装配尺寸公差分配方法研究

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1、第41卷第5期2015年10月航空发动机AeroengineV01．41No．50ct．2015装配尺寸公差分配方法研究丁岚，陈志英(北京航空航天大学能源与动力工程学院，北京100191)摘要：为提高航空发动机初次装配成功率，以压气机轴向间隙作为研究对象，提出1种基于单级性能最优为目标，同时获得装配后间隙最少调整的航空发动机装配零部件公差选取方法，改善了目前通过垫片厚度的选择实现零部件选配的情况，为发动机的装配提供了确定性指导，实现了航空发动机的公差选取合理化，提高航空发动机的初次装配成功率，进一步保证了运行效率。

2、关键词：装配；公差分配；轴向间隙；航空发动机；压气机；盘中图分类号：V214．1文献标识码：Adoi：10．13477／j．cnki．aeroengine．2015．05．015ResearchonDimensionToleranceAIlocationinAssemblyDINGLan，CHENZhi—ying(SchoolofPowerandEnergy，BeihangUmvemity，Beijing100191，China)Abstract：Inordertoimprovethefirst—assemblys

3、uccessrateofaeroengine，takethecompressoraxialspacingasatarget，atoleranceselectionmethodwasproposedbasedontheoptimalperformanceofasinglestagecompressorandminimumclearanceadjustmentmethod．Itcanimprovethesituationthatdifferentpartsmatchingwereachievedbyselectingt

4、hethicknessofgasket，providesadeterministicengineassemblyguidance，andfulfilsthetoleranceselectionrationalization．Thefirst—assemblysuccessrateofaeroenginewasincreasedaswellasguaranteeingtheefficiency．Keywords：assembly；toleranceallocation；axialspacing；aemengine；c

5、ompressor；disc0引言转、静子叶片间轴向问隙的变化会给压气机的效率和性能带来显著影响【11。轴向间隙增大时，动叶人口来流更均匀，有助于提升压气机气动性能；轴向间隙减小时，有利于静叶捕捉待压缩来流，压气机扩压能力得以提升【2】。但过小的轴向间隙会增强静叶对上游动叶的势流干扰，导致压气机轴功增加，同时有可能使动、静叶发生碰摩。影响轴向间隙的因素分为2大类。第1类是外部环境因素：温度、转速及气动力对叶片和盘的作用，使盘一叶片系统发生轴向变形，改变轴向间隙；第2类是内部因素：公称尺寸和公差。尺寸公差的选取决定盘

6、一叶片系统能否在动态运转时达到最佳性能。装配过程受2类因素共同影响。现阶段航空发动机领域对公差问题的一般处理方法依据设计制造精度制造出发动机的盘和轴，然后按照一定装配顺序、联接方式进行装配，装配结束后对相关尺寸进行测量与核准，使用调整垫片对不满足要求的尺寸盘和轴进行调整或者直接进行修配。这种处理方法存在一定的不合理性。为了提高初次装配的成功率(即装配后的测量数值达标的概率)，零部件在装配前需要选取公差，减少重装概率、工时、装配成本。公差分配的主要目标是依对象进行优化。一般机械的公差优化是在满足各类约束条件(包括装配

7、精度约束和各组成环的加工精度约束)下，以总成本最小为目标函数确定各组成环的最优公差值㈣。本文以多级压气机为例，结合航空发动机自身的结构性能特点，从实际加工尺寸公差原理出发，在装配前进行公差选择，提出1种装配考虑方法。收稿日期：2014—12—03作者简介：丁岚(1988)，女，在读硕士研究生，研究方向为装配尺寸公差分配；E—mail：dinglandinglan@126．eom。弓＼再★钰式：T岚，陈志英．装配尺寸公差分配的方法研究【豇．航空发动机。2015，41(5)：72—76．DINGLan。CHENZbiy

8、in吕ResearchOlldimensiontoleranceMlocationinassembly[J]．Aeroengine．2015，41(5)：72—76．第5期丁岚等：装配尺寸公差分配方法研究731基于变形的公差分配本节提出1种新的公差分配方法。不同零部件对变形的贡献不同，采用比例方法进行公差选取，能保证系统在动态运转时处于效率最佳位置；同时通过