СТЕНД ДЛЯ БАЛАНСИРОВКИ Российский патент 1996 года по МПК G01M1/02 

Изобретение относится к области балансировочной техники и может быть использовано преимущественно для оценки уровня вибраций и балансировки роторных систем в собственных опорах или изделий, имеющих привод вращения.

Одним из важных требований, предъявляемых к балансировочному оборудованию является возможность регулирования в широких пределах собственной частоты колебаний подвижных систем стендов с установленными балансируемыми изделиями, а также получение колебаний, близких к гармоническим.

Известен стенд для балансировки, содержащий основание и платформу для установки изделия, связанные упругими стойками, каждая из которых включает корпус, установленный на основании и подвеску платформы, выполненную в виде установленных перпендикулярно плоских пружин, нижними концами жестко закрепленных на корпусе стойки, а верхними на платформе (Авт. свид. 678370, G 01 M 1/04, Б.И. N 29, 1979).

Стенд обеспечивает балансировку роторной системы при фиксированной собственной частоте подвижной системы стенда, вследствие отсутствия системы регулирования собственной частоты подвижной системы стенда. Кроме того, платформа теряет устойчивость при больших амплитудах колебаний. Это снижает технологические возможности и надежность работы стенда.

Известен стенд для балансировки, взятый в качестве прототипа (авт. свид. N 1469370, G 01 M 1/02, Б.И. N 12, 1983), содержащий основание и связанные с ним упругие стойки, каждая из которых включает корпус, установленный на основании, платформу и подвеску платформы, выполненную в виде установленных перпендикулярно платформе плоских пружин, нижними концами жестко закрепленных на корпусе стойки, в средней части которых жестко закреплена платформа, на которой симметрично относительно корпуса стойки закреплены пружинные демпферы колебаний платформы, при этом верхние концы плоских пружин также закреплены на корпусе стойки.

Стенд обеспечивает ограничение амплитуд колебаний платформы благодаря установке пружинных демпферов, взаимодействующих с плоскими пружинами подвески платформы. Это несколько расширяет технологические возможности стенда. Однако при балансировке изделий с разными массовыми и частотными характеристиками, для изменения собственной частоты подвижной системы необходимо производить замену плоских пружин с разборкой стенда. Это снижает технологические возможности и производительность стенда. Кроме того, стенд не обеспечивает получение одинакового натяжения плоских пружин, а, следовательно, и жесткость плоских пружин, что приводит к значительному удалению формы колебаний подвижной системы стенда от гармонической. Это снижает точность измерения параметров колебаний и балансировки изделия.

Цель изобретения расширение технологических возможностей и приближение формы колебаний подвижной системы стенда к гармонической.

Указанная цель достигается тем, что известный стенд для балансировки, содержащий основание и связанные с ним упругие стойки, каждая из которых включает корпус, установленный на основании, платформу и подвеску платформы, выполненную в виде установленных перпендикулярно платформе плоских пружин, нижними концами жестко закрепленных на корпусе стойки, в средней части которых жестко закреплена платформа, на которой симметрично относительно корпуса стойки закреплены пружинные демпферы колебаний платформы, стенд дополнительно снабжен механизмом натяжения плоских пружин подвески платформы, выполненным в виде траверсы, на которой жестко закреплены верхние концы плоских пружин, причем траверса установлена на корпусе стойки с возможностью осевого перемещения и самоустановки, например, с помощью шаровой опоры.

Средство для обеспечения осевого натяжения траверсы выполнено в виде пары винт-гайка и упругого элемента, связанных между собой шариками, установленными по оси корпуса стойки.

Стойка снабжена двумя бесконтактными датчиками перемещения, статоры которых закреплены на корпусе стойки, а якори на платформе.

Упругий элемент механизма натяжения плоских пружин подвески платформы выполнен в виде цилиндрической прорезной пружины (или в виде пакета тарельчатых пружин).

Пара винт-гайка механизма натяжения плоских пружин подвески платформы снабжена приводом вращения, включающим червячную самотормозящую пару.

Такое выполнение стенда, благодаря введению механизма натяжения плоских пружин подвески платформы с самоустанавливающейся траверсой, несущей верхние концы плоских пружин, связанной через шаровую опору и упругий элемент с парой винт-гайка механизма натяжения, обеспечивает широкий частотный диапазон собственных колебаний подвижной системы стенда с балансируемым изделием, путем изменения натяжения плоских пружин и осевому перемещению траверсы. Кроме того, благодаря самоустановке траверсы, обеспечивается одинаковое натяжение всех плоских пружин стойки, что позволяет получить форму колебательного процесса, близкую к гармонической.

Таким образом, расширяется технологические возможности стенда и повышается точность формы колебательного процесса подвижной системы стенда, что обеспечивает повышения качества балансировки.

На фиг. 1 показан общий вид стенда; на фиг. 2 разрез А-А фиг. 1.

Стенд для балансировки содержит основание 1 (фиг. 1 и 2), стол 2 для установки изделия, упругие стойки 3, каждая из которых включает корпус 4, установленный на основании 1, платформу 5 для установки стола 2 и подвеску платформы 5, выполненную в виде установленных перпендикулярно платформе 5 плоских пружин 6, нижними концами жестко закрепленных на корпусе 4 стойки 3, а в средней части которых жестко закреплена платформа 5. На платформе 5 симметрично относительно корпуса 4 закреплены пружинные демпферы 7 ограничения амплитуды колебаний платформы. Верхние концы плоских пружин 6 жестко закреплены на траверсе 8 механизма натяжения 9, смонтированного в расточке 10 корпуса 4 стойки 3. Траверса 8 установлена на корпусе 4 с возможностью самоустановки и осевого перемещения, при этом траверса 8 взаимодействует с корпусом 4 в осевом направлении через упругий элемент 10 большой жесткости и пару винт-гайка 11, через шарики 12. Пара винт-гайка 11 снабжена приводом вращения 13, включающим червячную самотормозящую пару 14. Для работы в высокочастотном спектре колебаний платформы, траверса 8 снабжена болтами 15 для ее жесткой связи с корпусом 4 стойки 3 после настройки величины собственной частоты платформы с изделием. На корпусе 4 стойки 3 закреплены статоры 16 бесконтактных индуктивных преобразователей перемещения, а на платформе 5 якори 17. Преобразователи перемещений соединены с электронным блоком 18 и регистрирующим прибором 19 для контроля параметров колебаний платформы.

В зависимости от веса и размеров балансируемых изделий стол 2 может устанавливаться на одной, двух и т.д. упругих стоек. Упругая стойка может использоваться и как самостоятельный стенд.

Стенд для балансировки работает следующим образом. Изделие (на чертеже не показано) устанавливают и жестко закрепляют на столе 2. Вращая привод 13, производят натяжение упругих элементов 6 до достижения заданного уровня частоты собственных колебаний подвижной части стенда с изделием. При этом за счет самоустановки траверсы 8 усилия натяжения всех плоских пружин 6 одинаковы. При вращении роторной системы изделия стол 2 с платформой 5 совершают колебательные движения под действием неуравновешенной силы роторной системы в плоскости стола, т.е. в плоскости перпендикулярной плоскостями установки плоских пружин подвески платформы. При низкочастотных колебаниях с большой амплитудой, траверса 8 будет совершать осевые перемещения, сжимая упругий элемент 10. При работе в высокочастотном спектре колебаний траверса 8 при помощи болтов 15 жестко закрепляется к корпусу 4 стойки 3, а перемещения подвижной части стенда совершаются за счет упругих деформаций плоских пружин 6. Таким образом, обеспечивается широкий диапазон регулирования собственных частот подвижной системы стенда.

Одинаковое натяжение плоских пружин 6 подвески платформы обеспечивает их одинаковую жесткость, что позволяет избежать возникновение гармоник колебательного процесса, соответствующих жесткости плоских пружин. Это позволяет приблизить форму колебаний к гармонической, что обеспечивает повышение точности измерения и балансировки.

Для ограничения амплитуд колебаний системы в резонансе установлены демпферы 7.

Измерение параметров колебаний производится датчиками 16.

Кроме того следует отметить, что колебательная система включает платформу 5 и стол 2, которые выполнены из легких сплавов и имеют небольшую по сравнению с массой изделия массу, что обеспечивает условия благоприятные для балансировки изделий с высокой точностью.

Использование: балансировочная техника и может быть использован преимущественно для оценки уровня вибраций и балансировки роторных систем в собственных опорах и изделий, имеющих привод вращения. Сущность изобретения: стенд содержит основание 1, стол 2, упругие стойки 3, каждая из которых включает корпус 4, платформу 5 и подвеску платформы 5, выполненную в виде плоских пружин 6, установленных перпендикулярно платформе 5 и пружинные демпферы 7 для ограничения амплитуды колебаний платформы. Плоские пружины нижними концами закреплены на корпусе 4 стойки 3, в средней части плоских пружин 6 жестко закреплена платформа 5. Верхние концы плоских пружин 6 закреплены на траверсе 8, установленной с возможностью самоустановки и осевого перемещения. Траверса 8 связана с корпусом 4 через упругий элемент 10 и пару винт-гайка 11 для осевого натяжения плоских пружин 6. Изменяя величину натяжения плоских пружин 6, изменяют собственную частоту колебаний подвижной части стенда и изделия. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Стенд для балансировки, содержащий основание, связанные с ним упругие стойки, каждая из которых включает корпус, установленный на основании, платформу и подвеску платформы, выполненную в виде установленных перпендикулярно платформе плоских пружин, жестко закрепленных нижними концами на корпусе стойки и средней частью на платформе, пружинные демпферы колебаний платформы и механизм натяжения плоских пружин, отличающийся тем, что пружинные демпферы колебаний платформы закреплены на платформе симметрично относительно корпуса стойки, механизм натяжения плоских пружин подвески платформы выполнен в виде траверсы, на которой жестко закреплены верхние концы плоских пружин, а траверса установлена на корпусе стойки с возможностью осевого перемещения и самоустановки. 2. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен шаровой опорой, а траверса установлена на корпусе при помощи последней. 3. Стенд по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что он снабжен средством для осевого натяжения траверсы выполненным в виде пары винт-гайка, упругого элемента и установленных по оси корпуса стойки шариков, связывающих траверсу, упругий элемент и пару "винт-гайку" между собой. 4. Стенд по п. 3, отличающийся тем, что упругий элемент средства для осевого натяжения траверсы выполнен в виде цилиндрической прорезной пружины. 5. Стенд по п. 3, отличающийся тем, что упругий элемент средства для осевого натяжения траверсы выполнен в виде пакета тарельчатых пружин. 6. Стенд по п. 3, отличающийся тем, что он снабжен приводом вращения в виде червячной самотормозящей пары, связанным с парой "винт-гайка". 7. Стенд по пп. 1 6, отличающийся тем, что он снабжен бесконтактными датчиками перемещения, попарно установленными на стойках, статоры датчиков перемещения закреплены на корпусе стойки, а якоря на платформе.