一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)主軸承裝配游隙選配方法
【專利摘要】一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)主軸承裝配游隙選配方法，包括如下步驟：數(shù)據(jù)采集；采集航空發(fā)動(dòng)機(jī)各主軸承裝配游隙及在此種主軸承游隙配合狀態(tài)下的發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)振動(dòng)情況；利用粗糙集分析；建立故障診斷模型；根據(jù)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的不同結(jié)構(gòu)形式，引入該種結(jié)構(gòu)狀態(tài)下的轉(zhuǎn)、靜子振動(dòng)力學(xué)特性，對(duì)上一步形成的決策依據(jù)進(jìn)行修正；形成決策規(guī)則；按照決策規(guī)則，對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)各主軸承裝配游隙進(jìn)行選配；將本次主軸承游隙選配數(shù)據(jù)及在此種主軸承游隙配合狀態(tài)下的發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)振動(dòng)情況數(shù)據(jù)反饋給數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：通過對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得出的主軸承游隙選配決策經(jīng)不同數(shù)據(jù)驗(yàn)證，準(zhǔn)確度達(dá)到90％以上，通過不斷追加分析數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確率將更高。
【專利說明】一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)主軸承裝配游隙選配方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配尺寸選配方法，特別涉及了一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)主軸承裝配游隙選配方法。

【背景技術(shù)】
[0002]航空發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)的整機(jī)振動(dòng)問題，一直是影響其安全、可靠工作的重要因素，是大多數(shù)國家在自行研制航空發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)過程中都會(huì)遭遇的技術(shù)壁壘，是困擾著各國工程技術(shù)人員的一大難題。整機(jī)振動(dòng)超標(biāo)，可能造成轉(zhuǎn)子與靜子在小間隙處，如密封、葉尖的碰磨，軸承載荷過大，附件振動(dòng)應(yīng)力過大，個(gè)別零、部件萌生裂紋甚至失效斷裂等。因此，幾乎所有航空發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)整機(jī)振動(dòng)都有明確的限定值，超出振動(dòng)限定值的航空發(fā)動(dòng)機(jī)視為不合格，不能交付使用。
[0003]航空發(fā)動(dòng)機(jī)主軸承游隙選配不合理是引起整機(jī)振動(dòng)故障的重要因素之一，軸承游隙可引起轉(zhuǎn)靜子不同心，其支承剛度及保持架在游隙內(nèi)的活動(dòng)等均可以引起振動(dòng)，甚至?xí)鹦D(zhuǎn)中心偏尚幾何中心線，廣生沖擊性的振動(dòng)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在已知的能引起航空發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)振動(dòng)故障因素中，主軸承游隙選配不合理約占20%以上
[0004]由于傳統(tǒng)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)理論側(cè)重于對(duì)轉(zhuǎn)、靜子的振動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行分析，尚無有效的方法，定量的對(duì)主軸承游隙選配參數(shù)進(jìn)行計(jì)算分析，通過調(diào)整主軸承游隙排除整機(jī)振動(dòng)故障更無從談起。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是預(yù)判軸承游隙選配方案是否會(huì)引起整機(jī)振動(dòng)故障，進(jìn)而采取調(diào)整軸承游隙參數(shù)予以排除，特提供了一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)主軸承裝配游隙選配方法。
[0006]本發(fā)明首先通過對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)主軸承裝配游隙數(shù)據(jù)進(jìn)行離散化，然后利用粗糙集對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析，得出不能引起整機(jī)振動(dòng)故障的主軸承游隙定量選配數(shù)據(jù)，同時(shí)引入轉(zhuǎn)、靜子振動(dòng)力學(xué)修正，形成決策規(guī)則，在裝配過程中對(duì)各主軸承游隙按定量選配數(shù)據(jù)進(jìn)行控制，有效避免或排除因主軸承裝配游隙選配不合理造成的整機(jī)振動(dòng)故障。
[0007]本發(fā)明提供了一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)主軸承裝配游隙選配方法，其特征在于:所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)主軸承裝配游隙選配方法，包括如下步驟:
[0008]第一步，數(shù)據(jù)采集；
[0009]采集航空發(fā)動(dòng)機(jī)各主軸承裝配游隙及在此種主軸承游隙配合狀態(tài)下的發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)振動(dòng)情況。
[0010]第二步，利用粗糙集分析；
[0011]建立故障診斷模型:
[0012]選取航空發(fā)動(dòng)機(jī)所有主軸承游隙作為診斷因素，建立故障診斷模型:y =f (A1,A2,...，An)，其中A1,A2,.'An為航空發(fā)動(dòng)機(jī)各主軸承的游隙數(shù)據(jù)。y為航空發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)振動(dòng)狀態(tài)輸出值，當(dāng)y = I時(shí)，表示航空發(fā)動(dòng)機(jī)未發(fā)生整機(jī)振動(dòng)故障；當(dāng)y = O時(shí)，表示航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生振動(dòng)故障。
[0013]參數(shù)的離散化:
[0014]設(shè)X1, X2，X3, X4, X5為決策表系統(tǒng)已經(jīng)被斷點(diǎn){ λ，β }劃分得到的等價(jià)類。劃分的目標(biāo)是按照選定的斷點(diǎn)集對(duì)連續(xù)條件屬性劃分后形成的等價(jià)類都具有相同的決策，即其信息熵為0，將診斷參數(shù)按下述方法進(jìn)行離散化:
[0015](I):Ρ = { λ，β }, L = (X1, X2, X3, X4, Χ5}；
[0016](2):計(jì)算各等價(jià)劃分子集Xi的信息熵H(Xi) (i = 1,2,3,4,5)；
[0017](3):如果max {H (XiM = 0，則轉(zhuǎn)到步驟7，否則轉(zhuǎn)到步驟4 ;
[0018](4):令 X = Xk, H = H(Xk) (H(Xk) = max (H(Xi)}, i = 1,2,3,4,5),計(jì)算每個(gè)斷點(diǎn)針對(duì)X的信息熵，記為H (c，X)；
[0019](5):選擇使 H(c，X)最小的斷點(diǎn) Cmin 加到 P 中，P = PU {cmin}，B = B — {cmin}，重新按照P計(jì)算等價(jià)類集合L ;
[0020](6):計(jì)算每個(gè)等價(jià)劃分子集Xi的信息熵H (Xi)，如果max {H (Xi)} = 0，則停止轉(zhuǎn)到步驟(7)，否則轉(zhuǎn)到(4);
[0021](7):算法結(jié)束，輸出所選取的斷點(diǎn)集P和等價(jià)類集合L。
[0022]將所有振動(dòng)故障診斷楊蓓數(shù)據(jù)離散化成1、2、3、4、5，其所代表的參數(shù)意義分別為:1-小，2-較小，3-中，4較大，5大。
[0023]數(shù)據(jù)的約簡(jiǎn)和計(jì)算:
[0024]采用遺傳算法或者其它啟發(fā)式算法對(duì)離散化后的決策表進(jìn)行約簡(jiǎn)。具體約簡(jiǎn)步驟為:刪除相同的規(guī)則；刪除多余的條件屬性；簡(jiǎn)化決策表規(guī)則，即刪除分類規(guī)則中多余的屬性，只保留必要的屬性。采用粗糙集計(jì)算約簡(jiǎn)后數(shù)據(jù)的所有決策規(guī)則，并對(duì)決策規(guī)則結(jié)果進(jìn)行過濾，得到有一定置信度的并且一定量數(shù)據(jù)支持的決策作為最終決策依據(jù)。
[0025]第三步，根據(jù)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的不同結(jié)構(gòu)形式，引入該種結(jié)構(gòu)狀態(tài)下的轉(zhuǎn)、靜子振動(dòng)力學(xué)特性，對(duì)上一步形成的決策依據(jù)進(jìn)行修正；
[0026]第四步，形成決策規(guī)則；
[0027]第五步，按照決策規(guī)則，對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)各主軸承裝配游隙進(jìn)行選配；
[0028]第六步，將本次主軸承游隙選配數(shù)據(jù)及在此種主軸承游隙配合狀態(tài)下的發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)振動(dòng)情況數(shù)據(jù)反饋給數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
[0029]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):
[0030]本發(fā)明所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)主軸承裝配游隙選配方法，通過對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得出的主軸承游隙選配決策經(jīng)不同數(shù)據(jù)驗(yàn)證，準(zhǔn)確度達(dá)到90%以上，通過不斷追加分析數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確率將更高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]下面結(jié)合附圖及實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明:
[0032]圖1為航空發(fā)動(dòng)機(jī)主軸承裝配游隙選配方法流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0033]實(shí)施例1
[0034]本實(shí)施例提供了一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)主軸承裝配游隙選配方法，其特征在于:所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)主軸承裝配游隙選配方法，包括如下步驟:
[0035]第一步，數(shù)據(jù)采集；
[0036]采集航空發(fā)動(dòng)機(jī)各主軸承裝配游隙及在此種主軸承游隙配合狀態(tài)下的發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)振動(dòng)情況。
[0037]第二步，利用粗糙集分析；
[0038]建立故障診斷模型:
[0039]選取航空發(fā)動(dòng)機(jī)所有主軸承游隙作為診斷因素，建立故障診斷模型:y =f (A1,A2,...，An)，其中A1,A2,.'An為航空發(fā)動(dòng)機(jī)各主軸承的游隙數(shù)據(jù)。y為航空發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)振動(dòng)狀態(tài)輸出值，當(dāng)y = I時(shí)，表示航空發(fā)動(dòng)機(jī)未發(fā)生整機(jī)振動(dòng)故障；當(dāng)y = O時(shí)，表示航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生振動(dòng)故障。
[0040]參數(shù)的離散化:
[0041]設(shè)X1, X2，X3, X4, X5為決策表系統(tǒng)已經(jīng)被斷點(diǎn){ λ，β }劃分得到的等價(jià)類。劃分的目標(biāo)是按照選定的斷點(diǎn)集對(duì)連續(xù)條件屬性劃分后形成的等價(jià)類都具有相同的決策，即其信息熵為0，將診斷參數(shù)按下述方法進(jìn)行離散化:
[0042](I):P = { λ , β }, L = (X1, X2? X3，Χ4，Χ5};
[0043](2):計(jì)算各等價(jià)劃分子集Xi的信息熵H(Xi) (i = 1,2,3,4,5)；
[0044](3):如果max (H(Xi)} = O,則轉(zhuǎn)到步驟7，否則轉(zhuǎn)到步驟4 ；
[0045](4):令 X = Xk, H = H(Xk) (H(Xk) = max (H(Xi)}, i = 1,2,3,4,5),計(jì)算每個(gè)斷點(diǎn)針對(duì)X的信息熵，記為H (c，X)；
[0046](5):選擇使 H (c，X)最小的斷點(diǎn) Cmin 加到 P 中，P = P U {cmin},B = B — {cmin}，重新按照P計(jì)算等價(jià)類集合L ;
[0047](6):計(jì)算每個(gè)等價(jià)劃分子集Xi的信息熵H (Xi)，如果max {H (Xi)} = 0，則停止轉(zhuǎn)到步驟(7)，否則轉(zhuǎn)到(4);
[0048](7):算法結(jié)束，輸出所選取的斷點(diǎn)集P和等價(jià)類集合L。
[0049]將所有振動(dòng)故障診斷楊蓓數(shù)據(jù)離散化成1、2、3、4、5，其所代表的參數(shù)意義分別為:1-小，2-較小，3-中，4較大，5大。
[0050]數(shù)據(jù)的約簡(jiǎn)和計(jì)算:
[0051]采用遺傳算法或者其它啟發(fā)式算法對(duì)離散化后的決策表進(jìn)行約簡(jiǎn)。具體約簡(jiǎn)步驟為:刪除相同的規(guī)則；刪除多余的條件屬性；簡(jiǎn)化決策表規(guī)則，即刪除分類規(guī)則中多余的屬性，只保留必要的屬性。采用粗糙集計(jì)算約簡(jiǎn)后數(shù)據(jù)的所有決策規(guī)則，并對(duì)決策規(guī)則結(jié)果進(jìn)行過濾，得到有一定置信度的并且一定量數(shù)據(jù)支持的決策作為最終決策依據(jù)。
[0052]第三步，根據(jù)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的不同結(jié)構(gòu)形式，引入該種結(jié)構(gòu)狀態(tài)下的轉(zhuǎn)、靜子振動(dòng)力學(xué)特性，對(duì)上一步形成的決策依據(jù)進(jìn)行修正；
[0053]第四步，形成決策規(guī)則；
[0054]第五步，按照決策規(guī)則，對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)各主軸承裝配游隙進(jìn)行選配；
[0055]第六步，將本次主軸承游隙選配數(shù)據(jù)及在此種主軸承游隙配合狀態(tài)下的發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)振動(dòng)情況數(shù)據(jù)反饋給數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
【權(quán)利要求】
1.一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)主軸承裝配游隙選配方法，其特征在于:所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)主軸承裝配游隙選配方法，包括如下步驟: 第一步，數(shù)據(jù)采集； 采集航空發(fā)動(dòng)機(jī)各主軸承裝配游隙及在此種主軸承游隙配合狀態(tài)下的發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)振動(dòng)情況； 第二步，利用粗糙集分析； 建立故障診斷模型: 選取航空發(fā)動(dòng)機(jī)所有主軸承游隙作為診斷因素，建立故障診斷模型:y = f(Al,A2,…，An)，其中Al, A2,…，An為航空發(fā)動(dòng)機(jī)各主軸承的游隙數(shù)據(jù)；y為航空發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)振動(dòng)狀態(tài)輸出值，當(dāng)y = I時(shí)，表示航空發(fā)動(dòng)機(jī)未發(fā)生整機(jī)振動(dòng)故障；當(dāng)y = O時(shí),表示航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生振動(dòng)故障； 參數(shù)的離散化: 設(shè)X1, X2, X3, X4, X5為決策表系統(tǒng)已經(jīng)被斷點(diǎn){ λ，β }劃分得到的等價(jià)類；劃分的目標(biāo)是按照選定的斷點(diǎn)集對(duì)連續(xù)條件屬性劃分后形成的等價(jià)類都具有相同的決策，即其信息熵為O，將診斷參數(shù)按下述方法進(jìn)行離散化:
(1):Ρ = { μ，β }，L = (X1, X2, X3, X4, X5I ； (2):計(jì)算各等價(jià)劃分子集Xi的信息熵H(Xi)(i = 1,2,3,4,5)； (3):如果max{H (XiM = O，則轉(zhuǎn)到步驟7，否則轉(zhuǎn)到步驟4 ;
(4):令X = Xk, H = H(Xk) (H(Xk) = max (H(Xi)I, i = 1,2,3,4,5),計(jì)算每個(gè)斷點(diǎn)針對(duì)X的信息熵，記為H (c，X)； (5):選擇使H(c，X)最小的斷點(diǎn)Cmin加到P中，P = PU {CmiJ, B = B- {cmin}，重新按照P計(jì)算等價(jià)類集合L ； (6):計(jì)算每個(gè)等價(jià)劃分子集Xi的信息熵H(Xi)，如果max(H(Xi)} = O,則停止轉(zhuǎn)到步驟(7)，否則轉(zhuǎn)到⑷； (7):算法結(jié)束，輸出所選取的斷點(diǎn)集P和等價(jià)類集合L； 將所有振動(dòng)故障診斷楊蓓數(shù)據(jù)離散化成1、2、3、4、5，其所代表的參數(shù)意義分別為:1-小，2-較小，3-中，4較大，5大； 數(shù)據(jù)的約簡(jiǎn)和計(jì)算: 采用遺傳算法或者其它啟發(fā)式算法對(duì)離散化后的決策表進(jìn)行約簡(jiǎn)；具體約簡(jiǎn)步驟為:刪除相同的規(guī)則；刪除多余的條件屬性；簡(jiǎn)化決策表規(guī)則，即刪除分類規(guī)則中多余的屬性，只保留必要的屬性；采用粗糙集計(jì)算約簡(jiǎn)后數(shù)據(jù)的所有決策規(guī)則，并對(duì)決策規(guī)則結(jié)果進(jìn)行過濾，得到有一定置信度的并且一定量數(shù)據(jù)支持的決策作為最終決策依據(jù)； 第三步，根據(jù)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的不同結(jié)構(gòu)形式，引入該種結(jié)構(gòu)狀態(tài)下的轉(zhuǎn)、靜子振動(dòng)力學(xué)特性，對(duì)上一步形成的決策依據(jù)進(jìn)行修正； 第四步，形成決策規(guī)則； 第五步，按照決策規(guī)則，對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)各主軸承裝配游隙進(jìn)行選配； 第六步，將本次主軸承游隙選配數(shù)據(jù)及在此種主軸承游隙配合狀態(tài)下的發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)振動(dòng)情況數(shù)據(jù)反饋給數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】G06Q10/04GK104361408SQ201410616679
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月4日
【發(fā)明者】石巖, 王偉, 徐秀君, 于文懷, 楊陽 申請(qǐng)人:沈陽黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)(集團(tuán))有限責(zé)任公司