CN115795716B - 一种确定转子不平衡量要求的方法 - Google Patents
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Abstract
本申请属于航空发动机设计领域，为一种确定转子不平衡量要求的方法，通过对转子零件进行三次分类，第一次根据不同转子零件的结构对不同类型的转子零件进行分类，确定类型的转子零件的重点加工部位；第二次根据是否具有轴承分成带轴承类和不带轴承类；第三次根据不同转子零件的剩余不平衡测量面分成第一差值类和第二差值类，综合考虑了零件结构、加工制造水平、平衡修正能力和轴承产生的误差等因素，针对不同结构的零件，选用不同的重点关注因素。与以往凭借经验确定转子不平衡量要求的方法相比，本申请提出的方法更符合工程实际，考虑的因素更全面，能够更加准确地确定各种转子的不平衡量。
Description
技术领域
本申请属于航空发动机设计领域，特别涉及一种确定转子不平衡量要求的方法。
背景技术
零件不平衡量对航空发动机等旋转机械装置的振动、间隙保持和性能发挥等有着重要影响。零件许用初始不平衡量通过零件的设计、加工和装配来保证，零件剩余不平衡量需依靠零件的装配和平衡来保证，因此设计中应对各零件的许用初始不平衡量和许用剩余不平衡量提出设计要求，生产和装配时应依据设计要求对零件的初始和许用剩余不平衡量进行检测和控制。
目前采用的确定转子不平衡量要求的方法的缺点在于：
以往对零件许用初始不平衡量的确定没有明确标准和方法，对零件许用初始不平衡量未提出相关要求，导致实际加工中也未对零件许用初始不平衡量进行有效控制。
国标中许用剩余不平衡量是根据平衡品质级别，结合工作转速和转子质量确定。然而，随着加工制造工艺和技术的不断进步，零件的生产制造误差显著降低，国标确定的许用剩余不平衡量较为宽泛，需要设计人员凭借经验，对依据国标计算的许用剩余不平衡量进行修正。以往确定的许用剩余不平衡量未能充分考虑现有加工水平和修正能力，没有明确的量化标准，无法对平衡精度进行有效约束。
因此，如何对不平衡量进行准确量化是一个需要解决的问题。
发明内容
本申请的目的是提供了一种确定转子不平衡量要求的方法，以解决现有技术中无法对不平衡量进行准确量化的问题。
本申请的技术方案是：一种确定转子不平衡量要求的方法，根据不同转子零件的结构对不同类型的转子零件进行分类，确定各转子零件的重点加工部位，计算不同类型的转子零件的许用初始不平衡量；对转子零件根据是否具有轴承分成带轴承类和不带轴承类，将带轴承类和不带轴承类采用不同的不平衡量计算公式，结合许用初始不平衡量确定各转子零件的许用剩余不平衡量；根据不同转子零件的剩余不平衡测量面分成第一差值类和第二差值类，根据许用初始不平衡量计算第一差值类和第二差值类初始平衡量的相位差，确定第一差值类和第二差值类的许用剩余不平衡量的相位差，结合对应转子零件的许用剩余不平衡量确定转子平衡量。
优选地，根据不同类型的转子零件计算许用初始不平衡量的方法为：将转子零件分成整体叶盘、非整体叶盘和鼓筒轴类零件，所述整体叶片根据叶身和盘体型面的轮廓度进行计算许用初始不平衡量；所述非整体叶片根据盘体型面的轮廓度和叶片之间的差异度，同时通过调整叶片装配位置确定非整体叶盘的许用初始不平衡量；所述鼓筒轴类零件根据鼓筒轴两端的形位公差和鼓筒轴壁厚的加工均匀度确定许用初始不平衡量。
优选地，所述带轴承类的许用剩余不平衡量的计算公式为：
许用剩余不平衡量＝许用初始不平衡量-调整最大不平衡量
所述调整最大不平衡量为对应转子零件去除相应材料或增加平衡块后的调整不平衡量；
所述不带轴承类的许用剩余不平衡量的计算公式为：
D许用＝D转子-D误差＝(1-0.2)(许用初始不平衡量-最大调整不平衡量)
其中，D许用为许用剩余不平衡量，D转子为转子初始不平衡量，D误差为平衡误差。
优选地，所述第一差值类初始不平衡量相位差为：90°-270°；
许用剩余不平衡量的相位差为：180°±20°；
所述第二差值类初始不平衡量相位差为：0°-90°或270°-360°；
许用剩余不平衡量的相位差为：0°±20°。
本申请的一种确定转子不平衡量要求的方法，通过对转子零件进行三次分类，第一次根据不同转子零件的结构对不同类型的转子零件进行分类，确定类型的转子零件的重点加工部位；第二次根据是否具有轴承分成带轴承类和不带轴承类；第三次根据不同转子零件的剩余不平衡测量面分成第一差值类和第二差值类，综合考虑了零件结构、加工制造水平、平衡修正能力和轴承产生的误差等因素，针对不同结构的零件，选用不同的重点关注因素。与以往凭借经验确定转子不平衡量要求的方法相比，本申请提出的方法更符合工程实际，考虑的因素更全面，能够更加准确地确定各种转子的不平衡量。
附图说明
为了更清楚地说明本申请提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。
图1为本申请整体流程示意图。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
一种确定转子不平衡量要求的方法，如图1所示，包括如下步骤：
步骤S100，根据不同转子零件的结构对不同类型的转子零件进行分类，确定各转子零件的重点加工部位，计算不同类型的转子零件的许用初始不平衡量；
零件的结构直接决定了零件的生产制造工艺，不同加工工艺的精度有所差异，而零件的加工精度直接影响零件的初始不平衡量，因此确定初始不平衡的方法必须充分考虑零件结构差异和加工制造精度。
根据不同类型的转子零件计算许用初始不平衡量的方法为：
将转子零件分成整体叶盘、非整体叶盘和鼓筒轴类零件，
整体叶片：根据叶身和盘体型面的轮廓度进行计算许用初始不平衡量；
非整体叶片：根据盘体型面的轮廓度和叶片之间的差异度，同时通过调整叶片装配位置确定非整体叶盘的许用初始不平衡量；
鼓筒轴类零件：根据鼓筒轴两端的形位公差和鼓筒轴壁厚的加工均匀度确定许用初始不平衡量。
许用初始不平衡的计算公式为现有公式，在此不再赘述。通过对转子零件进行分类，能够对不行类型的转子零件的许用初始不平衡量进行准确计算。
步骤S200，对转子零件根据是否具有轴承分成带轴承类和不带轴承类，将带轴承类和不带轴承类采用不同的不平衡量计算公式，结合许用初始不平衡量确定各转子零件的许用剩余不平衡量；
不平衡量之间的关系为：
剩余不平衡量＝初始不平衡量-调整不平衡量
零件的剩余不平衡量是指零件经过平衡后剩余的不平衡量，零件的初始不平衡量和平衡工艺直接决定剩余不平衡量，因此确定许用剩余不平衡的方法必须充分考虑零件加工制造精度和平衡工艺水平。
基于转子零件的加工制造精度和平衡工艺水平，将误差来源分成带轴承类和不带轴承类。
带轴承类的许用剩余不平衡量的计算公式为：
许用剩余不平衡量＝许用初始不平衡量-调整最大不平衡量
所述调整最大不平衡量为对应转子零件去除相应材料或增加平衡块后等方式可以调整的调整不平衡量；
所述不带轴承类的许用剩余不平衡量的计算公式为：
D许用＝D转子-D误差＝(1-0.2)(许用初始不平衡量-最大调整不平衡量)
其中，D许用为许用剩余不平衡量，D转子为转子初始不平衡量，D误差为平衡误差。
通过根据转子零件的加工制造精度和平衡工艺水平对转子零件进行分类，能够分别按照不同的零件特点准确计算出各种转子零件的许用剩余不平衡量。
步骤S300，根据不同转子零件的剩余不平衡测量面分成第一差值类和第二差值类，根据许用初始不平衡量计算第一差值类和第二差值类初始平衡量的相位差，确定第一差值类和第二差值类的许用剩余不平衡量的相位差，结合对应转子零件的许用剩余不平衡量确定转子平衡量。
进行动平衡的转子零件通常有两个剩余不平衡量测量面，为了控制主惯性轴的偏斜，减少转子过临界后因主惯性轴与旋转轴不同轴而产生的振动，应对不同测量面剩余不平衡量的相位差提出要求。本申请根据初始不平衡量的相位差分成第一差值类和第二差值类。
1)第一差值类初始不平衡量相位差为：90°-270°；
许用剩余不平衡量的相位差为：180°±20°；
2)第二差值类初始不平衡量相位差为：0°-90°或270°-360°；
许用剩余不平衡量的相位差为：0°±20°。
通过剩余不平衡量测量面的不同对转子零件进行分类，能够准确获得不同类型的转子领域的许用初始不平衡量和许用剩余不平衡量的相位差，最终的转子不平衡量也即是许用剩余不平衡量及其相位差的结合。
本申请通过对转子零件进行三次分类，第一次根据不同转子零件的结构对不同类型的转子零件进行分类，确定类型的转子零件的重点加工部位；第二次根据是否具有轴承分成带轴承类和不带轴承类；第三次根据不同转子零件的剩余不平衡测量面分成第一差值类和第二差值类，综合考虑了零件结构、加工制造水平、平衡修正能力和轴承产生的误差等因素，针对不同结构的零件，选用不同的重点关注因素。与以往凭借经验确定转子不平衡量要求的方法相比，本申请提出的方法更符合工程实际，考虑的因素更全面，能够更加准确地确定各种转子的不平衡量。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (3)
1.一种确定转子不平衡量要求的方法，其特征在于，包括：
根据不同转子零件的结构对不同类型的转子零件进行分类，确定各转子零件的重点加工部位，计算不同类型的转子零件的许用初始不平衡量；
对转子零件根据是否具有轴承分成带轴承类和不带轴承类，将带轴承类和不带轴承类采用不同的不平衡量计算公式，结合许用初始不平衡量确定各转子零件的许用剩余不平衡量；
根据不同转子零件的剩余不平衡测量面分成第一差值类和第二差值类，根据许用初始不平衡量计算第一差值类和第二差值类初始平衡量的相位差，确定第一差值类和第二差值类的许用剩余不平衡量的相位差，结合对应转子零件的许用剩余不平衡量确定转子平衡量；
所述带轴承类的许用剩余不平衡量的计算公式为：
许用剩余不平衡量＝许用初始不平衡量-调整最大不平衡量所述调整最大不平衡量为对应转子零件去除相应材料或增加平衡块后的调整不平衡量；
所述不带轴承类的许用剩余不平衡量的计算公式为：
D许用＝D转子-D误差＝(1-0.2)(许用初始不平衡量-最大调整不平衡量)
其中，D许用为许用剩余不平衡量，D转子为转子初始不平衡量，D误差为平衡误差。
2.如权利要求1所述的确定转子不平衡量要求的方法，其特征在于，根据不同类型的转子零件计算许用初始不平衡量的方法为：
将转子零件分成整体叶盘、非整体叶盘和鼓筒轴类零件，所述整体叶片根据叶身和盘体型面的轮廓度进行计算许用初始不平衡量；所述非整体叶片根据盘体型面的轮廓度和叶片之间的差异度，同时通过调整叶片装配位置确定非整体叶盘的许用初始不平衡量；所述鼓筒轴类零件根据鼓筒轴两端的形位公差和鼓筒轴壁厚的加工均匀度确定许用初始不平衡量。
3.如权利要求1所述的确定转子不平衡量要求的方法，其特征在于：
所述第一差值类初始不平衡量相位差为：90°-270°；
许用剩余不平衡量的相位差为：180°±20°；
所述第二差值类初始不平衡量相位差为：0°-90°或270°-360°；
许用剩余不平衡量的相位差为：0°±20°。
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