CN114858123A - 确定篦齿盘盘心相对于转动轴线的同心度的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于确定航空发动机中的篦齿盘盘心相对于转动轴线的同心度的方法。该方法在高压压气机转子单元体状态中，在测量前轴颈基准的径跳和端跳的同时，测量篦齿盘盘心的多截面径跳，然后在形成整机高压转子装配状态后，测量篦齿盘盘心的多截面径跳，同时测量后轴颈基准的径跳及端面跳动。结合上述的跳动数据，利用本发明中所提出的算法，快速得到篦齿盘盘心相对于转动轴线的同心度。此外，本发明还提供了用于执行该方法的装置和计算机可读介质。通过本发明，能够提高篦齿盘盘心跳动、同心度测量精度；降低篦齿盘盘心跳动测量过程中转动轴线的角摆误差；以及极大地降低生产加工成本。
Description
技术领域
本发明涉及航空发动机装配，更具体地，涉及用于确定航空发动机中的篦齿盘盘心相对于转动轴线的同心度的方法和装置。
背景技术
在航空发动机总装装配过程中，当完成高压涡轮转子装配至高压压气机转子后，需要以前轴颈和后轴颈支点为基准，对篦齿盘盘心进行跳动测量，得到篦齿盘盘心相对于前后基准的同心度。如果篦齿盘盘心偏离前后基准过大，则可能导致发动机振动，从而影响发动机的使用寿命。
图1解说了根据现有技术的篦齿盘盘心跳动位置结构示意图100。图1中所示的航空发动机包括装配在一起的高压涡轮转子110、高压压气机转子120和静子机匣130。高压压气机转子120包括篦齿盘150。在图1中，将高压压气机转子120的轴颈基准定义为第一轴颈基准或前轴颈基准C，并且将高压涡轮转子110的轴颈基准定义为第二轴颈基准或后轴颈基准D。在测量过程中，高压转子的支撑状态为竖直状态，受基准C和D两处支撑的角摆影响，高压转子的转轴并不能沿固定转轴转动，且转动轴线并非发动机工作状态转轴，这就导致传统方法(例如，用轴承固定基准C和用滚轮固定基准D)无法获取准确的篦齿盘盘心相对于前后基准的同心度，整体测量结构将导致测量结果产生重大误差。
相应地，本领域中存在对于能够准确地确定篦齿盘盘心相对于转动轴线的同心度的方法的需要。
发明内容
提供本发明内容以便以简化形式介绍将在以下具体实施方式中进一步的描述一些概念。本发明内容并非旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。
鉴于以上描述的现有技术中的缺陷，本发明的目的在于，准确地确定篦齿盘盘心相对于转动轴线的同心度。
根据本发明的第一方面，提供了一种用于确定航空发动机中的篦齿盘盘心相对于转动轴线的同心度的方法，该方法可以包括：在高压压气机转子单元体状态下，测量高压压气机转子的第一轴颈基准的径向跳动数据和端面跳动数据，并且同时测量篦齿盘盘心的第一多组径向跳动数据，其中每隔一个指定距离的篦齿盘截面测量第一多组径向跳动数据中的一组径向跳动数据；在完成高压涡轮转子装配至高压压气机转子之后，测量高压涡轮转子的第二轴颈基准的径向跳动数据和端面跳动数据，并且同时测量篦齿盘盘心的第二多组径向跳动数据，其中每隔一个指定距离的篦齿盘截面测量第二多组径向跳动数据中的一组径向跳动数据；基于第一轴颈基准的径向跳动数据和端面跳动数据来建立第一空间直角坐标系，并且将第一多组径向跳动数据转换到所建立的第一空间直角坐标系下；基于第二轴颈基准的径向跳动数据和端面跳动数据来建立第二空间直角坐标系，并且将第二多组径向跳动数据转换到所建立的第二空间直角坐标系下；基于转换到第一空间直角坐标系下的第一多组径向跳动数据来生成第一拟合轴线，并且基于转换到第二空间直角坐标系下的第二多组径向跳动数据来生成第二拟合轴线；以及将第一拟合轴线和第二拟合轴线重合，以确定第一空间直角坐标系的原点相对于第二空间直角坐标系的坐标，并且结合篦齿盘盘心相对于第二空间直角坐标系的坐标来确定篦齿盘盘心相对于转动轴线的同心度。
根据本发明的第二方面，提供了一种用于确定航空发动机中的篦齿盘盘心相对于转动轴线的同心度的装置，该装置可以包括：存储器；以及耦合至该存储器的处理器，其中该处理器被配置成：在高压压气机转子单元体状态下，使测量设备测量高压压气机转子的第一轴颈基准的径向跳动数据和端面跳动数据，并且同时测量篦齿盘盘心的第一多组径向跳动数据，其中每隔一个指定距离的篦齿盘截面测量第一多组径向跳动数据中的一组径向跳动数据；在完成高压涡轮转子装配至高压压气机转子之后，使测量设备测量高压涡轮转子的第二轴颈基准的径向跳动数据和端面跳动数据，并且同时测量篦齿盘盘心的第二多组径向跳动数据，其中每隔一个指定距离的篦齿盘截面测量第二多组径向跳动数据中的一组径向跳动数据；基于第一轴颈基准的径向跳动数据和端面跳动数据来建立第一空间直角坐标系，并且将第一多组径向跳动数据转换到所建立的第一空间直角坐标系下；基于第二轴颈基准的径向跳动数据和端面跳动数据来建立第二空间直角坐标系，并且将第二多组径向跳动数据转换到所建立的第二空间直角坐标系下；基于转换到第一空间直角坐标系下的第一多组径向跳动数据来生成第一拟合轴线，并且基于转换到第二空间直角坐标系下的第二多组径向跳动数据来生成第二拟合轴线；以及将第一拟合轴线和第二拟合轴线重合，以确定第一空间直角坐标系的原点相对于第二空间直角坐标系的坐标，并且结合篦齿盘盘心相对于第二空间直角坐标系的坐标来确定篦齿盘盘心相对于转动轴线的同心度。
根据本发明的第三方面，提供了一种用于确定航空发动机中的篦齿盘盘心相对于转动轴线的同心度的装置，该装置可以包括：测量模块，其配置成在高压压气机转子单元体状态下，测量高压压气机转子的第一轴颈基准的径向跳动数据和端面跳动数据，并且同时测量篦齿盘盘心的第一多组径向跳动数据，其中每隔一个指定距离的篦齿盘截面测量第一多组径向跳动数据中的一组径向跳动数据，以及在完成高压涡轮转子装配至高压压气机转子之后，测量高压涡轮转子的第二轴颈基准的径向跳动数据和端面跳动数据，并且同时测量篦齿盘盘心的第二多组径向跳动数据，其中每隔一个指定距离的篦齿盘截面测量第二多组径向跳动数据中的一组径向跳动数据；坐标系建立模块，其配置成基于第一轴颈基准的径向跳动数据和端面跳动数据来建立第一空间直角坐标系，并且将第一多组径向跳动数据转换到所建立的第一空间直角坐标系下，以及基于第二轴颈基准的径向跳动数据和端面跳动数据来建立第二空间直角坐标系，并且将第二多组径向跳动数据转换到所建立的第二空间直角坐标系下；拟合轴线生成模块，其配置成基于转换到第一空间直角坐标系下的第一多组径向跳动数据来生成第一拟合轴线，并且基于转换到第二空间直角坐标系下的第二多组径向跳动数据来生成第二拟合轴线；以及同心度确定模块，其配置成将第一拟合轴线和第二拟合轴线重合，以确定第一空间直角坐标系的原点相对于第二空间直角坐标系的坐标，并且结合篦齿盘盘心相对于第二空间直角坐标系的坐标来确定篦齿盘盘心相对于转动轴线的同心度。
根据本发明的第四方面，提供了一种存储计算机程序的计算机可读介质，该计算机程序在由处理器执行时执行本发明的方法。
通过采用本发明提供的技术方案，能够提高篦齿盘盘心跳动、同心度测量精度；降低篦齿盘盘心跳动测量过程中转动轴线的角摆误差；以及极大地降低生产加工成本。
通过阅读下面的详细描述并参考相关联的附图，这些及其他特点和优点将变得显而易见。应该理解，前面的概括说明和下面的详细描述只是说明性的，不会对所要求保护的各方面形成限制。
附图说明
为了能详细地理解本发明的上述特征所用的方式，可以参照各实施例来对以上简要概述的内容进行更具体的描述，其中一些方面在附图中示出。然而应该注意，附图仅示出了本发明的某些典型方面，故不应被认为限定其范围，因为该描述可以允许有其它等同有效的方面。
图1解说了根据现有技术的篦齿盘盘心跳动位置结构示意图。
图2解说了根据本发明的一个实施例的高压压气机转子单元体状态跳动测量位置的示意图。
图3解说了根据本发明的一个实施例的总装状态跳动测量位置的示意图。
图4解说了根据本发明的一个实施例的用于确定航空发动机中的篦齿盘盘心相对于转动轴线的同心度的方法的流程图。
图5解说了根据本发明的一个实施例的用于确定航空发动机中的篦齿盘盘心相对于转动轴线的同心度的装置的框图。
图6解说了根据本发明的一个实施例的用于确定航空发动机中的篦齿盘盘心相对于转动轴线的同心度的装置的框图。
具体实施方式
下面结合附图详细描述本发明，本发明的特点将在以下的具体描述中得到进一步的显现。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，还需要说明的是，在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
图4解说了根据本发明的一个实施例的用于确定航空发动机中的篦齿盘盘心相对于转动轴线的同心度的方法400的流程图。在一些示例中，方法400可由图5中解说的装置500和/或图6中解说的装置600来执行。在一些示例中，方法400可由用于执行下述功能或算法的任何合适的设备或装置来执行。
在框410，方法400可以包括在高压压气机转子单元体状态下，测量高压压气机转子的第一轴颈基准的径向跳动数据和端面跳动数据，并且同时测量篦齿盘盘心的第一多组径向跳动数据，其中每隔一个指定距离的篦齿盘截面测量该第一多组径向跳动数据中的一组径向跳动数据。以下参照图2来详细说明框410处的操作。
图2解说了根据本发明的一个实施例的高压压气机转子单元体状态跳动测量位置的示意图200。在本发明中，高压压气机转子单元体状态指的是高压压气机转子在未与高压涡轮转子和静子机匣装配之前的状态，即，仅高压压气机转子本身。如图2所示，高压压气机转子220可以包括轴颈240和篦齿盘250。为了便于执行测量，取轴颈240上的某个点作为轴颈基准，该轴颈基准在本发明中被称为第一轴颈基准C或前轴颈基准C。在一个实施例中，可以将高压压气机转子220固定支撑在转台上，并且利用本领域公知的测量设备或测量方法来测量第一轴颈基准C的径向跳动数据R1和端面跳动数据T1。同时，可以测量篦齿盘250的盘心的径向跳动。在本发明中，盘心指的是篦齿盘的几何中心。测量过程中每隔一个指定距离的篦齿盘截面测量一组盘心径向跳动。在图2所示的示例中，总共测量三个篦齿盘截面的三组盘心径向跳动，分别记为R21、R22和R23。这三组盘心径向跳动可以依次测量，也可以同时测量。在其他示例中，还可以测量两组、四组、或者更多组盘心径向跳动。优选地，测量至少三组盘心径向跳动。在一个实施例中，该指定距离可以为1mm～2mm。在另一个实施例中，该指定距离可以是任何其他合适的距离，并且相邻截面的距离可以相同或不同。
回到图4，在框420，方法400可以包括在完成高压涡轮转子装配至高压压气机转子之后，测量高压涡轮转子的第二轴颈基准的径向跳动数据和端面跳动数据，并且同时测量篦齿盘盘心的第二多组径向跳动数据，其中每隔一个指定距离的篦齿盘截面测量第二多组径向跳动数据中的一组径向跳动数据。以下参照图3来详细说明框420处的操作。
图3解说了根据本发明的一个实施例的总装状态跳动测量位置的示意图300。在本发明中，总装状态指的是在完成高压涡轮转子装配至高压压气机转子之后的状态。如图3所示，高压涡轮转子310被装配至高压压气机转子320。高压压气机转子320可以包括轴颈340和篦齿盘350。高压涡轮转子310可以包括轴颈360。为了便于执行测量，取轴颈360上的某个点作为高压涡轮转子310的轴颈基准，该轴颈基准在本发明中被称为第二轴颈基准D或后轴颈基准D。在一个实施例中，可以将高压涡轮转子310和高压压气机转子320固定支撑在转台上，并且利用本领域公知的测量设备或测量方法来测量第二轴颈基准D的径向跳动数据R3和端面跳动数据T3。同时，可以测量篦齿盘350的盘心的径向跳动。测量过程中每隔一个指定距离的篦齿盘截面测量一组盘心径向跳动。在图3所示的示例中，总共测量三个篦齿盘截面的三组盘心径向跳动，分别记为R21d、R22d和R23d。这三组盘心径向跳动可以依次测量，也可以同时测量。在其他示例中，还可以测量两组、四组、或者更多组盘心径向跳动。优选地，测量至少三组盘心径向跳动。在一个实施例中，该指定距离可以为1mm～2mm。在另一个实施例中，该指定距离可以是任何其他合适的距离，并且相邻截面的距离可以相同或不同。
回到图4，在框430，方法400可以包括基于第一轴颈基准的径向跳动数据和端面跳动数据来建立第一空间直角坐标系，并且将第一多组径向跳动数据转换到所建立的第一空间直角坐标系下。在一个实施例中，建立第一空间直角坐标系可以包括：以第一轴颈基准C的径向跳动数据R1利用最小二乘法拟合出的圆心为第一空间直角坐标系(例如，XYZ坐标系)的原点；以第一轴颈基准C的径向跳动数据R1的起始跳动测量点所在的方向为X轴；以及以第一轴颈基准C的端面跳动数据T1利用最小二乘法拟合平面，以该平面的法向量为Z轴(其中以顺航向为正，例如，以图2中的竖直向下方向为正)。第一空间直角坐标系的Y轴可以通过右手定则来确定。在建立了第一空间直角坐标系之后，由于篦齿盘盘心相对于第一轴颈基准C的位置是已知的，因而可以容易地将第一多组径向跳动数据转换到所建立的第一空间直角坐标系下。例如，根据图2所示的示例，三组盘心径向跳动数据R21、R22和R23可被转换成第一空间直角坐标系下的盘心径向跳动数据XR21、XR22、XR23。
在框440，方法400可以包括基于第二轴颈基准的径向跳动数据和端面跳动数据来建立第二空间直角坐标系，并且将第二多组径向跳动数据转换到所建立的第二空间直角坐标系下。在一个实施例中，建立第二空间直角坐标系可以包括：以第二轴颈基准D的径向跳动数据R3利用最小二乘法拟合出的圆心为第二空间直角坐标系(例如，UVW坐标系)(应注意，本文中使用的XYZ坐标系和UVW坐标系仅用于表示不同的空间直角坐标系)的原点；以第二轴颈基准D的径向跳动数据R3的起始跳动测量点所在的方向为U轴；以及以第二轴颈基准D的端面跳动数据T3利用最小二乘法拟合平面，以该平面的法向量为W轴(其中以顺航向为正，例如，以图3中的竖直向下方向为正)。第二空间直角坐标系的V轴可以通过右手定则来确定。在建立了第二空间直角坐标系之后，由于篦齿盘盘心相对于第二轴颈基准D的位置是已知的，因而可以容易地将第二多组径向跳动数据转换到所建立的第二空间直角坐标系下。例如，根据图3所示的示例，三组盘心径向跳动数据R21d、R22d和R23d可被转换成第二空间直角坐标系下的盘心径向跳动数据UR21d、UR22d、UR23d。
在框450，方法400可以包括基于转换到第一空间直角坐标系下的第一多组径向跳动数据来生成第一拟合轴线，并且基于转换到第二空间直角坐标系下的第二多组径向跳动数据来生成第二拟合轴线。例如，可以使用最小二乘法、基于第一空间直角坐标系下的盘心径向跳动数据XR21、XR22、XR23来生成第一拟合轴线，该第一拟合轴线可以用式(1)表示的直线方程来表达：
其中(x1,y1,z1)是第一拟合轴线经过的已知点的坐标，(l,m,n)是第一拟合轴线的方向向量。此外，例如，可以使用最小二乘法、基于第二空间直角坐标系下的盘心径向跳动数据UR21d、UR22d、UR23d来生成第二拟合轴线，该第二拟合轴线可以用式(2)表示的直线方程来表达：
其中(u1,v1,w1)是第二拟合轴线经过的已知点的坐标，(r,t,s)是第二拟合轴线的方向向量。
在框460，方法400可以包括将第一拟合轴线和第二拟合轴线重合，以确定第一空间直角坐标系的原点相对于第二空间直角坐标系的坐标，并且结合篦齿盘盘心相对于第二空间直角坐标系的坐标来确定篦齿盘盘心相对于转动轴线的同心度。一般而言，第一拟合轴线和第二拟合轴线至盘心的距离大致相同，由于第一拟合轴线是在第一空间直角坐标系下生成的，并且第二拟合轴线是在第二空间直角坐标系下生成的，因而通过将这两条拟合曲线重合，可以得到第一空间直角坐标系的原点相对于第二空间直角坐标系的坐标(u0，v0，w0)。应理解，这里的转动轴线实际上是第一空间直角坐标系的原点在第二空间直角坐标系下的坐标与第二空间直角坐标系的原点之间的连线。此外，由于篦齿盘盘心相对于第二轴颈基准D的位置是已知的，因而篦齿盘盘心相对于第二空间直角坐标系的坐标(up，vp，wp)也是已知的。在本发明中，同心度可以通过偏心幅值和角度来表示。因此，确定篦齿盘盘心相对于转动轴线的同心度可以包括：通过式(3)和式(4)来确定篦齿盘盘心相对于转动轴线的偏心幅值与角度：
α＝arc tan(vp-vo·wp/wo,up-uo·wp/wo) (4)
其中p表示偏心幅值，α表示角度。
如上所述，通过方法400，可以提高篦齿盘盘心跳动、同心度测量精度，降低篦齿盘盘心跳动测量过程中转动轴线的角摆误差，适用于转子盘心整机状态下相对于转轴的跳动同心度测量，并且极大地降低生产加工成本。
图5解说了根据本发明的一个示例性实施例的用于确定航空发动机中的篦齿盘盘心相对于转动轴线的同心度的装置500的框图。本领域技术人员应理解，图5中描述的功能块可以被组合或者分割成子块以实现如上所述的本发明的原理。因此，本文中的描述可以支持本文中描述的功能块的任何可能的组合或分割或进一步定义。
如图5中所示，根据本发明的一个示例性实施例，装置500可以包括通过总线505彼此耦合的多个模块，其中该多个模块可以包括测量模块510、坐标系建立模块520、拟合轴线生成模块530和同心度确定模块540。测量模块510可以被配置成在高压压气机转子单元体状态下，测量高压压气机转子的第一轴颈基准的径向跳动数据和端面跳动数据，并且同时测量篦齿盘盘心的第一多组径向跳动数据，其中每隔一个指定距离的篦齿盘截面测量第一多组径向跳动数据中的一组径向跳动数据，以及在完成高压涡轮转子装配至高压压气机转子之后，测量高压涡轮转子的第二轴颈基准的径向跳动数据和端面跳动数据，并且同时测量篦齿盘盘心的第二多组径向跳动数据，其中每隔一个指定距离的篦齿盘截面测量第二多组径向跳动数据中的一组径向跳动数据。测量模块510可以是能够测量轴颈基准的径向跳动数据和端面跳动数据以及篦齿盘盘心跳动数据的任何设备的示例。坐标系建立模块520可以被配置成基于第一轴颈基准的径向跳动数据和端面跳动数据来建立第一空间直角坐标系，并且将第一多组径向跳动数据转换到所建立的第一空间直角坐标系下，以及基于第二轴颈基准的径向跳动数据和端面跳动数据来建立第二空间直角坐标系，并且将第二多组径向跳动数据转换到所建立的第二空间直角坐标系下。拟合轴线生成模块530可以被配置成基于转换到第一空间直角坐标系下的第一多组径向跳动数据来生成第一拟合轴线，并且基于转换到第二空间直角坐标系下的第二多组径向跳动数据来生成第二拟合轴线。同心度确定模块530可以被配置成将第一拟合轴线和第二拟合轴线重合，以确定第一空间直角坐标系的原点相对于第二空间直角坐标系的坐标，并且结合篦齿盘盘心相对于第二空间直角坐标系的坐标来确定篦齿盘盘心相对于转动轴线的同心度。坐标系建立模块520、拟合轴线生成模块530和同心度确定模块530可以通过硬件、软件、或硬件和软件的组合来实现。
图6解说了根据本发明的一个实施例的用于的装置600的硬件实现的示例的框图。装置600可使用包括一个或多个处理器604的处理系统614来实现。处理器604的示例包括微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑器件(PLD)、状态机、选通逻辑、分立的硬件电路、以及配置成执行本公开通篇描述的各种功能性的其他合适硬件。在各个示例中，装置600可被配置成执行本文中所描述的功能中的任一者或多者。即，如在装置600中利用的处理器604可被用于实现以上参照图4描述的方法400。
在该示例中，处理系统614可被实现成具有由总线602一般化地表示的总线架构。取决于处理系统614的具体应用和总体设计约束，总线602可包括任何数目的互连总线和桥接器。总线602将包括一个或多个处理器(由处理器604一般化地表示)、存储器605和计算机可读介质(由计算机可读介质606一般化地表示)的各种电路通信地耦合在一起。总线602还可链接各种其他电路，诸如定时源、外围设备、稳压器和功率管理电路，这些电路在本领域中是众所周知的，且因此将不再进一步描述。总线接口608提供总线602与收发机610之间的接口。收发机610提供用于在传输介质上与各种其他设备进行通信的通信接口或装置。取决于该设备的特性，还可提供用户接口612(例如，按键板、显示器、扬声器、话筒、操纵杆)。当然，此类用户接口612是可任选的，且可在一些示例中被省略。
在一些方面，处理器604可被配置成：在高压压气机转子单元体状态下，使测量设备(例如，测量模块510)测量高压压气机转子的第一轴颈基准的径向跳动数据和端面跳动数据，并且同时测量篦齿盘盘心的第一多组径向跳动数据，其中每隔一个指定距离的篦齿盘截面测量第一多组径向跳动数据中的一组径向跳动数据；在完成高压涡轮转子装配至高压压气机转子之后，使测量设备测量高压涡轮转子的第二轴颈基准的径向跳动数据和端面跳动数据，并且同时测量篦齿盘盘心的第二多组径向跳动数据，其中每隔一个指定距离的篦齿盘截面测量第二多组径向跳动数据中的一组径向跳动数据；基于第一轴颈基准的径向跳动数据和端面跳动数据来建立第一空间直角坐标系，并且将第一多组径向跳动数据转换到所建立的第一空间直角坐标系下；基于第二轴颈基准的径向跳动数据和端面跳动数据来建立第二空间直角坐标系，并且将第二多组径向跳动数据转换到所建立的第二空间直角坐标系下；基于转换到第一空间直角坐标系下的第一多组径向跳动数据来生成第一拟合轴线，并且基于转换到第二空间直角坐标系下的第二多组径向跳动数据来生成第二拟合轴线；以及将第一拟合轴线和第二拟合轴线重合，以确定第一空间直角坐标系的原点相对于第二空间直角坐标系的坐标，并且结合篦齿盘盘心相对于第二空间直角坐标系的坐标来确定篦齿盘盘心相对于转动轴线的同心度。
处理器604负责管理总线602和通用处理，包括对存储在计算机可读介质606上的软件的执行。软件在由处理器604执行时使处理系统614执行针对任何特定设备描述的各种功能。计算机可读介质606和存储器605还可被用于存储由处理器604在执行软件时操纵的数据。
处理系统中的一个或多个处理器604可以执行软件。软件应当被宽泛地解释成意为指令、指令集、代码、代码段、程序代码、程序、子程序、软件模块、应用、软件应用、软件包、例程、子例程、对象、可执行件、执行的线程、规程、函数等，无论其是用软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言、还是其他术语来述及皆是如此。软件可驻留在计算机可读介质606上。计算机可读介质606可以是非瞬态计算机可读介质。作为示例，非瞬态计算机可读介质包括磁存储设备(例如，硬盘、软盘、磁带)、光盘(例如，压缩碟(CD)或数字多用碟(DVD))、智能卡、闪存设备(例如，卡、棒或钥匙型驱动器)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、可擦除PROM(EPROM)、电可擦除PROM(EEPROM)、寄存器、可移除盘、以及用于存储可由计算机访问和读取的软件和/或指令的其他任何合适介质。计算机可读介质606可驻留在处理系统614中、在处理系统614外部、或跨包括处理系统614的多个实体分布。计算机可读介质606可被实施在计算机程序产品中。作为示例，计算机程序产品可包括封装材料中的计算机可读介质。本领域技术人员将认识到如何取决于具体应用和加诸于整体系统的总体设计约束来最佳地实现本公开通篇给出的所描述的功能性。
在一个或多个示例中，计算机可读存储介质606可包括被配置成用于各种功能(包括例如用于确定航空发动机中的篦齿盘盘心相对于转动轴线的同心度的功能)的软件。该软件可包括指令，这些指令可将处理系统614配置成执行参照图4所描述的一个或多个功能。
本领域普通技术人员应领会，本发明的各个实施例可提供为方法、装置、系统或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用一个或多个其中存储有计算机可执行程序代码的计算机可读存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、装置、系统和计算机程序产品的流程图和/或框图来描述的。应理解，可由计算机程序指令实现流程图和/或框图中的每一个流程和/或方框、以及流程图和/或框图中的流程和/或方框的组合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图中的一个或多个流程和/或框图中的一个或多个方框中指定的功能的装置。
尽管目前为止已经参考附图描述了本发明的各方面，但是上述方法、系统和设备仅是示例，并且本发明的范围不限于这些方面，而是仅由所附权利要求及其等同物来限定。各种组件可被省略或者也可被等同组件替代。另外，也可以在与本发明中描述的顺序不同的顺序实现所述步骤。此外，可以按各种方式组合各种组件。也重要的是，随着技术的发展，所描述的组件中的许多组件可被之后出现的等同组件所替代。对本公开的各种修改对于本领域技术人员将是显而易见的，并且本文中所定义的普适原理可被应用于其他变形而不会脱离本公开的范围。由此，本公开并非被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文所公开的原理和新颖特征相一致的最广范围。
Claims (9)
1.一种用于确定航空发动机中的篦齿盘盘心相对于转动轴线的同心度的方法，所述方法包括：
在高压压气机转子单元体状态下，测量高压压气机转子的第一轴颈基准的径向跳动数据和端面跳动数据，并且同时测量篦齿盘盘心的第一多组径向跳动数据，其中每隔一个指定距离的篦齿盘截面测量所述第一多组径向跳动数据中的一组径向跳动数据；
在完成高压涡轮转子装配至所述高压压气机转子之后，测量所述高压涡轮转子的第二轴颈基准的径向跳动数据和端面跳动数据，并且同时测量所述篦齿盘盘心的第二多组径向跳动数据，其中每隔一个指定距离的篦齿盘截面测量所述第二多组径向跳动数据中的一组径向跳动数据；
基于所述第一轴颈基准的径向跳动数据和端面跳动数据来建立第一空间直角坐标系，并且将所述第一多组径向跳动数据转换到所建立的第一空间直角坐标系下；
基于所述第二轴颈基准的径向跳动数据和端面跳动数据来建立第二空间直角坐标系，并且将所述第二多组径向跳动数据转换到所建立的第二空间直角坐标系下；
基于转换到所述第一空间直角坐标系下的所述第一多组径向跳动数据来生成第一拟合轴线，并且基于转换到所述第二空间直角坐标系下的所述第二多组径向跳动数据来生成第二拟合轴线；以及
将所述第一拟合轴线和所述第二拟合轴线重合，以确定所述第一空间直角坐标系的原点相对于所述第二空间直角坐标系的坐标，并且结合所述篦齿盘盘心相对于所述第二空间直角坐标系的坐标来确定所述篦齿盘盘心相对于转动轴线的同心度。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述第一多组径向跳动数据包括至少三组径向跳动数据，并且所述第二多组径向跳动数据包括至少三组径向跳动数据。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述指定距离为1mm～2mm。
4.如权利要求1所述的方法，其中建立所述第一空间直角坐标系包括：
以所述第一轴颈基准的径向跳动数据利用最小二乘法拟合出的圆心为所述第一空间直角坐标系的原点；
以所述第一轴颈基准的径向跳动数据的起始跳动测量点所在的方向为X轴；以及
以所述第一轴颈基准的端面跳动数据利用最小二乘法拟合平面，以所述平面的法向量为Z轴。
5.如权利要求1所述的方法，其中建立所述第二空间直角坐标系包括：
以所述第二轴颈基准的径向跳动数据利用最小二乘法拟合出的圆心为所述第二空间直角坐标系的原点；
以所述第二轴颈基准的径向跳动数据的起始跳动测量点所在的方向为X轴；以及
以所述第二轴颈基准的端面跳动数据利用最小二乘法拟合平面，以所述平面的法向量为Z轴。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述第一空间直角坐标系的原点相对于所述第二空间直角坐标系的坐标为(uo,vo,wo)，所述篦齿盘盘心相对于所述第二空间直角坐标系的坐标为(up,vp,wp)，其中确定所述篦齿盘盘心相对于转动轴线的同心度包括：
通过下式来确定所述篦齿盘盘心相对于所述转动轴线的偏心幅值与角度：
α＝arc tan(vp-vo·wp/wo,up-uo·wp/wo)
其中p表示所述偏心幅值，α表示所述角度。
7.一种用于确定航空发动机中的篦齿盘盘心相对于转动轴线的同心度的装置，所述装置包括：
存储器；以及
耦合至所述存储器的处理器，其中所述处理器被配置成：
在高压压气机转子单元体状态下，使测量设备测量高压压气机转子的第一轴颈基准的径向跳动数据和端面跳动数据，并且同时测量篦齿盘盘心的第一多组径向跳动数据，其中每隔一个指定距离的篦齿盘截面测量所述第一多组径向跳动数据中的一组径向跳动数据；
在完成高压涡轮转子装配至所述高压压气机转子之后，使所述测量设备测量所述高压涡轮转子的第二轴颈基准的径向跳动数据和端面跳动数据，并且同时测量所述篦齿盘盘心的第二多组径向跳动数据，其中每隔一个指定距离的篦齿盘截面测量所述第二多组径向跳动数据中的一组径向跳动数据；
基于所述第一轴颈基准的径向跳动数据和端面跳动数据来建立第一空间直角坐标系，并且将所述第一多组径向跳动数据转换到所建立的第一空间直角坐标系下；
基于所述第二轴颈基准的径向跳动数据和端面跳动数据来建立第二空间直角坐标系，并且将所述第二多组径向跳动数据转换到所建立的第二空间直角坐标系下；
基于转换到所述第一空间直角坐标系下的所述第一多组径向跳动数据来生成第一拟合轴线，并且基于转换到所述第二空间直角坐标系下的所述第二多组径向跳动数据来生成第二拟合轴线；以及
将所述第一拟合轴线和所述第二拟合轴线重合，以确定所述第一空间直角坐标系的原点相对于所述第二空间直角坐标系的坐标，并且结合所述篦齿盘盘心相对于所述第二空间直角坐标系的坐标来确定所述篦齿盘盘心相对于转动轴线的同心度。
8.一种用于确定航空发动机中的篦齿盘盘心相对于转动轴线的同心度的装置，所述装置包括：
测量模块，其配置成在高压压气机转子单元体状态下，测量高压压气机转子的第一轴颈基准的径向跳动数据和端面跳动数据，并且同时测量篦齿盘盘心的第一多组径向跳动数据，其中每隔一个指定距离的篦齿盘截面测量所述第一多组径向跳动数据中的一组径向跳动数据，以及在完成高压涡轮转子装配至所述高压压气机转子之后，测量所述高压涡轮转子的第二轴颈基准的径向跳动数据和端面跳动数据，并且同时测量所述篦齿盘盘心的第二多组径向跳动数据，其中每隔一个指定距离的篦齿盘截面测量所述第二多组径向跳动数据中的一组径向跳动数据；
坐标系建立模块，其配置成基于所述第一轴颈基准的径向跳动数据和端面跳动数据来建立第一空间直角坐标系，并且将所述第一多组径向跳动数据转换到所建立的第一空间直角坐标系下，以及基于所述第二轴颈基准的径向跳动数据和端面跳动数据来建立第二空间直角坐标系，并且将所述第二多组径向跳动数据转换到所建立的第二空间直角坐标系下；
拟合轴线生成模块，其配置成基于转换到所述第一空间直角坐标系下的所述第一多组径向跳动数据来生成第一拟合轴线，并且基于转换到所述第二空间直角坐标系下的所述第二多组径向跳动数据来生成第二拟合轴线；以及
同心度确定模块，其配置成将所述第一拟合轴线和所述第二拟合轴线重合，以确定所述第一空间直角坐标系的原点相对于所述第二空间直角坐标系的坐标，并且结合所述篦齿盘盘心相对于所述第二空间直角坐标系的坐标来确定所述篦齿盘盘心相对于转动轴线的同心度。
9.一种存储计算机程序的计算机可读介质，所述计算机程序在由处理器执行时执行如权利要求1-6中任一项所述的方法。
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2021
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