[發明專利]一種基于徑跳測量計算轉子裝配軸線偏心的方法

有效

• 申請號: 201811060399.7
• 申請日: 2018-09-12
• 公開（公告）號: CN109117461B
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 孫清超;劉鑫;高一超;汪云龍
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G06F17/16
• 分類號: G06F17/16
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪;侯明遠

1.一種基于徑跳測量計算轉子裝配軸線偏心的方法，其特征在于，步驟如下：

步驟A、相鄰兩級盤，下端件A與上端件B的連接采用止口過盈配合進行定位，則自下而上各面中心分別為A_O1、A_O2、B_O1、B_O2，讀取所測兩轉子止口配合面的徑向跳動值用矩陣表征，數據的形式是一個圓環，則上端件B的下端面徑向跳動數據表示為：B_O1(α，z_b1)，下端件A的上端面徑向跳動數據表示為：A_O2(α，z_a2)；用極坐標表示法表征；圓心O在全局坐標系中的位置為O(0，0)，已知配合止口半徑R；

步驟B、計算各點的相對跳動值：上端面與下端面配合狀態為過盈配合，所形成的“毛刺”即指零件制造過程中，由于加工誤差的存在，轉子的配合止口處的實際直徑在加工誤差范圍內隨機產生，即每個測點相對理想圓心的半徑值也是隨機產生，毛刺值的大小即各測點相對基圓的距離；

步驟C、由于止口過盈量的存在，兩轉子在裝配時止口周產生方向指向圓心、大小不均勻的彈性力，為了計算各測點彈性力的大小，需計算各測點處的相對毛刺凸起值，毛刺處的剛度較基圓忽略不計，暫假設基圓裝配過程中圓心的相對位置不變；將毛刺部分等效為彈簧，假設毛刺剛度函數為k₁(n)，其中n為毛刺寬度；基圓剛度為k₂(y)，其中y為距基圓表面的距離；h₁為B₁某一點毛刺值，h₂為A₂某另一點毛刺值，若h₂＞h₁，x代表位移距離，第一階段：兩彈簧同時壓縮；第二階段：h₁彈簧壓縮；第三階段：基圓壓縮階段；F代表受到的彈性力；各階段力與位移關系如下：

第一階段：

第二階段：

F＝k₁(n)h₂+k₁(n)(x-2h₂) (2)

第三階段：

F＝k₂(y)(x-h₁-h₂)+k₁(n)h₂+k₁(n)(h₁-h₂) (3)

若h₂＜h₁，同理得：

第一階段：

第二階段：

F＝k₁(n)h₁+k₁(n)(x-2h₁) (5)

第三階段：

F＝k₂(y)(x-h₁-h₂)+k₁(n)h₁+k₁(n)(h₂-h₁) (6)

步驟D、計算理想狀態下各點接觸力：考慮轉子A與轉子B兩止口接觸面均為彈簧，將兩止口不均勻徑跳值等效為不均勻彈性力，基體的實體部分視為剛體，不產生形變；由式(1)～式(6)，首先計算出理想狀況下兩配合面圓心重合情況下的各點彈性力；

計算式同式(1)到(6)；

步驟E、合力矢量計算部分：將各個測點彈性力在圓心處矢量合成，得出合力F_n；

其中，i代表測點數；

步驟F、計算偏心量e：實際質心相對圓心的偏移方向，即偏心量的方向即為合力F_n的方向；將兩轉子圓心的相對位置沿F_n方向移動，則每對測點接觸部分均產生變化，同時各測點彈性力產生變化，直至受力平衡，達到平衡狀態，依此原理計算質心偏移量及偏心角；

由于圓心移動一定距離，每個點位移距離不同，e為偏心量，O為初始圓心，O₂為偏心圓圓心，r為轉子基圓半徑，d為測點位移，θ為偏心角，θ₂為測點對應角度，γ為三角形對應角度；

由幾何關系得：

由式(8)得出偏心量與測點位移關系，通過圓心處矢量合成，得到合力，當達到平衡狀態時，得：

通過求解式(9)即得到偏心量e。