基于几何代数理论的转子堆叠装配多目标优化
2021-12-02涂建波李震葛浩田刘亮刘洪慧
航空学报 2021年10期
关键词:优化
涂建波,李震,葛浩田,刘亮,刘洪慧
大连理工大学 机械工程学院,大连 116024
转子是航空发动机的重要部件,其装配质量对航空发动机的整体性能有着重要影响,同心度和初始不平衡量是评价总装质量的重要参数[1],转子在高速旋转运动时,初始不平衡量直接影响总装的振动特性。由于转子无法避免在制造上的误差,在多级转子装配过程中,其误差不断传播和积累,最终可能使装配后多级转子的同心度和初始不平衡量超出工艺要求范围,降低航空发动机的可靠性和寿命。
转子堆叠预测理论[2-4]在应用上已经有比较成熟的经验,堆叠预测系统(Part measurement and Stacking Prediction system, PSP)是应用于航空发动机高压压气机转子装配过程中的一种先进的测量与预测装配技术。在转子装配前, 针对转子自身的测量数据,利用堆叠预测系统计算出最佳装配方案,保证转子装配后同心度的最小化,在进行大量装配时,既可以提高转子装配质量也显著提高了装配效率。随机装配时不考虑安装相位对转子精度的影响,即转子不做任何安装相位优化直接对转子进行安装。随机装配无法保证转子整件同心度和初始不平衡量大小,容易令转子质心与回转轴线的距离较大,使得转子整体初始不平衡量非常大,加剧了整机的振动,这是极其恶劣的一种情况。优化装配并非采用简单的逐级最优堆叠装配方案,而是综合考虑装配后转子整体状态,合理调整各级转子的安装相位,令各级转子质心与回转轴线的距离较小,使转子整件的同心度和不平衡量达到最优状态,从而提高转子的装配质量。……
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