航空发动机转子装配精度预测及堆叠
发布时间：2021-08-05 15:18
装配是航空发动机转子制造过程中十分重要的一环,为保证装配后转子的同轴度满足要求,降低整机振动,需要对装配工艺参数进行合理选取。目前我国以“试错”、修配为主要手段的盲目装配缺乏装配机理的支持,不仅装配效率低下,更容易形成“弯弓形”转子,导致整机振动从而影响发动机寿命。因此,研究转子自身参数与装配后组件同轴度的定量关系、在转子装配前对转子的装配精度进行测试并及时作出调整修正,对于提高转子装配效率、降低整机振动、保证航空发动机的平稳运行而言十分重要。本文针对航空发动机高压转子装配精度的预测与堆叠问题,考虑同轴度的影响因素,提出了转子装配定心误差与相对偏斜误差的预测方法,结合齐次坐标变换原理建立了装配精度的预测与堆叠模型,并设计加工原理转子试验件进行了单级、多级转子装配测量试验,对模型的预测结果进行验证。本文的主要研究内容有:（1）对单级转子试验件的结合面端、径跳进行测量,采用在Limacon模型基础上考虑多种误差源消除的圆轮廓测量模型对测量误差进行消除,并对实验数据进行滤波处理;（2）分析转子组件装配中的同轴度影响因素,提出两种定心误差的预测方法:包括基于传统拟合圆法改良的滤值拟合法、以及考...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 项目研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 转子组件装配的测量设备研究现状
1.2.2 转子误差测量及数据处理技术研究现状
1.2.3 装配精度预测技术研究现状
1.3 现有研究存在的问题
1.4 本课题研究内容
2 单级转子端面/径向跳动测量技术及滤波技术
2.1 单级转子端面/径向跳动测量技术
2.1.1 配合面端面/径向跳动测量技术
2.1.2 单级转子原理件/模拟件测量
2.2 误差消除技术
2.2.1 圆轮廓测量误差来源
2.2.2 传统Limacon模型
2.2.3 考虑多种误差消除的圆轮廓测量模型
2.3 数据滤波技术
2.4 本章小结
3 航空发动机转子合件装配精度预测方法
3.1 航空发动机高压转子装配特性
3.2 基于滤波拟合的止口定心误差预测模型
3.2.1 过盈止口形貌对偏心的影响
3.2.2 基于滤波拟合的偏心预测模型
3.3 考虑接触变形的止口定心误差预测方法
3.4 基于拟合零件表面的偏斜误差计算方法
3.4.1 法兰结合面形貌对偏斜的影响
3.4.2 基于拟合平面的偏斜误差计算
3.5 质心驱动的端面配合偏斜误差预测方法
3.6 考虑弹性变形的端面偏斜误差预测方法
3.7 本章小结
4 航空发动机组件装配精度预测模型
4.1 齐次坐标变换模型及方法
4.1.1 刚体的空间描述
4.1.2 空间坐标系变换
4.1.3 齐次坐标变换特征矩阵
4.2 转子配合面小位移旋量表达
4.3 高压压气机转子装配精度预测模型
4.4 高压压气机转子装配精度影响规律
4.4.1 配合面形貌对轴线偏心偏斜的影响
4.4.2 装配相位的影响
4.4.3 参考轴线的选取
4.4.4 单级转子自身端面平行度的影响
4.5 本章小结
5 装配精度预测模型比较分析与试验验证
5.1 多级转子装配组件的误差测量
5.2 基于实测多级转子装配的轴线偏心偏斜计算
5.2.1 同轴度的定义及其影响因素
5.2.2 同轴度的测量方法
5.2.3 基于实测多级转子装配体径跳测量的轴线偏心偏斜计算方法
5.3 模型验证及误差分析
5.3.1 装配精度预测模型的实验验证
5.3.2 误差分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于转子跳动和初始不平衡量优化的多级盘转子结构装配工艺[J]. 琚奕鹏,吴法勇,金彬,魏秀鹏,祖建国. 航空发动机. 2018(06)
[2]发动机缸孔圆柱度三坐标测量方法研究[J]. 周伟,邹钰. 柴油机设计与制造. 2018(03)
[3]皇冠上的明珠[J]. 曾纯. 中国工业评论. 2016(11)
[4]世界航空发动机发展趋势及经验[J]. 金伟. 中国工业评论. 2016(11)
[5]面向回转类零件圆度的机器视觉测量方法与试验[J]. 金守峰,范荻,陈蓉,田明锐. 机械设计与研究. 2016(04)
[6]航空发动机结构系统的可靠性模型[J]. 洪杰,张姿,徐筱李,马艳红. 航空动力学报. 2016(08)
[7]主轴回转精度测试方法研究[J]. 李想,邓建,浮燕,马胜勇,蔡存金,赵旭森. 机械设计. 2016(07)
[8]研发航空制造的先进理念与创新技术[J]. 朱剑英. 机械制造与自动化. 2016(02)
[9]基于三坐标测量机同轴度的研究[J]. 钟国坚. 闽西职业技术学院学报. 2016(01)
[10]转子系统不对中问题的研究进展[J]. 韩清凯,王美令,赵广,冯国全. 动力学与控制学报. 2016(01)
博士论文
[1]基于多尺度分析的圆度误差在线检测研究[D]. 张玉梅.吉林大学 2009
硕士论文
[1]航空发动机高压转子单元体装配方法研究[D]. 杨宏伟.中国民航大学 2016
[2]基于新一代GPS的几何特征数学建模及三维公差分析方法研究[D]. 王传磊.大连理工大学 2015
[3]航空发动机转子结构的装配偏差建模分析与工艺优化[D]. 单福平.上海交通大学 2015
[4]圆柱轮廓精密测量中的滤波与调心调倾技术研究[D]. 丁晓晖.哈尔滨工业大学 2010
本文编号：3323986
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 项目研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 转子组件装配的测量设备研究现状
1.2.2 转子误差测量及数据处理技术研究现状
1.2.3 装配精度预测技术研究现状
1.3 现有研究存在的问题
1.4 本课题研究内容
2 单级转子端面/径向跳动测量技术及滤波技术
2.1 单级转子端面/径向跳动测量技术
2.1.1 配合面端面/径向跳动测量技术
2.1.2 单级转子原理件/模拟件测量
2.2 误差消除技术
2.2.1 圆轮廓测量误差来源
2.2.2 传统Limacon模型
2.2.3 考虑多种误差消除的圆轮廓测量模型
2.3 数据滤波技术
2.4 本章小结
3 航空发动机转子合件装配精度预测方法
3.1 航空发动机高压转子装配特性
3.2 基于滤波拟合的止口定心误差预测模型
3.2.1 过盈止口形貌对偏心的影响
3.2.2 基于滤波拟合的偏心预测模型
3.3 考虑接触变形的止口定心误差预测方法
3.4 基于拟合零件表面的偏斜误差计算方法
3.4.1 法兰结合面形貌对偏斜的影响
3.4.2 基于拟合平面的偏斜误差计算
3.5 质心驱动的端面配合偏斜误差预测方法
3.6 考虑弹性变形的端面偏斜误差预测方法
3.7 本章小结
4 航空发动机组件装配精度预测模型
4.1 齐次坐标变换模型及方法
4.1.1 刚体的空间描述
4.1.2 空间坐标系变换
4.1.3 齐次坐标变换特征矩阵
4.2 转子配合面小位移旋量表达
4.3 高压压气机转子装配精度预测模型
4.4 高压压气机转子装配精度影响规律
4.4.1 配合面形貌对轴线偏心偏斜的影响
4.4.2 装配相位的影响
4.4.3 参考轴线的选取
4.4.4 单级转子自身端面平行度的影响
4.5 本章小结
5 装配精度预测模型比较分析与试验验证
5.1 多级转子装配组件的误差测量
5.2 基于实测多级转子装配的轴线偏心偏斜计算
5.2.1 同轴度的定义及其影响因素
5.2.2 同轴度的测量方法
5.2.3 基于实测多级转子装配体径跳测量的轴线偏心偏斜计算方法
5.3 模型验证及误差分析
5.3.1 装配精度预测模型的实验验证
5.3.2 误差分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于转子跳动和初始不平衡量优化的多级盘转子结构装配工艺[J]. 琚奕鹏,吴法勇,金彬,魏秀鹏,祖建国. 航空发动机. 2018(06)
[2]发动机缸孔圆柱度三坐标测量方法研究[J]. 周伟,邹钰. 柴油机设计与制造. 2018(03)
[3]皇冠上的明珠[J]. 曾纯. 中国工业评论. 2016(11)
[4]世界航空发动机发展趋势及经验[J]. 金伟. 中国工业评论. 2016(11)
[5]面向回转类零件圆度的机器视觉测量方法与试验[J]. 金守峰,范荻,陈蓉,田明锐. 机械设计与研究. 2016(04)
[6]航空发动机结构系统的可靠性模型[J]. 洪杰,张姿,徐筱李,马艳红. 航空动力学报. 2016(08)
[7]主轴回转精度测试方法研究[J]. 李想,邓建,浮燕,马胜勇,蔡存金,赵旭森. 机械设计. 2016(07)
[8]研发航空制造的先进理念与创新技术[J]. 朱剑英. 机械制造与自动化. 2016(02)
[9]基于三坐标测量机同轴度的研究[J]. 钟国坚. 闽西职业技术学院学报. 2016(01)
[10]转子系统不对中问题的研究进展[J]. 韩清凯,王美令,赵广,冯国全. 动力学与控制学报. 2016(01)
博士论文
[1]基于多尺度分析的圆度误差在线检测研究[D]. 张玉梅.吉林大学 2009
硕士论文
[1]航空发动机高压转子单元体装配方法研究[D]. 杨宏伟.中国民航大学 2016
[2]基于新一代GPS的几何特征数学建模及三维公差分析方法研究[D]. 王传磊.大连理工大学 2015
[3]航空发动机转子结构的装配偏差建模分析与工艺优化[D]. 单福平.上海交通大学 2015
[4]圆柱轮廓精密测量中的滤波与调心调倾技术研究[D]. 丁晓晖.哈尔滨工业大学 2010
本文编号：3323986
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