一種航空發(fā)動機主軸承裝配游隙選配方法
【專利摘要】一種航空發(fā)動機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)動機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)動機整機振動情況；利用粗糙集分析；建立故障診斷模型；根據(jù)航空發(fā)動機的不同結(jié)構(gòu)形式，引入該種結(jié)構(gòu)狀態(tài)下的轉(zhuǎn)、靜子振動力學特性，對上一步形成的決策依據(jù)進行修正；形成決策規(guī)則；按照決策規(guī)則，對航空發(fā)動機各主軸承裝配游隙進行選配；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)動機整機振動情況數(shù)據(jù)反饋給數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。本發(fā)明的優(yōu)點：通過對歷史數(shù)據(jù)進行分析得出的主軸承游隙選配決策經(jīng)不同數(shù)據(jù)驗證，準確度達到90％以上，通過不斷追加分析數(shù)據(jù)，準確率將更高。
【專利說明】一種航空發(fā)動機主軸承裝配游隙選配方法

【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及航空發(fā)動機裝配尺寸選配方法，特別涉及了一種航空發(fā)動機主軸承裝配游隙選配方法。

【背景技術(shù)】
[0002]航空發(fā)動機機的整機振動問題，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)動機機過程中都會遭遇的技術(shù)壁壘，是困擾著各國工程技術(shù)人員的一大難題。整機振動超標，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，附件振動應力過大，個別零、部件萌生裂紋甚至失效斷裂等。因此，幾乎所有航空發(fā)動機對整機振動都有明確的限定值，超出振動限定值的航空發(fā)動機視為不合格，不能交付使用。
[0003]航空發(fā)動機主軸承游隙選配不合理是引起整機振動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)的活動等均可以引起振動，甚至會引起旋轉(zhuǎn)中心偏尚幾何中心線，廣生沖擊性的振動。據(jù)不完全統(tǒng)計，在已知的能引起航空發(fā)動機整機振動故障因素中，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)動機振動理論側(cè)重于對轉(zhuǎn)、靜子的振動力學特性進行分析，尚無有效的方法，定量的對主軸承游隙選配參數(shù)進行計算分析，通過調(diào)整主軸承游隙排除整機振動故障更無從談起。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是預判軸承游隙選配方案是否會引起整機振動故障，進而采取調(diào)整軸承游隙參數(shù)予以排除，特提供了一種航空發(fā)動機主軸承裝配游隙選配方法。
[0006]本發(fā)明首先通過對航空發(fā)動機主軸承裝配游隙數(shù)據(jù)進行離散化，然后利用粗糙集對數(shù)據(jù)進行計算分析，得出不能引起整機振動故障的主軸承游隙定量選配數(shù)據(jù)，同時引入轉(zhuǎn)、靜子振動力學修正，形成決策規(guī)則，在裝配過程中對各主軸承游隙按定量選配數(shù)據(jù)進行控制，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振動故障。
[0007]本發(fā)明提供了一種航空發(fā)動機主軸承裝配游隙選配方法，其特征在于:所述的航空發(fā)動機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)動機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)動機整機振動情況。
[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)動機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)動機各主軸承的游隙數(shù)據(jù)。y為航空發(fā)動機整機振動狀態(tài)輸出值，當y = I時，表示航空發(fā)動機未發(fā)生整機振動故障；當y = O時，表示航空發(fā)動機發(fā)生振動故障。
[0013]參數(shù)的離散化:
[0014]設X1, X2，X3, X4, X5為決策表系統(tǒng)已經(jīng)被斷點{ λ，β }劃分得到的等價類。劃分的目標是按照選定的斷點集對連續(xù)條件屬性劃分后形成的等價類都具有相同的決策，即其信息熵為0，將診斷參數(shù)按下述方法進行離散化:
[0015](I):Ρ = { λ，β }, L = (X1, X2, X3, X4, Χ5}；
[0016](2):計算各等價劃分子集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),計算每個斷點針對X的信息熵，記為H (c，X)；
[0019](5):選擇使 H(c，X)最小的斷點 Cmin 加到 P 中，P = PU {cmin}，B = B — {cmin}，重新按照P計算等價類集合L ;
[0020](6):計算每個等價劃分子集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，輸出所選取的斷點集P和等價類集合L。
[0022]將所有振動故障診斷楊蓓數(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)的約簡和計算:
[0024]采用遺傳算法或者其它啟發(fā)式算法對離散化后的決策表進行約簡。具體約簡步驟為:刪除相同的規(guī)則；刪除多余的條件屬性；簡化決策表規(guī)則，即刪除分類規(guī)則中多余的屬性，只保留必要的屬性。采用粗糙集計算約簡后數(shù)據(jù)的所有決策規(guī)則，并對決策規(guī)則結(jié)果進行過濾，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)動機的不同結(jié)構(gòu)形式，引入該種結(jié)構(gòu)狀態(tài)下的轉(zhuǎn)、靜子振動力學特性，對上一步形成的決策依據(jù)進行修正；
[0026]第四步，形成決策規(guī)則；
[0027]第五步，按照決策規(guī)則，對航空發(fā)動機各主軸承裝配游隙進行選配；
[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)動機整機振動情況數(shù)據(jù)反饋給數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
[0029]本發(fā)明的優(yōu)點:
[0030]本發(fā)明所述的航空發(fā)動機主軸承裝配游隙選配方法，通過對歷史數(shù)據(jù)進行分析得出的主軸承游隙選配決策經(jīng)不同數(shù)據(jù)驗證，準確度達到90%以上，通過不斷追加分析數(shù)據(jù)，準確率將更高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]下面結(jié)合附圖及實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明:
[0032]圖1為航空發(fā)動機主軸承裝配游隙選配方法流程圖。

【具體實施方式】
[0033]實施例1
[0034]本實施例提供了一種航空發(fā)動機主軸承裝配游隙選配方法，其特征在于:所述的航空發(fā)動機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)動機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)動機整機振動情況。
[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)動機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)動機各主軸承的游隙數(shù)據(jù)。y為航空發(fā)動機整機振動狀態(tài)輸出值，當y = I時，表示航空發(fā)動機未發(fā)生整機振動故障；當y = O時，表示航空發(fā)動機發(fā)生振動故障。
[0040]參數(shù)的離散化:
[0041]設X1, X2，X3, X4, X5為決策表系統(tǒng)已經(jīng)被斷點{ λ，β }劃分得到的等價類。劃分的目標是按照選定的斷點集對連續(xù)條件屬性劃分后形成的等價類都具有相同的決策，即其信息熵為0，將診斷參數(shù)按下述方法進行離散化:
[0042](I):P = { λ , β }, L = (X1, X2? X3，Χ4，Χ5};
[0043](2):計算各等價劃分子集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),計算每個斷點針對X的信息熵，記為H (c，X)；
[0046](5):選擇使 H (c，X)最小的斷點 Cmin 加到 P 中，P = P U {cmin},B = B — {cmin}，重新按照P計算等價類集合L ;
[0047](6):計算每個等價劃分子集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，輸出所選取的斷點集P和等價類集合L。
[0049]將所有振動故障診斷楊蓓數(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)的約簡和計算:
[0051]采用遺傳算法或者其它啟發(fā)式算法對離散化后的決策表進行約簡。具體約簡步驟為:刪除相同的規(guī)則；刪除多余的條件屬性；簡化決策表規(guī)則，即刪除分類規(guī)則中多余的屬性，只保留必要的屬性。采用粗糙集計算約簡后數(shù)據(jù)的所有決策規(guī)則，并對決策規(guī)則結(jié)果進行過濾，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)動機的不同結(jié)構(gòu)形式，引入該種結(jié)構(gòu)狀態(tài)下的轉(zhuǎn)、靜子振動力學特性，對上一步形成的決策依據(jù)進行修正；
[0053]第四步，形成決策規(guī)則；
[0054]第五步，按照決策規(guī)則，對航空發(fā)動機各主軸承裝配游隙進行選配；
[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)動機整機振動情況數(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)動機主軸承裝配游隙選配方法，其特征在于:所述的航空發(fā)動機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)動機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)動機整機振動情況； 第二步，利用粗糙集分析； 建立故障診斷模型: 選取航空發(fā)動機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)動機各主軸承的游隙數(shù)據(jù)；y為航空發(fā)動機整機振動狀態(tài)輸出值，當y = I時，表示航空發(fā)動機未發(fā)生整機振動故障；當y = O時,表示航空發(fā)動機發(fā)生振動故障； 參數(shù)的離散化: 設X1, X2, X3, X4, X5為決策表系統(tǒng)已經(jīng)被斷點{ λ，β }劃分得到的等價類；劃分的目標是按照選定的斷點集對連續(xù)條件屬性劃分后形成的等價類都具有相同的決策，即其信息熵為O，將診斷參數(shù)按下述方法進行離散化:
(1):Ρ = { μ，β }，L = (X1, X2, X3, X4, X5I ； (2):計算各等價劃分子集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),計算每個斷點針對X的信息熵，記為H (c，X)； (5):選擇使H(c，X)最小的斷點Cmin加到P中，P = PU {CmiJ, B = B- {cmin}，重新按照P計算等價類集合L ； (6):計算每個等價劃分子集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，輸出所選取的斷點集P和等價類集合L； 將所有振動故障診斷楊蓓數(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)的約簡和計算: 采用遺傳算法或者其它啟發(fā)式算法對離散化后的決策表進行約簡；具體約簡步驟為:刪除相同的規(guī)則；刪除多余的條件屬性；簡化決策表規(guī)則，即刪除分類規(guī)則中多余的屬性，只保留必要的屬性；采用粗糙集計算約簡后數(shù)據(jù)的所有決策規(guī)則，并對決策規(guī)則結(jié)果進行過濾，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)動機的不同結(jié)構(gòu)形式，引入該種結(jié)構(gòu)狀態(tài)下的轉(zhuǎn)、靜子振動力學特性，對上一步形成的決策依據(jù)進行修正； 第四步，形成決策規(guī)則； 第五步，按照決策規(guī)則，對航空發(fā)動機各主軸承裝配游隙進行選配； 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)動機整機振動情況數(shù)據(jù)反饋給數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
【文檔編號】G06Q10/04GK104361408SQ201410616679
【公開日】2015年2月18日 申請日期: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 申請人:沈陽黎明航空發(fā)動機(集團)有限責任公司