CN116131559B - 一种转子装配工艺及评价方法 - Google Patents
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Abstract
本申请属于航空发动机转子装配技术领域，为一种转子装配工艺及评价方法，采用测量安装位置处同轴度的方式来判断转子装配质量的好坏，而装配位置处的装配相位能够直接决定装配的质量，对于采用圆弧端齿结构的两个转子件，通过先设置一个标记，然后对零件一和零件二进行一次组装，以该标记为基准，测量一次组件状态下的同轴度，而后将零件一和零件二对调180°再进行一次测量，再计算一次同轴度，通过计算两次同轴度测量的矢量差，即可获得两个零件组合下的同轴度最小位置，能够有效地减小组件质心偏离旋转轴线的距离，进一步降低转子组件的初始不平衡量；降低试车过程中出现转子振动的风险。
Description
技术领域
本申请属于航空发动机转子装配技术领域，特别涉及一种转子装配工艺及评价方法。
背景技术
本发明属于航空发动机转子装配技术领域。
航空发动机装配工作是发动机制造的最后环节，对发动机的性能有着至关重要的作用。尤其是航空发动机转子的装配，对发动机振动表现有着明显的关联。
如图1所示，目前，转子的测量都是以轴颈位置柱面和端面为基准，进行堆叠优化装配工作。对于圆弧端齿连接结构的转子，并没有检查端齿形貌的方法。同时，转子装配后只是简单的以保证不平衡量以及同轴度等要求，没有具体细化的评价准则，无法判定转子装配质量好坏。
目前采用的转子装配工艺方法有以下缺点：
1)以往的装配测量基准，既不是装配止口结合面也不是转子组件的旋转轴线，无法保证转子组件相对于转子旋转轴线的同轴度。会出现下图情形，组件质心相对于旋转轴线的偏移量较大。
2)以往圆弧端齿连接结构，无法对端齿形貌进行检测，任意装配容易造成同轴度偏大的隐患。
3)现有的转子装配要求过于粗放，没有详细的评价准则，无法很好的说明转子装配后的品质。
因此，需要对转子的装配工艺方法和评价准则进行研究。
发明内容
本申请的目的是提供了一种转子装配工艺及评价方法，以解决现有技术中转子的组件质心相对于旋转轴线的偏移量较大的问题。
本申请的技术方案是：一种转子装配工艺及评价方法，包括：
对于需要装配的零件一和零件二，判断两个零件的安装面特点；若两个零件的安装面为圆弧端齿结构，则在零件一或零件二上选择一位置进行标记，每次测量均设定该标记位置为0°；将具有圆弧端齿结构的零件一和零件二以任意位置组装，测量组件状态下的同轴度将零件一和零件二对调180°后再次装配，测量组件状态下的同轴度/>以零件一上的某一位置为起始点，将两次得到的同轴度进行矢量计算，分别得到零件一的同轴度和零件二的同轴度/>将零件二沿着角度增大的方向相对于零件一旋转角度α，再次对零件一和零件二进行装配，装配完成，此时零件的同轴度为/>方向为矢量/>的方向；对装配完成后的组件装配品质进行评价，设置评价等级为不合格、合格、良好和优秀。
优选地，若判定安装面为止口配合结构，则以零件一的安装边为测量基准，测量零件一的轴颈位置处的同轴度大小和相位；以零件二的安装边为测量基准，测量零件二的轴颈位置处的同轴度大小和相位，并计算两者之间的同轴度相位；将零件一和零件二的轴颈处同轴度相位对调180°后进行装配。
优选地，所述评价等级为不合格时的具体评价准则为：设置静不平衡量为u，前修正面的不平衡量为u1、后修正面的不平衡量为u2，则当或/>U1≥2u或U2≥2u时，评价等级为不合格，式中，m为转子质量，单位g，Ω为转子最大角速度。
优选地，所述评价等级为合格时的具体评价准则为：设置静不平衡量为u，前修正面的不平衡量为u1、后修正面的不平衡量为u2，则当时，评价等级为合格，式中，m为转子质量，单位g，Ω为转子最大角速度。
优选地，所述评价等级为良好时的具体评价准则为：设置静不平衡量为u，前修正面的不平衡量为u1、后修正面的不平衡量为u2，则当或/>时，评价等级为良好，式中，m为转子质量，单位g，Ω为转子最大角速度。
优选地，所述评价等级为优秀时的具体评价准则为：所述评价等级为优秀时的具体评价准则为：设置静不平衡量为u，前修正面的不平衡量为u1、后修正面的不平衡量为u2，则当或/>时，评价等级为优秀，式中，m为转子质量，单位g，Ω为转子最大角速度。
本申请的一种转子装配工艺及评价方法，采用测量安装位置处同轴度的方式来判断转子装配质量的好坏，而装配位置处的装配相位能够直接决定装配的质量，对于采用圆弧端齿结构的两个转子件，通过先设置一个标记，然后对零件一和零件二进行一次组装，以该标记为基准，测量一次组件状态下的同轴度，而后将零件一和零件二对调180°再进行一次测量，再计算一次同轴度，通过计算两次同轴度测量的矢量差，即可获得两个零件组合下的同轴度最小位置，能够有效地减小组件质心偏离旋转轴线的距离，进一步降低转子组件的初始不平衡量；给出了圆弧端齿装配的工艺方法，避免了任意装配所引起的组件同轴度偏大的情况；给出了转子装配质量好坏的评价准则，降低试车过程中出现转子振动的风险。
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为背景技术中转子组件装配结构示意图；
图2为本申请整体流程示意图；
图3为本申请止口配合的零件一结构示意图；
图4为本申请止口配合的零件二结构示意图；
图5为本申请止口配合的转子组件装配结构示意图；
图6为本申请圆弧端齿配合的零件一与零件二结构示意图；
图7为本申请圆弧端齿配合的角向位置装配原理示意图。
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。
一种转子装配工艺及评价方法，如图2所示，具体包括如下步骤：
步骤S100，对于需要装配的零件一和零件二，判断两个零件的安装结构特点，若判定安装面为止口配合结构，如图3-4所示，图3中的左上方为零件一的安装边止口，右下方为轴颈；图4中的右上方为轴颈，左下方为安装边止口，以零件一的安装边为测量基准，测量零件一的轴颈位置处的同轴度大小和相位；以零件二的安装边为测量基准，测量零件二的轴颈位置处的同轴度大小和相位，并计算两者之间的同轴度相位；将零件一和零件二的轴颈处同轴度相位对调180°后进行装配；
由于止口配合结构的转子件通过止口进行装配，则直接以装配位置为基准能够准确得到装配时的同轴度差异，在测量完成零件一和零件二的同轴度之后，通过采用同轴度相位对调180°的方式，从而能够有效抵消两个零件的同轴度差异，从而有效减少保证组件状态下不平衡量，提高装配品质。
如零件一和零件二测得的同轴度相位差为30°，则取该相位的一半，即15°，对调180°，即可实现零件一和零件二之间同轴度的相互抵消，如图5所示，组件的轴线位置相对于图1中的组件来说明显下移，因此其同轴度显著提高。
步骤S200，若两个零件的安装面为圆弧端齿结构，如图6所示，则在零件一或零件二上选择一位置进行标记，每次测量均设定该标记位置为0°；
步骤S300，将具有圆弧端齿结构的零件一和零件二以任意位置组装，测量组件状态下的同轴度
步骤S400，将零件一和零件二对调180°后再次装配，测量组件状态下的同轴度
步骤S500，如图7所示，图中上箭头方向为角度增大方向，下箭头方向为机件测量转动方向，以零件一上的某一位置为起始点，将两次得到的同轴度进行矢量计算，分别得到零件一的同轴度和零件二的同轴度/>当然也可以采用零件二上的某一位置为起始点，则后续的步骤对零件一旋转即可。
步骤S600，将零件二沿着角度增大的方向相对于零件一旋转角度α，再次对零件一和零件二进行装配，装配完成，此时零件的同轴度为方向为矢量/>的方向；
由于采用圆弧端齿结构的零件无法直接测量同轴度，这样在以圆弧端齿结构进行装配时，仍然以圆弧端齿位置处为基准进行同轴度测量能够得到最准确的同轴度数据，同时由于圆弧端齿的方向倾斜于转子的径向方向，因此测量较为困难。
本申请采用测量组件同轴度的方式来解决无法直接测量圆弧端齿处同轴度的问题，在零件一和零件二装配完成后，测量出的同轴度为一向量，通过对调的方式再次测量组件的同轴度，能够得到基于不同方向的同轴度，而后通过进行同轴度的差值计算，能够计算出同轴度最小时需要旋转的角度，而后只要进行相应的旋转，即可实现同轴度最小时的装配。
步骤S700，对装配完成后的组件装配品质进行评价，设置评价等级为不合格、合格、良好和优秀，对于不合格的零件重新进行装配。
评价等级为不合格时的具体评价准则为：设置静不平衡量为u，前修正面的不平衡量为u1、后修正面的不平衡量为u2，则当或/>U1≥2u或U2≥2u时，评价等级为不合格；
当时，评价等级为合格；。
当或/>时，评价等级为良好；
当或/>时，评价等级为优秀。
式中，m为转子质量(单位g)，Ω为转子最大角速度。
本申请采用测量安装位置处同轴度的方式来判断转子装配质量的好坏，而装配位置处的装配相位能够直接决定装配的质量，对于采用圆弧端齿结构的两个转子件，通过先设置一个标记，然后对零件一和零件二进行一次组装，以该标记为基准，测量一次组件状态下的同轴度，而后将零件一和零件二对调180°再进行一次测量，再计算一次同轴度，通过计算两次同轴度测量的矢量差，即可获得两个零件组合下的同轴度最小位置，能够有效地减小组件质心偏离旋转轴线的距离，进一步降低转子组件的初始不平衡量；给出了圆弧端齿装配的工艺方法，避免了任意装配所引起的组件同轴度偏大的情况；给出了转子装配质量好坏的评价准则，降低试车过程中出现转子振动的风险。
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)
1.一种转子装配工艺的评价方法，其特征在于，包括：
对于需要装配的零件一和零件二，判断两个零件的安装面特点；
若两个零件的安装结构为圆弧端齿结构，则在零件一或零件二上选择一位置进行标记，每次测量均设定该标记位置为0°；
将具有圆弧端齿结构的零件一和零件二以任意位置组装，测量组件状态下的同轴度
将零件一和零件二对调180°后再次装配，测量组件状态下的同轴度
以零件一上的某一位置为起始点，将两次得到的同轴度进行矢量计算，分别得到零件一的同轴度和零件二的同轴度/>
将零件二沿着角度增大的方向相对于零件一旋转角度α，再次对零件一和零件二进行装配，装配完成，此时零件的同轴度为方向为矢量/>的方向；
对装配完成后的组件装配品质进行评价，设置评价等级为不合格、合格、良好和优秀；
所述评价等级为合格时的具体评价准则为：设置静不平衡量为U，前修正面的不平衡量为U1、后修正面的不平衡量为U2，则当时，评价等级为合格，式中，m为转子质量，单位g，Ω为转子最大角速度；
所述评价等级为良好时的具体评价准则为：设置静不平衡量为U，前修正面的不平衡量为U1、后修正面的不平衡量为U2，则当或/>时，评价等级为良好，式中，m为转子质量，单位g，Ω为转子最大角速度；
所述评价等级为优秀时的具体评价准则为：设置静不平衡量为U，前修正面的不平衡量为U1、后修正面的不平衡量为U2，则当或/>时，评价等级为优秀，式中，m为转子质量，单位g，Ω为转子最大角速度。
2.如权利要求1所述的转子装配工艺的评价方法，其特征在于：若判定安装面为止口配合结构，则以零件一的安装边为测量基准，测量零件一的轴颈位置处的同轴度大小和相位；以零件二的安装边为测量基准，测量零件二的轴颈位置处的同轴度大小和相位，并计算两者之间的同轴度相位；将零件一和零件二的轴颈处同轴度相位对调180°后进行装配。
3.如权利要求1所述的转子装配工艺的评价方法，其特征在于：所述评价等级为不合格时的具体评价准则为：设置静不平衡量为U，前修正面的不平衡量为U1、后修正面的不平衡量为U2，则当或/>U1≥2u或U2≥2u时，评价等级为不合格，式中，m为转子质量，单位g，Ω为转子最大角速度。
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