本发明属于航空发动机装配领域，具体涉及一种双转子航空发动机同心度评定方法。
背景技术：
1、双转子涡轮风扇航空发动机同心度评定方法有多种，普遍采用的方法是以前支点为基准，通过测量转子上方各封严截面的跳动值，计算得出该封严截面中心点相对基准的偏移量，即该封严截面的同心度。将测量计算得到的同心度数值与发动机设计阶段确定的标准值进行对比，得出同心度是否合格的结论。
2、此种方法可以评定出发动机各静子机匣相对于基准平面的偏移量，保证发动机静子机匣中心的偏移量在设计范围内。但是，航空发动机同心度评定的主要目的是控制发动机转静子在工作过程中的同心状态，保证发动机在高速运转过程中的可靠工作，因此，上述同心度评定方法存在以下问题：1、常用的同心度评定方法没有考虑发动机转子轴线并不通过静子理论轴线的情况，在同心度评价过程中没有考虑转子。2、现有的同心度评定方法仅对转子上方各封严截面相对于基准平面进行了同心度评价，而实际工作中封严截面的同心度不能完全体现转静子间实际工作状态，缺少对转静子间隙的评价。
技术实现思路
1、针对现有方法存在的问题，本发明提供了一种增加转静子间隙评定的航空发动机同心度评定方法，旨在通过该方法，更准确地反映出发动机同心度水平以及转静子间的间隙大小。本发明适用于双转子涡轮风扇发动机的同心度评定。
2、本发明采用的技术方案是：
3、一种双转子航空发动机同心度评定方法，包括以下步骤：
4、步骤1：确定转子的基准点a、旋转轴线ab以及转子上方的被测封严截面m；
5、步骤2：确定被测封严截面m的转子旋转中心点d的偏心量e占转子后支点b的偏心量e′的比例k；
6、步骤3：计算转子后支撑轴承座径向截面实际中心点o′在xoy坐标系中的坐标；
7、步骤4：计算转子后支撑轴承座径向截面的同心度c及圆度f；
8、步骤5：计算转子上方被测封严截面m的转子旋转中心点d在xoy坐标系中的坐标；
9、步骤6：计算转子上方被测封严截面m的跳动测点nz(z＝1,2,...,8)在xoy坐标系中的坐标；
10、步骤7：计算转子上方被测封严截面m处的转静子间隙δm；
11、步骤8：同时根据转子后支撑轴承座径向截面的同心度c和圆度f，以及转子上方被测封严截面m处的转静子间隙δm评定双转子航空发动机的同心度；
12、进一步的，所述步骤1中，以发动机静子机匣中高压转子的转子前支撑轴承座径向截面的理论中心点作为基准点a；
13、以发动机静子机匣中低压转子的转子后支撑轴承座径向截面的理论中心点作为转子后支点b，以基准点a到转子后支点b的连线确定为转子的旋转轴线ab，所述旋转轴线ab为发动机静子机匣无偏心状态下的理论旋转轴线；
14、以高压转子和低压转子上的转动部位，在静子上相对应的封严结构与旋转轴线ab相垂直的截面作为被测封严截面m；
15、进一步的，所述步骤2中，设定转子后支撑轴承座径向截面的实际中心点为o′，因此在以基准点a，转子后支点b，以及实际中心点o′所形成的三角形中，bo′即为转子后支点b的偏心量e′，被测封严截面m与旋转轴线ab的交点g即为被测封严截面m的转子旋转理论中心点，被测封严截面m与轴线ao′的交点即为被测封严截面m的转子旋转中心点d，gd即为封严截面m转子旋转中心点d的偏心量e；
16、根据三角形相似原理，得出被测封严截面m的转子旋转中心点d的偏心量e所占转子后支点b的偏心量e′的比例k，如下式所示：
17、
18、进一步的，所述步骤3包括：
19、步骤3.1：建立xoy坐标系；
20、以基准点a作为xoy坐标系的原点o，以发动机逆航向水平向右为x轴正方向，竖直向上为y轴正方向，建立二维坐标xoy；
21、步骤3.2：在实际工作状态下，沿发动机静子机匣的周向测量转子后支撑轴承座径向截面的8个点实测跳动值tj(j＝1,2,...,8)，以发动机逆航向竖直向上为第1个测点位置，顺时针方向进行测量，8个跳动测点沿静子机匣的周向均匀分布；
22、步骤3.3：根据实测跳动值tj(j＝1,2,...,8)，计算转子后支撑轴承座径向截面的实际中心点o′沿旋转轴线ab投影到xoy坐标系中的坐标；
23、进一步的，所述步骤3.3包括：
24、步骤3.3.1：将转子后支撑轴承座径向截面测量得到的8个点的实测跳动值tj(j＝1,2,...,8)分成2组，即将t1、t3、t5、t7为第一组，t2、t4、t6、t8为第二组；
25、步骤3.3.2：将第一组实测跳动值沿旋转轴线ab，投影到xoy坐标系中，将第二组跳动值沿旋转轴线ab，投影到x1oy1坐标系中，所述x1oy1坐标系为xoy坐标系绕其原点o顺时针旋转45°形成；
26、步骤3.3.3：在xoy坐标系和x1oy1坐标系中分别找到每组实测跳动值投影的轴对称中心o1和o2，然后取轴对称中心o1和o2的中点o″作为转子后支撑轴承座径向向截面的实际中心点；
27、第一组跳动值在xoy坐标系中的轴对称中心点o1的坐标，如下式所示：
28、
29、公式(2)中：xo为第一组实测跳动值的轴对称中心o1在xoy坐标系中的x轴坐标；
30、yo为第一组实测跳动值的轴对称中心o1在xoy坐标系中的y轴坐标；
31、第二组跳动值在x1oy1坐标系中的轴对称中心o2的坐标，如下式所示：
32、
33、公式(3)中：xo1为第二组实测跳动值的轴对称中心o2在x1oy1坐标系中的x1轴坐标；
34、yo1为第二组实测跳动值的轴对称中心o2在x1oy1坐标系中的y1轴坐标；
35、将对轴称中心点o2在x1oy1坐标系中坐标xo1，yo1，转换到xoy坐标系中，如下式所示：
36、
37、公式(4)中：xo′1为对轴称中心点o2在xoy坐标系中的x轴坐标；
38、yo′1为对轴称中心点o2在xoy坐标系中的y轴坐标；
39、根据公式(2)-(4)得出转子后支撑轴承座径向截面的实际中心点o′沿旋转轴线ab，投影到xoy坐标系下的坐标，如下式所示：
40、
41、公式(5)中：xo′为转子后支撑轴承座径向截面的实际中心点o′在xoy坐标系中的x轴坐标；
42、yo′为转子后支撑轴承座径向截面的实际中心点o′在xoy坐标系中的y轴坐标；
43、进一步的，所述步骤4中，转子后支撑轴承座径向截面的同心度c如下式所示：
44、
45、转子后支撑轴承座径向截面的圆度f如下式所示：
46、
47、进一步的，所述步骤5中，根据步骤2中，确定的被测封严截面m的中心点d的偏心量e所占转子后支点b的偏心量e′的比例k；因此被测封严截面m的转子旋转中心点d在xoy坐标系的坐标，如下式所示：
48、
49、公式(8)中：xd为被测封严截面m的转子旋转轴线中心点d在xoy坐标系中x轴坐标；
50、yd为被测封严截面m的转子旋转轴线中心点d在xoy坐标系中y轴坐标；
51、进一步的，所述步骤6中，计算转子上方被测封严截面m的跳动测点nz(z＝1,2,...,8)在xoy坐标系中的坐标；
52、在被测封严截面m上沿静子机匣的周向测得均布的8个跳动测点nz(z＝1,2,...,8)的跳动值tmz(z＝1,2,...,8)，以旋转轴线ab在被测封严截面m的投影o″′为圆心，将打表跳动为0时所在圆作为该被测封严截面m在静子机匣中的基圆，以通过圆心o″′相对的第1、5跳动测点，即n1、n5的跳动值tm1、tm5，和测量第n1、n5跳动测点之间的静子机匣直径值dm1-5，计算被测封严截面m静子机匣基圆的直径dm，如下式所示：
53、dm＝dm1-5-tm1-tm5 (9)；
54、公式(9)中：dm为被测封严截面m的基圆直径；
55、dm1-5为第1、5跳动测点之间的静子机匣直径；
56、tm1、tm5为被测封严截面m的第1、5点跳动值；
57、在xoy坐标系下，根据被测封严截面m在静子机匣中的基圆直径dm和均布的8个跳动测点nz(z＝1,2,...,8)的跳动值tmz(z＝1,2,...,8)，根据矢量计算得出8个跳动测点nz(z＝1,2,...,8)的坐标值，如下式所示：
58、
59、公式(10)中：为被测封严截面m的跳动测点nz(z＝1,2,...,8)在xoy坐标系中的x轴坐标；
60、为被测封严截面m的跳动测量点nz(z＝1,2,...,8)在xoy坐标系中的y轴坐标；
61、dm为被测封严截面m的基圆直径；
62、tmz(z＝1,2,...,8)为第nz(z＝1,2,...,8)跳动点的跳动值；
63、a为跳动点nz(z＝1,2,...,8)的均布角度，对应nz(z＝1,2,...,8)跳动测点的角度依次为0°，45°，90°，135°，180°，225°，270°，315°；
64、进一步的，所述步骤7中，所述转静子间隙δm，为被测封严截面m的转子旋转中心点d到跳动测量点nz(z＝1,2,...,8)的距离与转子外圆半径rm之差的最小值，如下式所示：
65、
66、公式(11)中：δm为封严截面mi处转静子的间隙值；
67、为被测封严截面m跳动测量点nz(z＝1,2,...,8)在xoy坐标系中的x轴坐标；
68、为被测封严截面m跳动测量点nz(z＝1,2,...,8)在xoy坐标系中的y轴坐标；
69、xd为转子上方被测封严截面m的转子旋转中心点d在xoy坐标系中的x轴坐标；
70、yd为转子上方被测封严截面m的转子旋转中心点d在xoy坐标系中的y轴坐标；
71、rm为被测封严截面m转子外圆的半径，可通过实际测量得到；
72、当转子上方被测封严截面m在内侧、转子在外侧，静子直径小于转子直径，间隙值δm等于转子外圆半径rm与转子旋转中心点d到跳动测量点的距离之差的最小值，如下式所示：
73、
74、进一步的，所述步骤8中同心度的评价方法分为以下三个部分：
75、第一部分是评价低压转子的转子后支撑轴承座径向截面的圆度f与标准值进行对比，超过标准值则说明圆度f不合格；即低压转子的转子后支撑轴承座径向截面的机匣自身制造公差不合格；
76、第二部分评双转子的同心度，即将步骤3得到同心度c与标准值进行对比，超过标准值则说明同心度不合格；
77、第三部分通过测量和计算得出的转子上方各被测封严截面mi的转静子间隙并与各封严截面mi规定的最小间隙值进行比较，超出最小间隙值，则说明在现有同心度条件下间隙不合格；
78、上述三部分评价结果全部合格，即认为该双转子发动机同心度合格，任意部分不合格，即认为该双转子发动机同心度不合格。
79、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
80、1、已有研究主要集中在评价被测封严截面相对于基准截面的同心度评价，没有考虑被测封严截面本身几何形状误差带来的影响。本发明提出的测量误差和几何形状误差引起的基准平面测量误差，可以评价出基准平面机匣自身制造公差是否合格，将其作为同心度评价指标之一，可以更准确地对同心度进行评价。
81、2、已有研究主要是评价被测封严截面相对于基准截面的同心度，没有考虑同心度的评价目的是控制发动机转静子在工作过程中的状态。本发明提出了将转子上方被测封严截面处转静子间隙测量方法，该方法不是通过直径测量进行逐个粗略地计算，而是通过计算转子实际轴线位置，得到被测封严截面的偏心量，再与静子机匣测量的跳动值进行计算，从而得到更准确的间隙值。
82、3、已有研究对同心度的评价方法比较单一，对单一指标进行评价。本发明提出了一整套同心度评价方法，包含位置度误差、同心度计算和最小间隙计算等多项评价指标，各项指标之间有清晰的计算关系，可以更准确评价双转子航空发动机同心度。
83、4、鉴于本发明提出的同心度评价方法涉及公式较多，计算量较大，为此，通过电子表格计算功能，开发了专用计算程序，每次只要输入测量的数值和跳动值，直接可以生成结果，提升了评价效率。
1.一种双转子航空发动机同心度评定方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的双转子航空发动机同心度评定方法，其特征在于，步骤1中，以发动机静子机匣中高压转子的转子前支撑轴承座径向截面的理论中心点作为基准点a；
3.根据权利要求2所述的双转子航空发动机同心度评定方法，其特征在于，步骤2中，设定转子后支撑轴承座径向截面的实际中心点为o′，因此在以基准点a，转子后支点b，以及实际中心点o′所形成的三角形中，bo′即为转子后支点b的偏心量e′，被测封严截面m与旋转轴线ab的交点g即为被测封严截面m的转子旋转理论中心点，被测封严截面m与轴线ao′的交点即为被测封严截面m的转子旋转中心点d，gd即为封严截面m转子旋转中心点d的偏心量e；
4.根据权利要求3所述的双转子航空发动机同心度评定方法，其特征在于，所述步骤3包括：
5.根据权利要求4所述的双转子航空发动机同心度评定方法，其特征在于，所述步骤3.3包括：
6.根据权利要求5所述的双转子航空发动机同心度评定方法，其特征在于，步骤4中，转子后支撑轴承座径向截面的同心度c如下式所示：
7.根据权利要求6所述的双转子航空发动机同心度评定方法，其特征在于，步骤5中，根据步骤2中，确定的被测封严截面m的中心点d的偏心量e所占转子后支点b的偏心量e′的比例k，计算被测封严截面m的转子旋转中心点d在xoy坐标系的坐标，如下式所示：
8.根据权利要求7所述的双转子航空发动机同心度评定方法，其特征在于，步骤6中，首先在被测封严截面m上沿静子机匣的周向测得均布的8个跳动测点nz(z＝1,2,...,8)的跳动值tmz(z＝1,2,...,8)，以旋转轴线ab在被测封严截面m的投影o″′为圆心，将打表跳动为0时所在圆作为该被测封严截面m在静子机匣中的基圆，以通过圆心o″′相对的第1、5跳动测点，即n1、n5的跳动值tm1、tm5，和测量第n1、n5跳动测点之间的静子机匣直径值dm1-5，计算被测封严截面m静子机匣基圆的直径dm，如下式所示：
9.根据权利要求8所述的双转子航空发动机同心度评定方法，其特征在于，步骤7中，所述转静子间隙δm，为被测封严截面m的转子旋转中心点d到跳动测量点nz(z＝1,2,...,8)的距离与转子外圆半径rm之差的最小值，如下式所示：
10.根据权利要求9所述的双转子航空发动机同心度评定方法，其特征在于，所述步骤8具体为以下三个部分：
