喉道检测基准坐标系建立方法与流程

本发明涉及导向器喉道面积计算方法领域，特别涉及一种喉道检测基准坐标系建立方法。

背景技术：

1、燃气流经导向器的收敛形通道中最小排气边面积，称之为导向器喉道面积。涡轮导向器喉道面积的大小直接影响发动机的性能。实践证明，高压涡轮i级导向器喉道面积及低压涡轮i级导向器喉道面积的变化，对发动机高压转速、推力、m2性能、t4温度、耗油率都有影响，因此发动机叶片的喉道面积是发动机装配，调试的重要参数，喉道面积的测量是叶片装配的关键。

2、通常，叶片的喉道是由叶片的上缘板、下缘板和每两个导叶的叶身型面之间构成的空间曲面通道。研究设计的喉道面积测具能准确地检测每个通道窗口间规定截面的通道宽度尺寸和上下缘板的通道高度尺寸计算出叶片的喉道面积。喉道面积的流量与发动机的推力有关，叶片喉道面积测具获取叶片通道排气量均匀性是对发动机性能分析的关键。

3、目前，测量喉道面积常用的方法是使用三坐标测量机进行测量，测量过程为将转台放置在三坐标测量机上，然后将具有导向器组件的机匣单元体放置在转台上，调心，即将涡轮导向器轴线与转台轴线重合。然后使用三坐标测量机测量第一个窗口的面积，测量完成后，控制转台运动一个分度角相后，测量下一个窗口的面积。

4、这种测量方法在测量过程中需要以一个基准面找正坐标系某个坐标轴，这里定义此坐标轴为x轴及原心x坐标，然后需要通过一个精密圆或柱面定位坐标系原心y和z坐标，最后通过一个定位特征孔(通常为周向分度圆的孔)定义坐标系的z轴，这样即可完成坐标系的建立。

5、然而，实际过程中某些导向器组件中是没有定位特征孔这样的定义坐标系的z轴的特征，这就导致测量过程中无法建立坐标系进而无法继续进行测量。

6、有鉴于此，本申请发明人设计了一种喉道检测基准坐标系建立方法，以期解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中某些导向器组件中没有定位特征孔这样的定义坐标系的z轴的特征，导致导向器喉道面积测量过程中无法建立坐标系进而无法继续进行测量的缺陷，提供一种喉道检测基准坐标系建立方法。

2、本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

3、本发明提供了一种喉道检测基准坐标系建立方法，所述方法包括如下步骤：s1、通过三坐标测量机测量基准端面找正坐标系x轴，同时定位坐标系原点x坐标位置；s2、通过三坐标测量机测量基准圆确定坐标系原点y和z坐标位置，得到坐标系；s3、获取示测点的理论值坐标和实测值坐标；s4、根据所述示测点的所述实测值坐标与所述理论值坐标的差异，修正坐标系，获得调整后的坐标系；s5、判断所述示测点的所述实测值坐标与所述理论值坐标的差异是否满足误差许可值，如果不满足则回到步骤s4，如果满足则输出调整后的坐标系。

4、根据本发明的一个实施例，所述步骤s3中包括：s31、定义所述示测点的理论值坐标；s32、使用三坐标测量机估测示测点的位置，根据所述坐标系获取所述示测点的实测值坐标。

5、根据本发明的一个实施例，所述步骤s4中包括：s41、控制当前的所述坐标系进行调整，转动角度，获得调整后的坐标系；s42、根据所述调整后的坐标系，自动运行三坐标测量机测点，再次测量得到示测点的实测值坐标。

6、根据本发明的一个实施例，所述步骤s3中所述示测点的理论值坐标为lp＝[x yz]，所述示测点的实测值坐标为cpn＝[un vn wn]，其中，x代表所述示测点的理论值x坐标，y代表所述示测点的理论值y坐标，z代表所述示测点的理论值z坐标；un代表所述示测点的第n次测量的实测值x坐标，vn代表所述示测点的第n次测量的实测值y坐标，wn代表所述示测点的第n次测量的实测值z坐标。

7、根据本发明的一个实施例，所述步骤s41中转动角度为坐标系修正角度θn，θn的计算公式为：f＝min((vn·cos(θn)-wn·sin(θn)-y)2+(vn·sin(θn)+wn·cos(θn)-z)2+(un-x)2)；其中，f为最小二乘方程，θn为坐标系第n次修正角度；x代表所述示测点的理论值x坐标，y代表所述示测点的理论值y坐标，z代表所述示测点的理论值z坐标；un代表所述示测点的第n次测量的实测值x坐标，vn代表所述示测点的第n次测量的实测值y坐标，wn代表所述示测点的第n次测量的实测值z坐标。

8、根据本发明的一个实施例，步骤s5中误差许可值的计算公式为：其中，δ为误差许可值；x代表所述示测点的理论值x坐标，y代表所述示测点的理论值y坐标，z代表所述示测点的理论值z坐标；un代表所述示测点的第n次测量的实测值x坐标，vn代表所述示测点的第n次测量的实测值y坐标，wn代表所述示测点的第n次测量的实测值z坐标。

9、本发明的积极进步效果在于：

10、本发明提出的喉道检测基准坐标系建立方法，能够避免选择孔类特征定位坐标系的z轴，通过选取喉道窗口上的示测点，控制三坐标测量机的测头不断测量修正选择的示测点使其测量结果与理论值基本重合实现坐标系的建立，该方法不仅适用于特殊无特征孔定位z轴的结构，亦可适用于具有特殊定位孔结构。

技术特征：

1.一种喉道检测基准坐标系建立方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的喉道检测基准坐标系建立方法，其特征在于，所述步骤s3中包括：

3.如权利要求2所述的喉道检测基准坐标系建立方法，其特征在于，所述步骤s4中包括：

4.如权利要求2所述的喉道检测基准坐标系建立方法，其特征在于，所述步骤s3中所述示测点的理论值坐标为lp＝[x y z]，所述示测点的实测值坐标为cpn＝[un vn wn]，

5.如权利要求3所述的喉道检测基准坐标系建立方法，其特征在于，所述步骤s41中转动角度为坐标系修正角度θn，θn的计算公式为：

6.如权利要求1所述的喉道检测基准坐标系建立方法，其特征在于，步骤s5中误差许可值的计算公式为：

技术总结
本发明提供了一种喉道检测基准坐标系建立方法，包括如下步骤：S<subgt;1</subgt;通过三坐标测量机测量基准端面找正坐标系X轴，定位坐标系原点X坐标位置；S<subgt;2</subgt;通过三坐标测量机测量基准圆确定坐标系原点Y和Z坐标位置，得到坐标系；S<subgt;3</subgt;获取示测点的理论值坐标和实测值坐标；S<subgt;4</subgt;根据示测点的实测值坐标与理论值坐标的差异，修正坐标系，获得调整后的坐标系；S<subgt;5</subgt;判断示测点的实测值坐标与理论值坐标的差异是否满足误差许可值，如果不满足则回到步骤S<subgt;4</subgt;，如果满足则输出调整后的坐标系。本发明避免选择孔类特征定位坐标系的Z轴，选取喉道窗口上的示测点，控制三坐标测量机的测头不断测量修正选择的示测点，使其测量结果与理论值基本重合，实现坐标系的建立。

技术研发人员：范明争,康远宁,白晨
受保护的技术使用者：中国航发商用航空发动机有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2025/1/23