(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211107419.8 (22)申请日 2022.09.13 (71)申请人 哈尔滨工业大 学 地址 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西 大直街92号 (72)发明人 谭久彬　马田田　孙传智　刘永猛　 (74)专利代理 机构 哈尔滨市阳光惠远知识产权 代理有限公司 2321 1 专利代理师 陈晶 (51)Int.Cl. G01M 1/30(2006.01) G01M 1/16(2006.01) G01M 1/12(2006.01) G06F 17/16(2006.01) (54)发明名称 基于轴径双向误差矢量叠加的叶盘装配方 法及系统 (57)摘要 本发明公开了一种基于轴径双向误差矢量 叠加的大型高速回转装备叶盘装配方法及系统， 属于超精密测量与装配技术领域， 其中， 该方法 包括： 测量大型高速回转装备的叶盘几何参数； 将大型高速回转装备的 叶盘轴心对准， 以测量大 型高速回转装 备的叶盘轴径双向误差矢量； 测量 大型高速回转装 备的各级叶盘不平衡量数据； 根 据多级叶盘不平 衡量传递模型对叶盘几何参数、 叶盘轴径双向误差矢量和各级叶盘不平衡量数 据进行处理， 以评定多级叶盘装配后的不平衡 量； 根据不平衡量优化大型高速回转装备的装配 相位。 该方法解决了装配过程中轴径双向偏置误 差对大型高速回转装备叶盘轮廓测量精度的影 响， 以及多级转子装配时各级叶盘的质心传递造 成不平衡量 不明确的问题。 权利要求书3页 说明书11页 附图2页 CN 115541113 A 2022.12.30 CN 115541113 A 1.一种基于轴径双向误差矢量叠加的大型高速回转装备叶盘装配方法， 其特征在于， 包括以下步骤： 步骤S1， 测量大型高速回转装备的叶盘几何参数， 其中， 所述叶盘几何参数包括叶盘尺 寸参数和叶盘质量； 步骤S2， 将所述大型高速回转装备的叶盘轴心对准， 以测量所述大型高速回转装备的 叶盘轴径双向误差 矢量； 步骤S3， 测量所述大 型高速回转装备的各级叶盘不平衡量数据； 步骤S4， 根据多级叶盘不平衡量传递模型对所述叶盘几何参数、 所述叶盘轴径双向误 差矢量和所述各级叶盘不平衡量数据进行处 理， 以评定多级叶盘装配后的不平衡量； 步骤S5， 根据所述 不平衡量优化所述大 型高速回转装备的装配相位。 2.根据权利要求1所述的基于轴径双向误差矢量叠加的大型高速回转装备叶盘装配方 法， 其特征在于， 所述 步骤S1具体包括： 步骤S101， 通过三 坐标测量仪测量所述大 型高速回转装备的叶盘尺寸 参数； 步骤S102， 将所述大型高速回转装备的叶盘置于三传感器测重仪中心的托盘中， 得到 叶盘质量。 3.根据权利要求1所述的基于轴径双向误差矢量叠加的大型高速回转装备叶盘装配方 法， 其特征在于， 所述 步骤S2具体包括： 步骤S201， 将所述大型高速回转装备的单级叶盘置于双立柱装配测量仪的回转平台 上； 步骤S202， 以所述单级叶盘的下端面为基准面， 所述单级叶盘的上端面为测量面， 移动 所述双立柱装配测量仪的两个电感传感器分别置于轴向基准面和径向基准面， 以测量轮廓 信息和拟合几何轴线， 再通过调倾调心平台将回转平台轴线和几何轴线重合， 完成叶盘轴 心对准。 4.根据权利要求1所述的基于轴径双向误差矢量叠加的大型高速回转装备叶盘装配方 法， 其特征在于， 所述 步骤S2还具体包括： 步骤S203， 移动所述双立柱装配测量仪的两个电感传感器分别置于轴向测量面、 径向 测量面， 得到所述叶盘轴径双向误差 矢量。 5.根据权利要求1所述的基于轴径双向误差矢量叠加的大型高速回转装备叶盘装配方 法， 其特征在于， 所述 步骤S3具体包括： 将所述大型高速回转装备的叶盘通过立式平衡机工装以及工装转接盘通过螺栓连接 到平衡机上， 预设平衡面高度后， 得到各级叶盘不平衡量数据。 6.根据权利要求1所述的基于轴径双向误差矢量叠加的大型高速回转装备叶盘装配方 法， 其特征在于， 所述叶盘轴径双向误差 矢量为：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115541113 A 2其中， 为叶盘质心误差传递矩阵， 为第1级叶盘下端面圆心O和上端面圆心O1 之间的形心传递矩阵， 为坐标系绕X轴在位置O1处的旋转传递矩阵， 为坐标系绕Y轴在 位置O1处的旋转传递矩阵， 为第2级叶盘绕Z轴在第1级叶盘配合面中心O1处的旋转传递 矩阵， 为第2级叶盘下端面圆心O1和上端面圆心O2之间的形心传递矩阵， 为坐标系 绕X轴在位置O2处的旋转传递矩阵， 为坐标系绕Y轴在位置O2处的旋转传递矩阵， 为第 3级叶盘绕Z轴在第2级叶盘配合面中心O2处的旋转传递矩阵， 为第a‑1级叶盘下端 面圆心Oa‑2和上端面圆心Oa‑1之间的形心传递矩阵， 为坐标系绕X轴 在位置Oa‑1处的旋转 传递矩阵， 为坐标系绕X轴在位置Oa‑1处的旋转传递矩阵， 为第a级叶盘绕Z轴在第a ‑1 级叶盘配合面中心Oa‑1处的旋转传递矩阵， 为第a级叶盘下端面圆心 Oa‑1和上端面圆 心Oa之间的形心传递矩阵， m为变 量， 取值范围为{2， a}， a为叶盘总个数， Vm为第m级叶盘系统 旋转矩阵向量， 绕轴Z旋转， V(m‑1)x为第m‑1级转子倾斜误差在配合面中心Om‑1处绕轴X的旋 转分量， V(m‑1)y为第m‑1级转子倾斜误差在配 合面中心Om‑1处绕轴Y的旋 转分量， 为位 置Oa‑1指向位置Oa的位置向量， g为取值范围{2， m}的变量， Vg为第g级叶盘系统旋转矩阵向 量， V(g‑1)x为第g‑1级转子倾斜误差在配 合面中心Og‑1处绕轴X的旋转分量， V(g‑1)y为第g‑1级 转子倾斜误差在配合面中心Og‑1处绕轴Y的旋转分量， 为位置Om‑1指向位置Om的位置 向量。 7.根据权利要求1所述的基于轴径双向误差矢量叠加的大型高速回转装备叶盘装配方 法， 其特征在于， 所述各级叶盘不平衡量数据为： 权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115541113 A 3