘要

基于空间多矢量优化的航空发动机转子堆叠装配方法与装置属于机械装配技术。其测量方法与装置是基于磁浮回转轴系确定回转基准；依据光电编码器确定转台的角度定位；基于四测头测量装置，提取转子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值；分别测量装配所需的全部转子，得到各转子对装配后转子同轴度的影响权值；将各转子的权值进行矢量优化，得到各转子的装配角度。本发明可有效解决航空发动机转子装配后同轴度低的问题，具有转子装配后同轴度高、减小振动、易于安装、灵活度高、改善发动机性能的特点。

主权项

1.一种基于空间多矢量优化的航空发动机转子堆叠装配方法，其特征在于该测量方法是：将被测转子放置于调心调倾工作台上固定；将测量轴向安装基准面的伸缩式电感传感器与被测转子的轴向安装基准面接触，用于调倾；测量径向安装基准面的杠杆式电感传感器与径向安装基准面接触，用于调心；磁浮转台经调心调倾工作台带动被测转子以6～10r／min的速度匀速旋转，测量轴向安装基准面的伸缩式电感传感器在被测转子的轴向安装基准面上进行等间隔采样，测量径向安装基准面的杠杆式电感传感器在被测转子的径向安装基准面上进行等间隔采样；采样点数应满足每圈1000～2000个点；将被测转子的径向安装基准面上的采样数据通过最小二乘圆拟合，评定出偏心量，将被测转子的轴向安装基准面上采样数据通过最小二乘平面拟合，评定出倾斜量；根据偏心量的大小和角度，调节调心调倾工作台的调心旋钮；根据倾斜量的大小和角度，调节调心调倾工作台的调倾旋钮，直至调心调倾工作台满足径向基准面偏心量的大小在0～3μm范围内，轴向基准面倾斜量的大小在0～2″范围内；将测量轴向安装测量面的伸缩式电感传感器与被测转子的轴向安装测量面接触，测量径向安装测量面的杠杆式电感传感器与被测转子的径向安装测量面接触；磁浮转台以6～10r／min的速度匀速旋转，测量轴向安装测量面的伸缩式电感传感器在被测转子的轴向安装测量面上等间隔采样，测量径向安装测量面的杠杆式电感传感器分别在径向安装测量面上等间隔采样；采样点数应满足每圈1000～2000个点；将测量径向安装测量面的杠杆式电感传感器在被测转子的径向安装测量面上采样的数据通过最小二乘圆拟合并评定出同心度；将测量轴向安装测量面的伸缩式电感传感器在被测转子的轴向安装测量面上采样的数据通过最小二乘平面拟合并评定出垂直度；结合轴向安装测量面的半径和该被测转子与最终装配转子的高度差，得到该转子对装配后转子同轴度的影响权值；分别测量装配所需的全部转子，得到各转子对装配后转子同轴度的影响权值；将各转子的权值采用遗传算法进行矢量优化，得到各转子的装配角度，转子同轴度的影响权值的计算方式为：式中：C表示被测转子径向安装测量面的同心度，表示径向安装测量面拟合圆心的偏心角，H表示被测转子与最终装配转子的高度差，R表示轴向安装测量面的半径，P表示被测转子轴向安装测量面的垂直度，θ表示轴向安装测量面的拟合平面最高点所在的角度。