航空发动机

③2004年开发出系列超精密级惯性部件测量仪，比现有仪器精度高一个数量级，装备到3个型号战略导弹和3个型号潜艇惯性平台装配生产线。[17]

上述成果“超精密连续/非连续圆柱形状测量技术与装置”获2006年度国家技术发明奖一等奖。
④研制成功非接触式超精密圆柱度仪，用于2个型号大型运载火箭惯性平台核心部件测量。该成果获1999年度国防科学技术奖一等奖。[18]

2009年以后,又在上述技术基础上发明超精密高刚度四自由度定位方法，研制成功国内首台航空发动机超精密装配/测量仪。发动机实验表明：因装配精度提升，使发动机的振动与噪声显著下降。该设备在涡扇系列航空发动机研制与生产中发挥了重大作用，已在航空发动机生产线上装备17台套。

在上述成果基础上，发明高结构刚度五自由度定位方法，研制成功国内首台大型高速回转装备装配测量仪（位置度测量仪），解决了发动机整机同轴度测量难题。该仪器在系列高性能航空发动机研制与生产中的应用表明：装配精度与效率显著提升，并有效改善了发动机的振动与噪声。已在国内三大航空发动机生产线上装备24台套。2014年通过国防科工局组织的鉴定，主要技术居国际同领域领先水平

团队成员孙传智博士及带领的硕士参与的大型高速回转组件装配测量一体化项目，针对目前我国军用航空发动机长期存在的推力性能低和振动噪声大的问题，将发动机转/静子位置误差超精密和在位测量技术引入到发动机装配过程中。首先，创新性地将发动机转静子装配工位与测量工位集成在一个工位上，首次实现了在装配工位上的超精密测量，解决了因离位测量导致的测量数据不能精确指导装配工艺和装配周期长的难题；

第二，对发动机转/静子各轴盘的同心度/同轴度、垂直度、平行度、圆跳动和端面跳动等参数进行系统的关联性测量，通过对转/静子形心位置的直接测量实现对其质心不平衡的间接测量，解决了发动机的整体和局部的动不平衡量无法测量和调整的难题。

第三，首次研制成功航空发动机超大型同轴度标准装置，解决了航空发动机领域没有回转体位置度量值溯源与量值传递手段的难题。




背景资料介绍
===
[0007] 航空发动机装配的测试对象是涡轮静子和转子，在部件加工精度满足要求的条件下，最终检验靠安装配合后的状态决定，评定的指标主要是装配后转子的同轴度参数。发动机旋转产生高压，它的转子由多个组合在一起的单部件组成，每个部件的回转轴与整个发动机的轴线重合时最为理想。高性能发动机工作时的高速旋转速度大于10000rpm，单部件轴向或径向偏摆必然会造成涡轮盘中心偏离发动机转动轴线，在这样的条件下会产生非常大的离心力，造成转子转动的不平衡，造成发动机振动，因而保证各部件装配后的同轴度是安装的重点和难点。


[0008] 一个未使用同轴度优化方法的模型装配，各个部件的轴向和径向由于加工精度限制存在跳动、偏心、倾斜等误差。如果直接随机地进行装配，就可能形成类似于“香蕉”的弯曲情况，即上面部件累积了下面各个部件的偏心或倾斜误差，造成装配后整体的偏摆和倾斜巨大，导致发动机转子同轴度非常差，难于满足使用要求。


[0009]目前，国内发动机装配依然采用传统的装配方法，以千分表人工手动测试为主。按照从下到上的顺序装配发动机，装配一个部件之后进行测量，确保每次增加部件后的整体能够满足同轴度的阈值条件，然后再向上安装另一个部件。每次都以前一个部件作为基准，最终要求整体的同轴度在一定范围内。这种方法耗费大量的时间，并且返工的可能性大，非常影响安装的效率和一次成功率，通常一次成功的装配需要4至5天。而且，因为不是最佳装配位置，通常需要拆装4至5次，还需要工人凭丰富经验进行装配，每次装配都需要经历热加工和冷加工。所以当前航空发动机装配方法安装效率低，不易安装，而且装配后同轴度差，影响发动机性能。

③2004年开发出系列超精密级惯性部件测量仪，比现有仪器精度高一个数量级，装备到3个型号战略导弹和3个型号潜艇惯性平台装配生产线。[17]

上述成果“超精密连续/非连续圆柱形状测量技术与装置”获2006年度国家技术发明奖一等奖。
④研制成功非接触式超精密圆柱度仪，用于2个型号大型运载火箭惯性平台核心部件测量。该成果获1999年度国防科学技术奖一等奖。[18]

2009年以后,又在上述技术基础上发明超精密高刚度四自由度定位方法，研制成功国内首台航空发动机超精密装配/测量仪。发动机实验表明：因装配精度提升，使发动机的振动与噪声显著下降。该设备在涡扇系列航空发动机研制与生产中发挥了重大作用，已在航空发动机生产线上装备17台套。

在上述成果基础上，发明高结构刚度五自由度定位方法，研制成功国内首台大型高速回转装备装配测量仪（位置度测量仪），解决了发动机整机同轴度测量难题。该仪器在系列高性能航空发动机研制与生产中的应用表明：装配精度与效率显著提升，并有效改善了发动机的振动与噪声。已在国内三大航空发动机生产线上装备24台套。2014年通过国防科工局组织的鉴定，主要技术居国际同领域领先水平

团队成员孙传智博士及带领的硕士参与的大型高速回转组件装配测量一体化项目，针对目前我国军用航空发动机长期存在的推力性能低和振动噪声大的问题，将发动机转/静子位置误差超精密和在位测量技术引入到发动机装配过程中。首先，创新性地将发动机转静子装配工位与测量工位集成在一个工位上，首次实现了在装配工位上的超精密测量，解决了因离位测量导致的测量数据不能精确指导装配工艺和装配周期长的难题；

第二，对发动机转/静子各轴盘的同心度/同轴度、垂直度、平行度、圆跳动和端面跳动等参数进行系统的关联性测量，通过对转/静子形心位置的直接测量实现对其质心不平衡的间接测量，解决了发动机的整体和局部的动不平衡量无法测量和调整的难题。

第三，首次研制成功航空发动机超大型同轴度标准装置，解决了航空发动机领域没有回转体位置度量值溯源与量值传递手段的难题。




背景资料介绍
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[0007] 航空发动机装配的测试对象是涡轮静子和转子，在部件加工精度满足要求的条件下，最终检验靠安装配合后的状态决定，评定的指标主要是装配后转子的同轴度参数。发动机旋转产生高压，它的转子由多个组合在一起的单部件组成，每个部件的回转轴与整个发动机的轴线重合时最为理想。高性能发动机工作时的高速旋转速度大于10000rpm，单部件轴向或径向偏摆必然会造成涡轮盘中心偏离发动机转动轴线，在这样的条件下会产生非常大的离心力，造成转子转动的不平衡，造成发动机振动，因而保证各部件装配后的同轴度是安装的重点和难点。


[0008] 一个未使用同轴度优化方法的模型装配，各个部件的轴向和径向由于加工精度限制存在跳动、偏心、倾斜等误差。如果直接随机地进行装配，就可能形成类似于“香蕉”的弯曲情况，即上面部件累积了下面各个部件的偏心或倾斜误差，造成装配后整体的偏摆和倾斜巨大，导致发动机转子同轴度非常差，难于满足使用要求。


[0009]目前，国内发动机装配依然采用传统的装配方法，以千分表人工手动测试为主。按照从下到上的顺序装配发动机，装配一个部件之后进行测量，确保每次增加部件后的整体能够满足同轴度的阈值条件，然后再向上安装另一个部件。每次都以前一个部件作为基准，最终要求整体的同轴度在一定范围内。这种方法耗费大量的时间，并且返工的可能性大，非常影响安装的效率和一次成功率，通常一次成功的装配需要4至5天。而且，因为不是最佳装配位置，通常需要拆装4至5次，还需要工人凭丰富经验进行装配，每次装配都需要经历热加工和冷加工。所以当前航空发动机装配方法安装效率低，不易安装，而且装配后同轴度差，影响发动机性能。