一种多级转子的装配调整方法、装置及系统

技术特征：
1.一种多级转子的装配调整方法，其特征在于，包括：获取单级转子在偏心误差时的第一轴向偏移量和第一径向偏移量；获取所述单级转子在耦合倾斜误差后的第二轴向偏移量和第二径向偏移量；建立所述单级转子的轴径双向测量模型，其中，所述轴径双向测量模型包括基于所述第一轴向偏移量和所述第二轴向偏移量建立的轴向端面跳动测量模型，以及基于所述第一径向偏移量和所述第二径向偏移量建立的径向截面跳动测量模型；基于所述轴径双向测量模型获取各个所述单级转子的同心度和垂直度；基于各个单级转子的同心度和垂直度评定多级转子的同轴度和垂直度，并根据所述多级转子的同轴度和垂直度调节各个单级转子装配相位，其中，所述多级转子由各个所述单级转子装配而成。2.如权利要求1所述的装配调整方法，其特征在于，所述第一轴向偏移量包括：第一轴向采样角度偏移量，所述第一径向偏移量包括第一径向跳动测量值偏移量和第一径向采样角度偏移量；则所述获取单级转子在偏心误差时的第一轴向偏移量和第一径向偏移量包括：通过以下公式获取所述第一轴向采样角度偏移量：通过以下公式获取所述第一径向跳动测量值偏移量：通过以下公式获取所述第一径向采样角度偏移量：其中，θ'
i
为轴向实际采样角度，θ
i
为轴向理想采样角度，e0为单级转子初始偏心量，α0为相应偏心角，r0为轴向拟合半径，r'
0j
为径向拟合半径，δr
ij
为加工误差，为径向实际采样角度，为径向理想采样角度。3.如权利要求2所述的装配调整方法，其特征在于，所述第二轴向偏移量包括：轴向端面跳动测量值偏移量和第二轴向采样角度偏移量，所述第二径向偏移量包括第二径向跳动测量值偏移量和第二径向采样角度偏移量；则所述获取所述单级转子在耦合倾斜误差后的第二轴向偏移量和第二径向偏移量包括：通过以下公式获取所述轴向端面跳动测量值偏移量：通过以下公式获取所述第二轴向采样角度偏移量：
其中，γ为几何轴线倾斜角，方向向量为(l',m',n')，β为几何轴线在测量平面上的投影方向与初始测量方向的夹角，e'0为单级转子端面偏心量，α'0为端面偏心角，z
f
为端面的高度；通过以下公式获取所述第二径向跳动测量值偏移量：通过以下公式获取所述第二径向采样角度偏移量：其中，e
j
和α
j
为径向截面j的偏心量和偏心角，r
lj
为采样截面椭圆化投影的长径，r
sj
为采样截面椭圆化投影的短径，其大小等于r'0，β
j
为几何轴线在测量平面上的投影方向与径向截面初始测量方向的夹角，z
j
为径向采样截面j的高度。4.如权利要求3所述的装配调整方法，其特征在于，所述建立所述单级转子的轴径双向测量模型包括：所述单级转子在轴向的实际采样角度为：所述轴向端面跳动测量模型为：
所述单级转子在径向的实际采样角度为：所述径向截面跳动测量模型为：5.如权利要求1-4任一项所述的装配调整方法，其特征在于，所述基于所述轴径双向测量模型获取各个所述单级转子的同心度和垂直度包括：基于所述轴径双向测量模型获取各个所述单级转子装配面的轴径双向轮廓数据；基于所述轴径双向轮廓数据，通过最小二乘法获得各个所述单级转子的同心度和垂直度。6.如权利要求5所述的装配调整方法，其特征在于，所述基于各个单级转子的同心度和垂直度评定多级转子的同轴度和垂直度包括：基于各个单级转子的同心度和垂直度确定各个单级转子的定位误差和定向误差；通过对各个单级转子的定位误差和定向误差的累积耦合评定多级转子的同轴度和垂直度。7.如权利要求6所述的装配调整方法，其特征在于，所述通过对各个单级转子的定位误差和定向误差的累积耦合评定多级转子的同轴度和垂直度包括：基于所述定位误差和所述定向误差确定各个所述单级转子之间的间隙误差；基于所述定位误差、所述定向误差和所述间隙误差，确定多级转子装配累计偏心误差关系为：其中，trans
ri
为两个单级转子结合面间的变换矩阵，trans
zi
为单级转子i的理想圆心的偏心，trans
clearancei
为单级转子i基准面间隙偏心的平移变换矩阵，trans
dzi
为单级转子i基准面加工误差引起的偏心平移变换矩阵，trans
orientationi
为单级转子i基准面到装配面回转中心的旋转变换矩阵，ro
xi
为第i级转子基准面绕x轴的旋转矩阵；ro
yi
为第i级转子基准面绕y轴的旋转矩阵；p
i
为第i级转子装配面圆心的理想位置向量；dp
i
为第i级转子装配面圆心位置的加工误差向量；dp
′
i
为第i级转子间隙偏心位置矢量；ro
ri
为第i级转子绕z轴的旋转矩阵；ro
r1
为单位矩阵；基于所述多级转子装配累计偏心误差关系确定装配后第n级转子装配面圆心位置向量
为：根据同轴度和垂直度的iso标准定义，得到第n级转子同轴度和垂直度分别为：得到第n级转子同轴度和垂直度分别为：其中，m
i
为第i级转子质量，z
i
为转子i的高度，ρ为垂直度评价法则。8.一种多级转子的装配调整装置，包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述方法的步骤。9.一种多级转子的装配调整系统，其特征在于，包括：回转平台，用于放置待装配单级转子，所述回转平台上连接有可移动的垂直导轨；轴径基准传感器，固定于所述垂直导轨；以及如权利要求8所述的装配调整装置，所述装配调整装置分别与所述回转平台、所述垂直导轨和所述轴径基准传感器电性连接。10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述方法的步骤。

技术总结
一种多级转子的装配调整方法、装置及系统，属于表面轮廓测量和发动机装配领域，解决现有技术中由于轴径双向的测量偏差和装配面误差的累积而造成的多级转子测量与装配不准确的问题。该方法包括：获取单级转子在偏心误差时的第一轴向偏移量和第一径向偏移量以及单级转子在耦合倾斜误差后的第二轴向偏移量和第二径向偏移量；建立单级转子的轴径双向测量模型；基于轴径双向测量模型获取各个单级转子的同心度和垂直度，然后评定多级转子的同轴度和垂直度，并根据多级转子的同轴度和垂直度调节各个单级转子装配相位。该装配调整方法、装置及系统可应用于发动机领域中多级转子装配时的误差测量与装配指导，有效提高多级转子的装配质量。的装配质量。的装配质量。


技术研发人员：孙传智 梅英杰 谭久彬 刘永猛
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学
技术研发日：2022.10.10
技术公布日：2023/2/3