航空发动机蜂窝表面跳动和同轴度测量技术研究

发布时间：2017-08-28 10:54

  本文关键词：航空发动机蜂窝表面跳动和同轴度测量技术研究

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【摘要】：随着航空发动机领域的发展,对航空发动机的装配精度提出了更高的要求,这就需要更加快速和准确的测量方法,尤其是目前涉及较少的机匣测量。而蜂窝结构由于其可以采用更小的密封间隙获取更好的密封性能,广泛应用于发动机机匣上,需要测量蜂窝封严环的跳动保证密封性能,需要测量多级蜂窝封严环的同轴度防止转静子碰擦。为此本课题针对蜂窝结构的跳动和同轴度测量提出了从测量方法、误差分析到数据处理的一系列方案。课题的主要研究内容如下:首先,根据蜂窝结构具有静子机匣内表面、扇形块拼接、蜂窝壁较薄和正六边形大孔隙的特点,提出了采用圆柱型测头和伸缩式传感器配合龙门型转台作为蜂窝表面的测量方案。其次,根据圆柱型测头不可轴向旋转和蜂窝轮廓大形状、大偏心的特性,分析了蜂窝结构表面测量中的传感器倾角误差和采样角度误差,采用合理的传感器微调和调心调倾的方式减小传感器倾角误差的影响,采用基于FIFO结构的硬件触发采样替代上位机扫描采样消除采样角度误差。同时采用了限幅滤波法、中值滤波结合3σ准则法和鲁棒滤波法对测量中出现的异常值进行判断和处理。再次,建立了同轴度的测量模型,根据航空发动机的实际轴线是以中介机匣的中心点与涡轮支承的中心点所形成轴线的特点,提出将两端正截面轮廓中心点的连线作为基准轴线的方法作为推荐方法。最后,对单块蜂窝结构扇形的跳动和整周蜂窝结构拼接圆轮廓的偏心分别进行了测量,实现了对蜂窝扇形块拼接效果的检测,其中单块的跳动值在150μm至200μm的范围内,符合实际值;圆轮廓偏心重复测量结果的最大差值在2μm的范围内,满足了对于蜂窝结构表面的微米量级的测量需求。
【关键词】：蜂窝状 同轴度 触发采样 精密测量
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V263
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-19
• 1.1 课题研究的目的和意义9-11
• 1.2 几何公差测量技术的研究现状11-15
• 1.3 蜂窝表面测量技术的研究现状15-18
• 1.4 本课题的主要研究内容18-19
• 第2章 蜂窝测量方案与同轴度测量模型19-34
• 2.1 引言19
• 2.2 蜂窝表面测量方案19-27
• 2.2.1 静子机匣内表面20-21
• 2.2.2 扇形块拼接21-24
• 2.2.3 蜂窝壁较薄24
• 2.2.4 正六边形大孔隙24-26
• 2.2.5 测头和传感器的选取26-27
• 2.3 同轴度测量模型27-33
• 2.3.1 圆轮廓的最小二乘测量模型28-30
• 2.3.2 同轴度的最小二乘测量模型30-33
• 2.4 本章小结33-34
• 第3章 蜂窝表面测量误差分析和异常值处理34-55
• 3.1 引言34
• 3.2 同轴度测量的误差分析34-42
• 3.2.1 传感器倾角误差34-36
• 3.2.2 采样角度误差36-42
• 3.3 异常值的判断和处理42-54
• 3.3.1 限幅滤波法43-44
• 3.3.2 中值滤波结合 3σ 准则法44-48
• 3.3.3 鲁棒滤波法48-54
• 3.4 本章小结54-55
• 第4章 同轴度测量软件设计与算法仿真55-68
• 4.1 引言55
• 4.2 软件的整体设计55-56
• 4.3 硬件触发采样的FPGA实现56-58
• 4.4 异常值处理的软件实现58-62
• 4.4.1 软件自动实现59-61
• 4.4.2 软件手动实现61-62
• 4.5 同轴度测量软件实现62-67
• 4.6 本章小结67-68
• 第5章 实验与分析68-78
• 5.1 引言68
• 5.2 硬件触发采样测试68-70
• 5.3 蜂窝表面测量测试70-77
• 5.3.1 扇形块拼接效果测试72-74
• 5.3.2 单块蜂窝表面跳动测量74-75
• 5.3.3 蜂窝表面圆轮廓偏心测量75-77
• 5.4 本章小结77-78
• 结论78-79
• 参考文献79-83
• 致谢83

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 陈立杰;张镭;张玉;;同轴度误差的数模研究[J];东北大学学报(自然科学版);2007年04期

2 潘秀亮;王雨海;;圆度仪在形状和位置误差测量中的应用[J];国防技术基础;2009年03期

3 司国斌;张艳;;精密超精密加工及现代精密测量技术[J];机械研究与应用;2006年01期

4 赵建春;刘力源;;基于MATLAB中值滤波算法的优化与实现[J];舰船电子工程;2014年04期

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1 丁晓晖;圆柱轮廓精密测量中的滤波与调心调倾技术研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

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