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《航空压气机叶片型面激光测量系统研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第#’卷第’期增刊仪器仪表学报#%%)年&月航空压气机叶片型面激光测量系统研究!陈凯云"叶佩青"俞学兰"刘艳#梁巧云#"#$清华大学精密仪器与机械学系北京"%%%&’($沈阳黎明航空发动机$集团(有限责任公司沈阳""%%’)(摘要提出了一种用于航空压气机叶片型面测量的新型装备*对系统设计+采样策略+误差补偿等关键技术进行了研究*从理论上说明了该方案的可行性,关键词叶片激光测量采样策略误差补偿-./.01234560/.17.0/81.9.5:;05.4=?.14@.5AB5.C49D1.//41"""##EFGHIJKLMHNGOGKPKHQNMR
2、MGSJHTKMNJHTKJHQUKJVLMHW$XYZ[]^Y_]‘abYcded‘_f_e]g^Y_][_hiYcj[_‘k‘lm*ned_ljg[o_dpYed]m*qYdrd_lWssstu*vjd_[(w$xjY_m[_lyd^d_lzY‘{Y_ld_Y
3、‘gZv‘Z‘[]d‘_*xjY_m[_lWWssu}*vjd_[(?~/:102:!HG"GPMK#$GH%&V’(JHG$GJ)M’G$GH%V&JG’V{GHQKHG*V$#’G))V’K)#’V#V)G+,-G)GJ’*FVH)L)%G$+G)KQHJH+’GSJ%G+.GL%G
4、*FHVSVQKG)*VH*G’HKHQ)J$#SKHQ)%’J%GQLJH+G’’V’*V$#GH)J%KVH$G%FV+)K)*VH+M*%G+,/FG)*FG$GK)#’V(G+%V0G#’J*%K*JSKH%FGV’L,1.<2413/(JHGTJ)G’$GJ)M’G$GH%4J$#SG)%’J%GQL5’’V’*V$#GH)J%KVH料+机械加工到叶片组装的不同阶段*包括叶片型面检6引言测和物理性能检测,叶片型面检测难点在于7测量精度要求高*尤其是进排气边缘检测非常困难8测量速度要航空工业的关键是航空发动机工业*而叶片是航求快*应尽量实现批量测量8要利于
5、叶片设计+制造+检空发动机的心脏,高温高压气体依靠压气机叶片的增测一体化9":,压生成*并通过涡轮叶片使涡轮运转,如图"*燃气涡研究压气机叶片型面检测具有重大理论意义和国轮压气机叶片数量众多+形状结构复杂+尺寸极化严防战略意义*是航空领域的重要课题,重+技术要求严格+制造难度大,叶片检测贯穿了从毛;系统方案设计目前叶片型面检测方法有专用测具+电感测量+光学投影检测和三坐标测量,基于对叶片特点及现有测量方法不足的分析*本文提出叶片型面四坐标激光测量仪方案*确定测量精度%,%"$$*测量速度’$KH<叶片,系统设计的关键问题是7测量装备构型确定和系统精度分配建模,将系
6、统指标合理分配至局部是系统设计的重要问题*其本质是多目标优化问题*而层次分图"叶片在发动机中分布简图析法则是解决此类问题的有效途径,!论文得到&=)>’%#>#%%"!!’#)#=%项目支持,F.5仪器仪表学报第!@卷问题(以路径最短$速度一定时"即采样时间最短%建立目标函数"约束条件包括B$.%采样点数目#位置与叶片形状相适应"相对于叶片中间区"边缘区的采样策略更加复杂0必须研究采样频率#采样点数目与曲率半径的关系"保证采样不失真0$!%*+,-测量范围0!C77424)C77(叶片采样难点在于型面采样时分为叶盆中间区#图!叶片测量仪层次分析建模叶背中间区#进气
7、口边缘区和排气口边缘区四部分"各如图!"基于层次分析法研究移动桥式#串联式和部分采样路径都要与曲率相适应"通过坐标变换组成改进方式$立柱移动型卧镗式框架结构%三种构型下的完整的采样路径"具体表达为D代码文件(精度分配关系"建立影响因素的两两比较矩阵#进行一?6E随机误差分析致性检验和调整#计算特征值和特征向量"最终确定装对三坐标测量而言"误差补偿是根本性技术和重备构型和局部精度的优化解"为具体结构设计提供理要思想(测量误差包括粗大误差#系统误差和随机误论依据&!’(差"必须针对其不同性质进行补偿(实验表明B叶片测量随机误差由电源噪音#电磁干扰#环境温度和压强等引起
8、"其中电源噪音是主要误差源(采用隔离变压器"低通滤波器"对用电器单独供电等可明显减小电源噪音(图C为采用以上措施后对叶片某点进行.5555次测量的测量点列图"显然依然存在大量噪音"图F为相同实验条件下关闭驱动器后的测量点列图(图C和F表明B打开伺服电机驱动器带来了新的图)叶片测量仪系统方案简图噪音"进一步的实验表明该噪音源于伺服电机的振动(图G为图C中测量数据的统计直方图"显然符合高斯图)为叶片测量仪系统方案"测头采用*+,-$激过程曲线特征(依据拉依达法剔除包含粗大误差的H坏光三角法测头%"分辨率./0主机采用改进方式"构型点I.)5C个$共.5555点%"得均
9、值!6C!
