一种航空发动机转子优化装配方法组成比例

本发明专利技术涉及一种航空发动机转子优化装配方法，包括通过多组数据建立样本数据库的样本学习阶段；获得样本数据库后进入应用阶段，事先测量待装配的盘轴单件转子的不平衡量和几何跳动并将其输入经过样本学习阶段学习的BP神经网络系统，BP神经网络系统输出待装配的转子盘轴单件的相对装配角度和转子组件的最终装配结果的预测值；操作者对该预测值是否符合实际技术要求进行判断，不满意时，通过调整、更换转子盘轴单件的方式改变预测值，直至满意；按照满意的装配结果装配转子；测量装配好的转子组件的不平衡量及几何跳动，并输入BP神经网络系统的样本数据库。该方法能给预测装配结果，通过事先调整零件状态实现装配优化，避免了重复装配和调整。了重复装配和调整。了重复装配和调整。

【技术实现步骤摘要】
一种航空发动机转子优化装配方法


[0001]本专利技术属于航空发动机
，尤其涉及一种航空发动机转子优化装配方法。

技术介绍

[0002]某航空发动机的转子由多级盘装配而成，为了使转子在装配后获得最佳的装配性能，每级单盘在装配前需要进行测量叠加投影值即几何跳动和不平衡量，将测量结果标记在转子单盘上，通过在装配过程中调整各级盘的相对装配角度，使各级盘的不平衡量和几何跳动相互抵消，使组件的几何跳动和不平衡量最小。采用常规方式装配时，转子盘轴单件的不平衡量是在平衡机上测得的矢量，转子盘轴单件的几何跳动是在叠加投影设备上测得的矢量，两个测量项目相互独立，数值和所在角度均没有关联，操作者在装配前通过矢量互补的原则和经验，确定各级盘相对装配角度，但由于几何跳动和不平衡量往往无法兼顾，因此转子盘轴单件装配后，转子组件的不平衡量和几何跳动经常出现无法同时最优的情况；且转子装配过程中由于螺栓拧紧力的作用、止口配合的挤压作用，装配界面会产生变形，因此，即使仅考虑几何跳动或仅考虑不平衡量，转子组件装配后的几何跳动和不平衡量结果也不是各个单件叠加的矢量和。
[0003]基于以上原因，在发动机转子装配时，经常出现转子装配后几何跳动和不平衡量超差的情况，装配不合格，即使装配合格，也无法保证装配结果为最优结果。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的不足，本专利技术提供一种航空发动机转子优化装配方法，通过将转子盘轴单件叠加投影值、转子不平衡量、相对装配角度、最终形成的装配结果输入BP神经网络系统，通过BP神经网络系统建立叠加投影值、转子不平衡量、相对装配角度与最终装配结果之间的关系，当BP神经网络经过大量样本学习后，通过输入叠加投影值、转子不平衡量，即可输出相对装配角度和装配结果，起到优化装配的功能。
[0005]一种航空发动机转子优化装配方法，具体包括以下步骤：
[0006]步骤一：样本学习阶段，通过对多个高压压气机转子装配前后的不平衡量和几何跳动的测量获得的多组数据建立样本数据库；
[0007]步骤二：获得样本数据库后进入应用阶段，首先事先测量待装配的盘轴单件转子的不平衡量和几何跳动；
[0008]步骤三：将步骤二中测得的转子盘轴单件几何跳动及不平衡量输入经过样本学习阶段学习的BP神经网络系统，此时进入测试模式，BP神经网络系统输出步骤二中待装配的转子盘轴单件的相对装配角度和转子组件的最终装配结果即转子组件的几何跳动及不平衡量的预测值；操作者对该预测值是否符合实际技术要求进行判断，对结果不满意即不符合要求时，通过调整、更换转子盘轴单件的方式改变相对装配角度和转子组件的装配结果的预测值，直至获得满意的装配结果；
[0009]步骤四：按照满意的装配结果给出的相对装配角度装配转子；
[0010]步骤五：测量步骤四中装配好的转子组件的不平衡量及几何跳动，并将该装配结果同样作为装配案例输入BP神经网络系统的样本数据库，供系统不断学习修正。
[0011]所述步骤三中对转子盘轴单件的调整包括机械加工修理、改变装配角度。
[0012]所述步骤一中样本学习阶段，建立样本数据库的方法，具体包括以下步骤：
[0013]步骤1.1：在平衡机上测量转子盘轴单件不平衡量，在叠加投影设备上测量转子盘轴单件的几何跳动，将测量结果使用记号笔标记在转子盘轴件的表面；
[0014]步骤1.2：装配高压压气机转子，转子盘轴单件的相对装配角度由操作者根据矢量互补的原则或者实际装配经验给定，并详细记录；
[0015]步骤1.3：装配完成后，在叠加投影设备上测量转子组件的几何跳动，在平衡机上测量转子的不平衡量，获得最终形成的装配结果；
[0016]步骤1.4：将步骤1.1中测量的转子盘轴单件几何跳动和转子盘轴单件不平衡量、步骤1.2中记录的相对装配角度、步骤1.3中测量的最终形成的装配结果作为一组数据输入计算机中的BP神经网络系统，其中该组数据中步骤1.1中测量的转子盘轴单件几何跳动和转子盘轴单件不平衡量、步骤1.2中记录的相对装配角度为输入值，步骤1.3中测量的最终形成的装配结果为输出值；
[0017]步骤1.5：重复步骤1.1～1.3，多次测量、装配转子并向BP神经网络系统中输入多组数据后，BP神经网络系统学习结束，获得样本数据库，此时进入应用阶段。
[0018]为了保证预测阶段预测准确性，所述步骤1.5中BP神经网络系统至少需要输入500组以上的数据样本进行学习训练，才能具备理想的预测精度，进入应用阶段。
[0019]本专利技术的有益效果是：通过本专利技术提供的方法进行转子的优化装配，转子一次装配合格率提升约5％，按每年装配300台次，每台发动机装配用时26小时计算，每年节约工作时间为：300台
×
26小时/台
×
5％＝390小时；通过转子优化装配提升了发动机装配质量，试车合格率提升约2％，按每年装配300台次，每台发动机试车成本30万计算，每年节约试车成本为：300台
×
30万元/台
×
2％＝156万元，能够带来很大的经济效益。
[0020]该方法能给出装配方案，预测装配结果，通过事先调整零件状态实现装配优化，避免了重复装配和调整，减轻了操作人员的劳动量，更能对转子零件进行优选优配，实现资源的合理调配。同时，能对当前的装配经验进行积累，避免人为因素带来转子装配质量不稳定的情况出现。
[0021]该方法可应用至各型号发动机转子的装配前装配方案的确定，尤其适用于修理发动机转子的装配前装配方案的确定。
附图说明
[0022]图1为本专利技术提供的航空发动机转子优化装配方法的流程图；
具体实施方式
[0023]为了更好的解释本专利技术，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本专利技术的技术方案和效果作详细描述。
[0024]一种航空发动机转子优化装配方法，如图1所示，具体包括以下步骤：
[0025]步骤一：样本学习阶段，通过对多个高压压气机转子装配前后的不平衡量和几何
跳动的测量获得的多组数据建立样本数据库。
[0026]所述步骤一中样本学习阶段，建立样本数据库的方法，具体包括以下步骤：
[0027]步骤1.1：在平衡机上测量转子盘轴单件不平衡量，在叠加投影设备上测量转子盘轴单件的几何跳动，将测量结果使用记号笔标记在转子盘轴件的表面；本实施例采用的叠加投影设备为Aerospect SPS Stack Prediction System(堆叠投影设备)；
[0028]步骤1.2：装配高压压气机转子，转子盘轴单件的相对装配角度即每个转子盘轴单件相对于上一个零件的装配角度，由操作者根据矢量互补的原则或者实际装配经验给定，并详细记录转子盘轴单件的相对装配角度；
[0029]步骤1.3：装配完成后，在叠加投影设备上测量转子组件的几何跳动，在平衡机上测量转子的不平衡量，即获得最终形成的装配结果；
[0030]步骤1.4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种航空发动机转子优化装配方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤一：样本学习阶段，通过对多个高压压气机转子装配前后的不平衡量和几何跳动的测量获得的多组数据建立样本数据库；步骤二：获得样本数据库后进入应用阶段，首先事先测量待装配的盘轴单件转子的不平衡量和几何跳动；步骤三：将步骤二中测得的转子盘轴单件几何跳动及不平衡量输入经过样本学习阶段学习的BP神经网络系统，此时进入测试模式，BP神经网络系统输出步骤二中待装配的转子盘轴单件的相对装配角度和转子组件的最终装配结果即转子组件的几何跳动及不平衡量的预测值；操作者对该预测值是否符合实际技术要求进行判断，对结果不满意即不符合要求时，通过调整、更换转子盘轴单件的方式改变相对装配角度和转子组件的装配结果的预测值，直至获得满意的装配结果；步骤四：按照满意的装配结果给出的相对装配角度装配转子；步骤五：测量步骤四中装配好的转子组件的不平衡量及几何跳动，并将该装配结果同样作为装配案例输入BP神经网络系统的样本数据库，供系统不断学习修正。2.根据权利要求1所述的一种航空发动机转子优化装配方法，其特征在于：所述步骤三中对转子盘轴单件的调整包括机械加工修理、改变装配角度。3.根据权利要求1所述的一种航空发动机转子优化装配方法，其特征在于：所述步骤一中样本学习阶段，建立样本数据库的...

【专利技术属性】
技术研发人员：田雷云，冯硕，张昱，
申请(专利权)人：中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司，
类型：发明
国别省市：