[發(fā)明專利]一種航空發(fā)動機轉(zhuǎn)子堆疊裝配方法與裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410051542.1
• 申請日: 2014-02-14
• 公開（公告）號: CN103899367A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 譚久彬;楊遠源;王雷
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學
• 主分類號: F01D21/00
• 分類號: F01D21/00;F01D25/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機械裝配技術(shù)，主要涉及一種航空發(fā)動機轉(zhuǎn)子堆疊裝配方法與裝置。

背景技術(shù)

航空發(fā)動機裝配是航空發(fā)動機制造過程中的最后環(huán)節(jié)，也是最為重要的制造環(huán)節(jié)之一。在已有的航空發(fā)動機設(shè)計方案和加工技術(shù)水平條件下，裝配的質(zhì)量和工作效率對于發(fā)動機的質(zhì)量、性能和生產(chǎn)效率具有重要影響。所以在裝配過程中要盡可能的提高安裝后轉(zhuǎn)子的同軸度，進而減小航空發(fā)動機的振動，改善航空發(fā)動機的性能。然而，在現(xiàn)實生產(chǎn)中航空發(fā)動機的裝配是完全手工裝配，裝配精度的高低和穩(wěn)定與否完全依賴于裝配工人的操作經(jīng)驗和技術(shù)水平，缺少一種高速有效的指導航空發(fā)動機轉(zhuǎn)子裝配的方法，進而提高裝配效率，減小航空發(fā)動機振動，改善航空發(fā)動機的性能。

隨著航空發(fā)動機裝配測試技術(shù)越來越受到重視，航空發(fā)動機裝配測試技術(shù)越來越受到重視，并且成為研究的熱點。越來越多的研究人員針對航空發(fā)動機轉(zhuǎn)子進行了深入的討論，勞斯萊斯公司提出一種方案(System?and?method?for?improving?the?damage?tolerance?of?a?rotor?assembly。歐洲專利公開號：EP2525049A2)，主要通過將各子測試系統(tǒng)得到轉(zhuǎn)子各位置的應(yīng)力信號，主系統(tǒng)將各子系統(tǒng)采集的信號進行分析，從各轉(zhuǎn)子的容損參數(shù)分析對裝配的影響，進而改善了航空發(fā)動機轉(zhuǎn)子的裝配。該方法存在的問題在于：并沒有分析轉(zhuǎn)子的幾何量方面對裝配的影響，無法改善幾何量對裝配的影響。

西安交通大學提出一種航空發(fā)動機轉(zhuǎn)子裝配性能檢測方法(一種航空發(fā)動機轉(zhuǎn)子裝配性能檢測方法。公開號：CN101799354A)。該方法首先采用激振器激振航空發(fā)動機轉(zhuǎn)子，利用振動傳感器和信號采集系統(tǒng)軟件獲得一個多載波耦合的航空發(fā)動機轉(zhuǎn)子的脈沖響應(yīng)信號；然后對所獲得的一個多載波耦合的航空發(fā)動機轉(zhuǎn)子的脈沖響應(yīng)信號采用雙樹復小波變換方法進行分析，獲得八個單載波的航空發(fā)動機轉(zhuǎn)子的脈沖響應(yīng)子信號；最后對所獲得的八個單載波的航空發(fā)動機轉(zhuǎn)子的脈沖響應(yīng)子信號提取平均裝配性能指標，若所得的平均裝配性能指標值大于或等于10，則判定該航空發(fā)動機轉(zhuǎn)子裝配合格，若所得的平均值小于10，則判定不合格，需要返工重修。該方法存在的問題在于：沒有對航空發(fā)動機轉(zhuǎn)子裝配進行指導。

羅信精密零件(上海)有限公司提出一種測量同軸度裝備(一種同軸度測量儀。公開號：CN202024752U)。該裝置包括設(shè)置在儀器主體上的一對由同步機構(gòu)同步控制轉(zhuǎn)動的傳動主軸，該傳動主軸內(nèi)端分別對應(yīng)設(shè)置有測量頭和定位基準面；所述的測量頭之間位置上方具有傳感器測頭。它主要解決現(xiàn)有精密零件的同軸度、跳動的測量。該方法存在的問題在于：僅僅測量被測件的同軸度，并沒有解決轉(zhuǎn)子裝配后同軸度差的問題。

沈陽黎明航空發(fā)動機(集團)有限責任公司提出一種間隙測量方法(發(fā)動機轉(zhuǎn)子葉尖徑向間隙非接觸式測量方法。公開號：CN102175135A)。該方法采用電容法測量技術(shù)，測量步驟如下，首先組裝測量系統(tǒng)、標定傳感器，確定葉尖徑向間隙與電壓之間的關(guān)系，再將傳感器固定在葉片上，最后測量發(fā)動機轉(zhuǎn)子葉尖徑向間隙。該方法存在的問題在于：沒有考慮轉(zhuǎn)子裝配過程中軸向安裝面對轉(zhuǎn)子裝配后的影響。

航空發(fā)動機裝配的測試對象是渦輪靜子和轉(zhuǎn)子，在部件加工精度滿足要求的條件下，最終檢驗靠安裝配合后的狀態(tài)決定，評定的指標主要是裝配后轉(zhuǎn)子的同軸度參數(shù)。發(fā)動機旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生高壓，它的轉(zhuǎn)子由多個組合在一起的單部件組成，每個部件的回轉(zhuǎn)軸與整個發(fā)動機的軸線重合時最為理想。高性能發(fā)動機工作時的高速旋轉(zhuǎn)速度大于10000rpm，單部件軸向或徑向偏擺必然會造成渦輪盤中心偏離發(fā)動機轉(zhuǎn)動軸線，在這樣的條件下會產(chǎn)生非常大的離心力，造成轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的不平衡，造成發(fā)動機振動，因而保證各部件裝配后的同軸度是安裝的重點和難點。

一個未使用同軸度優(yōu)化方法的模型裝配，各個部件的軸向和徑向由于加工精度限制存在跳動、偏心、傾斜等誤差。如果直接隨機地進行裝配，就可能形成類似于“香蕉”的彎曲情況，即上面部件累積了下面各個部件的偏心或傾斜誤差，造成裝配后整體的偏擺和傾斜巨大，導致發(fā)動機轉(zhuǎn)子同軸度非常差，難于滿足使用要求。