[发明专利]基于卷积神经网络的大型高速回转装备多级零部件初始不平衡量逐级堆叠方法

说明书

本发明提出了基于卷积神经网络的大型高速回转装备多级零部件初始不平衡量逐级堆叠方法和装置，属于机械装配技术领域。所述方法包括步首先分别获取n级转子装配后由各级转子定位误差引起的偏心误差传递矩阵、装配后各级转子定位误差引起的第n级转子不平衡量、n级转子装配后由各级转子定向误差引起的偏心误差传递矩阵和装配后由各级转子定向误差引起的第n级转子不平衡量，然后，通过矢量相加方式获得多级转子装配后任意一级转子的不平衡量，并根据不平衡量建立优化模型。所述装置包括：基座，气浮轴系，调心调倾工作台，分别为精密力传感器，静平衡测量平台，立柱，下横向测杆，下伸缩式电感传感器，上横向测杆和上杠杆式电感传感器。

技术领域

本发明涉及基于卷积神经网络的大型高速回转装备多级零部件初始不平衡量逐级堆叠方法和装置，属于机械装配技术领域。

背景技术

航空发动机是飞机的核心部件，为了保证飞机的安全性，它需要安全可靠的长时间工作。转子的振动严重影响着发动机的安全、效率及寿命，而转子的不平衡量是决定发动机转子振动响应的重要因素。发动机转子是由多个级盘装配而成，各级盘的不平衡量通过一定的组合形成转子的不平衡量。尽管在设计过程中对于每级盘的不平衡量均进行了严格的限制，但如果装配不当，多级盘的不平衡量在高速旋转过程中将对转子轴颈形成巨大的作用力与力矩，使转子产生剧烈振动。因此，优化航空发动机转子整体不平衡量，对提高其结构完整性、可靠性及寿命具有重要意义。现有的方法存在的问题为：未从数学机理上建立完善的多级转子不平衡量装配模型，未考虑单级转子定向和定位误差在装配过程引入的不平衡量，未考虑单级转子自身不平衡量对多级转子装配质量的影响。

发明内容

针对上述现有技术的不足，提出一种基于形心和质心极小化测调的大型高速回转装备多级零部件初始不平衡量逐级堆叠方法，用以解决航空发动机转子装配初始不平衡量大、装配质量差，振动大的问题，改善发动机转子的性能。所采取的技术方案如下：

基于形心和质心极小化测调的大型高速回转装备多级零部件初始不平衡量逐级堆叠方法，所述方法包括

步骤一、确定n级转子装配后由各级转子定位误差引起的偏心误差传递矩阵，所述偏心误差传递矩阵为：

其中，p_i为第i级转子径向测量面圆心的理想位置向量；dp_i为第i级转子径向测量面圆心位置的加工误差向量；S_ri为第i级转子绕Z轴旋转θ_ri角度的旋转矩阵；S_r1为单位矩阵；

步骤二、获取装配后各级转子定位误差引起的第n级转子不平衡量，所述第n级转子不平衡量表示为：

其中，Ux_0-n为装配后第n级转子测量面在X轴方向上的不平衡量；Uy_0-n为装配后第n级转子测量面在Y轴方向上的不平衡量；m_0-n为装配后第n级转子的质量，p_i为第i级转子径向测量面圆心的理想位置向量；dp_i为第i级转子径向测量面圆心位置的加工误差向量；S_ri为第i级转子绕Z轴旋转θ_ri角度的旋转矩阵；S_r1为单位矩阵；

步骤三、计算n级转子装配后由各级转子定向误差引起的偏心误差传递矩阵，所述偏心误差传递矩阵为：