[發明專利]基于電容測量與圓光柵測角的航空發動機轉子裝配方法與裝置

有效

• 申請號: 201410052092.8
• 申請日: 2014-02-14
• 公開（公告）號: CN103791830B
• 公開（公告）日: 2016-10-19
• 發明（設計）人: 王雷;譚久彬;楊文國;金國良
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01B7/312
• 分類號: G01B7/312;G01B7/305;G01B11/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于電容測量與圓光柵測角的航空發動機轉子裝配方法，其特征在于該測量方法是：將被測轉子放置于調心調傾工作臺上固定；將測量軸向安裝基準面的軸向電容傳感器測量被測轉子的軸向安裝基準面，用于調傾；測量徑向安裝基準面的徑向電容傳感器測量徑向安裝基準面，用于調心；氣浮轉臺經調心調傾工作臺帶動被測轉子以6～10r/min的速度勻速旋轉，測量軸向安裝基準面的軸向電容傳感器在被測轉子的軸向安裝基準面上進行等間隔采樣，測量徑向安裝基準面的徑向電容傳感器在被測轉子的徑向安裝基準面上進行等間隔采樣；采樣點數應滿足每圈1000～2000個點；將被測轉子的徑向安裝基準面上的采樣數據通過最小二乘圓擬合，評定出偏心量，將被測轉子的軸向安裝基準面上采樣數據通過最小二乘平面擬合，評定出傾斜量；根據偏心量的大小和角度，調節調心調傾工作臺的調心旋鈕；根據傾斜量的大小和角度，調節調心調傾工作臺的調傾旋鈕，直至調心調傾工作臺滿足徑向基準面偏心量的大小在0～3μm范圍內，軸向基準面傾斜量的大小在0～2″范圍內；將測量軸向安裝測量面的軸向電容傳感器測量被測轉子的軸向安裝測量面，測量徑向安裝測量面的徑向電容傳感器測量被測轉子的徑向安裝測量面；氣浮轉臺以6～10r/min的速度勻速旋轉，測量軸向安裝測量面的軸向電容傳感器在被測轉子的軸向安裝測量面上等間隔采樣，測量徑向安裝測量面的徑向電容傳感器分別在徑向安裝測量面上等間隔采樣；采樣點數應滿足每圈1000～2000個點；將測量徑向安裝測量面的徑向電容傳感器在被測轉子的徑向安裝測量面上采樣的數據通過最小二乘圓擬合并評定出同心度；將測量軸向安裝測量面的軸向電容傳感器在被測轉子的軸向安裝測量面上采樣的數據通過最小二乘平面擬合并評定出垂直度；結合軸向安裝測量面的半徑和該被測轉子與最終裝配轉子的高度差，得到該轉子對裝配后轉子同軸度的影響權值；分別測量裝配所需的全部轉子，得到各轉子對裝配后轉子同軸度的影響權值；將各轉子的權值采用遺傳算法進行矢量優化，得到各轉子的裝配角度，轉子同軸度的影響權值的計算方式為：式中：C表示被測轉子徑向安裝測量面的同心度，表示徑向安裝測量面擬合圓心的偏心角，H表示被測轉子與最終裝配轉子的高度差，R表示軸向安裝測量面的半徑，P表示被測轉子軸向安裝測量面的垂直度，0表示軸向安裝測量面的擬合平面最高點所在的角度。

2.一種基于電容測量與圓光柵測角的航空發動機轉子裝配裝置，其特征是氣浮軸系(2)嵌套在基座(1)中心位置上，所述氣浮軸系(2)由氣浮主軸(2a)、工作臺(2b)、氣浮軸上壓盤(2c)、氣浮軸下壓盤(2d)、光柵尺讀數頭(2e)、光柵尺(2f)、電機靜子(2g)和電機轉子(2h)構成，所述工作臺(2b)配置在氣浮軸上壓盤(2c)上端部上，氣浮軸上壓盤(2c)配置在氣浮主軸(2a)上端部上，氣浮主軸(2a)配置在氣浮軸下壓盤(2d)上端部上，光柵尺(2f)嵌套在氣浮軸下壓盤(2d)外環上，光柵尺讀數頭(2e)固配在基座(1)中心位置內側下部，且位于光柵尺(2f)外部，電機靜子(2g)固配在基座(1)中心位置內側下部，且位于光柵尺讀數頭(2e)下部和電機轉子(2h)外部，電機轉子(2h)嵌套在氣浮軸下壓盤(2d)外環上，且位于光柵尺(2f)下部，調心調傾工作臺(3)配置在氣浮軸系(2)中心位置上，三爪液壓卡盤(4)配置在調心調傾工作臺(3)中心位置上；左運動導軌(11a)和右運動導軌(11b)對稱分布在氣浮軸系(2)兩側的基座(1)上；左立柱(5a)安裝在左運動導軌(11a)上，右立柱(5b)安裝在右運動導軌(11b)上；在左立柱(5a)上從上至下依次可移動調節地套裝左上柱桿連接件(7c)和左下柱桿連接件(7a)，左上橫向測桿(6c)水平嵌套在左上柱桿連接件(7c)上，上傳感器轉接件(10b)與左上橫向測桿(6c)固連，上軸向電容傳感器(8b)與上傳感器轉接件(10b)固連；左下橫向測桿(6a)水平嵌套在左下柱桿連接件(7a)上，下傳感器轉接件(10a)與左下橫向測桿(6a)固連，下軸向電容傳感器(8a)與下傳感器轉接件(10a)固連；在右立柱(5b)上從上至下依次可移動調節地套裝右上柱桿連接件(7d)和右下柱桿連接件(7b)，右上橫向測桿(6d)水平嵌套在右上柱桿連接件(7d)上，上徑向電容傳感器(9b)與右上橫向測桿(6d)固連；右下橫向測桿(6b)水平嵌套在右下柱桿連接件(7b)上，下徑向電容傳感器(9a)與右下橫向測桿(6b)固連。