驅動臂中心距測量系統的可靠性評估

劉鵬

中航工業沈陽黎明航空發動機（集團）有限責任公司駐廠軍代表室

驅動臂中心距測量系統的可靠性評估

劉鵬

中航工業沈陽黎明航空發動機（集團）有限責任公司駐廠軍代表室

本文所研究的驅動臂類零件是安裝在發動機壓氣機前機匣外側，用于連接聯動環與可調靜子葉片，以實現靜子葉片角度的調整。其中驅動臂零件中心距尺寸的一致性對系統的驅動力與阻滯力有較大影響。本文主要對某型機驅動臂類零件中心距的測量系統進行可靠性評估，以保證驅動臂零件中心距測量結果的準確性。

驅動臂；中心距；測量系統；測量不確定度；可靠性

前言

測量不確定度是對測量結果質量的定量表征，測量結果的可用性很大程度上取決于其不確定度的大小，測量不確定度意味著對測量結果可信性、有效性的懷疑程度或不肯定程度。測量不確定度由測量誤差引起，用標準差標識，包括標準不確定度（u）和擴展不確定度（U)兩類。結合測具和實際生產情況，將以擴展不確定度對搖臂中心距測具進行不確定度計算。

1.零件簡介

某型別驅動臂組合件由銷軸和驅動臂單件組成。兩個零件是通過鐓頭鉚接的形式將其連接起來。驅動臂中心距尺寸為型槽部位一邊到銷軸軸心的距離，公差為士0.06mm，分為3組.每組公差范圍為0.04mm。

2.測量系統簡介

驅動臂測量系統選用四連桿機構的快速夾鉗進行壓緊，該機構是應用連桿機構的死點原理而制造的，這樣就使零件的壓緊過程通過掛拉連桿就可以順利實現。另外為實現快速得到標準長度的目標，將對表塊安裝在測具上通過滑道實現快速對表，其結構示意圖如下圖所示。

為保證測量結果的準確性，針對測量系統指定了兩套方案：

方案一：采用螺栓手動頂緊零件，指針式百分表讀數；

方案二：采用限力扳手限力頂緊零件，數顯百分表讀數。

3.測量系統可靠性評估

測量系統方案一的可靠性評估

3.1 測量方法

用三坐標測量機對被測得標準樣塊的標準長度進行直接測量。百分表（70227)的測量不確定度見標準JJG34-1996《指示表檢定規程》。

3.2 測量儀器

3.2.1 三坐標測量機，編號：7209691，校準日期2014年10月13曰，有效期1年。（見校準證書：LY字笫1430387號）該儀器示值誤差的測量不確定度：U=(0. 14+0. 44L/1000)um，包含因子k=2。

3.2.2 百分表，編號：70227，量程：0-3mm，有效期2015年5月22曰至2016年5月22日。標準JJG34-1996《指示表檢定規程》，得出該百分表的測量擴展不確定度U=3.75um。

3.2.3 溫度系數的影響可忽略：

3.3 實測記錄

在檢測間，使用三坐標測量機，編號：7209691，測得的標準樣塊的標準長度。

測量次數n=16，測量結果為L均值=55.002mm

3.4 測量不確定度評定

3.4.1 測量模型

中心距尺寸=標準樣塊尺寸(L)+百分表示值（△)-理論值（2.15)

3.4.2 標準不確定度分量

(一)標準樣塊的測量不確定度

(1)A類評定

由實測數據活算的標準差s為：

故標準不確定度分量ui(R均)

(2)B類評定

根據三坐標測量機的技術指標，確定U為：

U=(0.14+0.44L/1000) um，k=2；并取L=100；

則標準不確定度U2(R均)為：U/k

U2(R均)=U/k=(0.14+0.44X100/1000)/2=0.1um

(3)合成標準不確定度

由于上述2項標準不確定度分量之間不相關，所以合成標準不確定度為：

（4）擴展不確定度

取k=2，故擴展不確定度U樣塊=k*Uc(R均)≈0.5um=0.0005mm

（二）百分表的擴展不確定度

百分表的擴展不確定度U為：U百分表=3.75um=0.00375mm

3.4.3 輸出估計值不確定度的計筧

輸出估計值擴展不確定度U為：

U=U樣塊+U百分表=0.0005+0.00375=0.00425mm≈0.005mm

3.5 測量結果報告

該測具的測置長度均值L均=(54.852土0.005)mm，該測具的擴展不確定度U=5um，包含因子k=2(即置信水平95%)，符合中心距分組的設計要求（54.85土0.02) mm，故該中心距測具可用于生產中。

同理，針對測量系統方案二進行的可靠性評估結果為：該測具的測量長度均值L均=（54.853±0.005)mm，該測具的擴展不確定度U=4um，包含因子k=2(即置信水平95%)，符合中心距分組的設計要求(54.85土0.02)mm，故該中心距測具亦可用于生產中。

4.測量系統可靠性的評估結論

通過對搖臂測量系統的可靠性評估可以看出，兩套方案均可用于零件生產。從實際使用方面，方案一的測量效率約為方案二的2倍左右。因此，工廠生產時，選擇方案一比較適宜。

[1]王潤孝.先進測量技術導論.2004(1)科學出版社，2004：295.

[2]馮麗萍.公差配合與測量技術.2009(1)機械出版社，2006：68.