考虑粗糙表面接触配合的航空发动机多级转子装配误差传递建模

作     者：石嵩 刘检华 巩浩 邵楠 SHI Song;LIU Jianhua;GONG Hao;SHAO Nan

作者机构：北京理工大学机械与车辆学院北京100081 北京理工大学唐山研究院唐山063015 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2023年第59卷第17期

页      面：208-219页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 0701[理学-数学] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52105503 51935003)。 

主　　题：航空发动机 转子装配 粗糙表面形貌 误差传递 同轴度 

摘      要：传统的转子系统装配建模方法忽略了转子粗糙表面微观形貌的影响,可能导致装配误差传递建模和优化不精确等问题,在此背景下,提出了一种综合考虑定向误差、定位误差和表面粗糙形貌的航空发动机多级转子装配误差传递分析方法。首先,使用共轭梯度法模拟转子端面的粗糙表面微观形貌,在刚性接触假设下,提出了一种考虑平移、单点和轴线旋转,以及质心作用的接触求解算法,计算两个粗糙表面的装配倾斜角和配合面方程。然后,改进传统基于齐次变换矩阵的装配误差传递模型,建立了考虑粗糙表面接触配合的多级转子装配同轴度误差传递模型。最后,以航空发动机转子模拟件为对象,选取前轴和第一级盘进行实例分析,新模型的同轴度预测精度与传统模型相比提高了11.55%。研究结果表明,所提方法可以提高航空发动机多级转子装配精度预测的准确性,为航空发动机转子系统的精密装配提供了理论依据。