СПОСОБ ВИБРАЦИОННОЙ БАЛАНСИРОВКИ РОТОРОВ И КОЛЕБАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА БАЛАНСИРОВОЧНОГО СТАНКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1998 года по МПК G01M1/00 

Изобретение относится к балансировочной технике, а именно, к способам и устройствам балансировки роторов.

Известен способ динамической балансировки роторов (ОСТ 1 80195-74. Балансировка динамическая роторов гиромоторов. Типовой технологический процесс), согласно которому (пп.2.1.3.2.1.13) устанавливают ротор на опорах, совмещают одну из плоскостей коррекции с линией центров, приводят ротор во вращение на заданной частоте, определяют угол и значение дебаланса в этой плоскости, совмещают вторую плоскость с линией центров и в ней определяют параметры дисбаланса.

Указанное известное решение принято за прототип.

Наиболее близким аналогом к устройству является балансировочный станок для динамического уравновешивания роторов (а.с. СССР N 780014, G 01 M 1/16, 1949).

Техническим результатом изобретения является повышение точности балансировки за счет исключения влияния паразитных вибраций невращающихся масс колебательной системы.

На чертеже изображена схема колебательной системы балансировочного станка для осуществления способа.

Колебательная система состоит из основания 1, вибропреобразователей 2, установленных между основанием и соответствующей опорой 3, измерительной системы (не показана).

Способ вибрационной балансировки роторов осуществляют следующим образом.

Балансируемый ротор 4 устанавливают на опорах 3, соединенных неподвижно с вибропреобразователями 2. Совмещают одну из плоскостей коррекции, например, ZOY с линией центров OZ. Вращают ротор 4. Для этого сообщают ротору угловые механические колебания вокруг линии центров OZ с помощью вибропреобразователя 2 угловых колебаний (на чертеже слева снизу с креплением по оси линии центров OZ). Происходит передача мощности от вибропреобразователя 2 ротору 4 через опору 3, в результате на ротор 4 действует вращающий момент, обусловленный силой инерции, что и обеспечивает вращение ротора 4.

Вариант второй. Для вращения ротора 4 ему сообщают линейные механические колебания по оси OY₁ с помощью вибропреобразователя 2 линейных колебаний (на чертеже справа вверху с креплением на основании 1). Практически эти колебания по своему воздействию близки к угловым (первый вариант), так как и в этом случае колебания ротора осуществляют вокруг одной и той же линии центров OZ. В общей случае для однозначного понимания упоминание в описании второго варианта следует исключить, так как он повторяет первый.

Вследствие действия силы инерции "тяжелое" место будет медленно двигаться к точке минимума функции как к некоторому устойчивому состоянию квазиравновесия. Верхнему положению "тяжелого" места может быть придана устойчивость путем надлежаще дозированной вибрации оси ротора 4. При стабилизации устойчивом верхнем положении фиксируют ("метят") точку положения "тяжелого" места на поверхности ротора.

Измерение времени t_к движения "тяжелого" места на поверхности ротора с контрольным грузом m_к и времени t_i без груза к устойчивому верхнему положению осуществляют следующим образом. Готовят, например, из воска контрольный груз m_к, прикрепляют его на метку "тяжелого" места на поверхности ротора 4 в плоскости Z₁O₁Y₁, поворачивают ротор 4 так, чтобы метка "тяжелого" места из фиксированного верхнего положения переместилась в нижнее на угол, равный π, приводят ротор 4 во вращение вибрацией вокруг оси ОZ, измеряют время t_к движения "тяжелого" места на заданном угловом расстоянии

с контрольным грузом m_к к точке устойчивого верхнего положения, снимают контрольный груз m_к. Повторяют измерения для времени t_i без контрольного груза m_к и производят соответствующие вычисления по выражению:

Для этого же ротора повторяют измерения в плоскости ZOY.

Для каждого последующего (i + 1)-го ротора измерения и вычисления осуществляют, как описано выше, или выполняют измерения времени t_i+1 движения поверхности ротора без груза, а вычисления производят по выражению:

Пример измерений. Измерение осуществляли с помощью стенда вибрационного электродинамического ВЭДС-10А (Паспорт. Союзтогмашприбор. ПО "Виброприбор", 1981, 28 л.), использованного в качестве вибропреобразователя.

Прикладывали колебания по оси O₁Y с частотой 125 Гц и перегрузкой 5g вокруг оси OZ.

Величина контрольного груза m_к 0,2 г
Время движения с грузом t_к 21 с
Время движения без груза t_i 67,5 c, t_i+1 80 c
Величина корректирующей массы m_i 0,09 г, m_i+1 0,076 ге

Использование: балансировочная техника, в частности может быть использовано при балансировке роторов индивидуально или в составе изделия. Сущность изобретения: частоту вращения ротору сообщают путем возбуждения в одной из опор линейных или угловых механических колебаний с осью колебаний в плоскости коррекции и проходящих через ось ротора. Затем измеряют время движения "тяжелого" места поверхности ротора к точкам устойчивого состояния квазиравновесия с контрольным грузом и без него, на основании чего определяют положение и величину корректирующей массы по предложенной зависимости. Колебательная система состоит из основания, вибропреобразователей, установленных жестко на опорах, измерительной системы. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ вибрационной балансировки ротора, включающий установку ротора на опоры, сообщение вращения ротору, измерение параметров вибрационного движения ротора, определение местоположения неуравновешенной массы на поверхности ротора в плоскости коррекции и величины корректирующей массы, отличающийся тем, что вращение ротора осуществляют путем возбуждения в одной из опор ротора угловых механических колебаний вокруг оси, пересекающейся с плоскостью ротора и расположенной на торцевой плоскости ротора, совпадающей с плоскостью коррекции, фиксируют местоположение неуравновешенной массы на поверхности ротора при его устойчивом состоянии квазиравновесия, отклоняют ротор от точки квазиравновесия на заданный угол и замеряют время движения ротора к точке устойчивого состояния квазиравновесия, повторно отклоняют ротор с контрольным грузом от точки квазиравновесия на заданный угол и замеряют время движения ротора к точке устойчивого состояния квазиравновесия, после чего определяют величину корректирующей массы по зависимости

где t_к время движения места неуравновешенной массы с контрольным грузом;
t время движения неуравновешенной массы без контрольного груза;
m_к масса контрольного груза. 2. Колебательная система балансировочного станка, состоящая из основания, опор, ротора с цапфами, установленных на опорах, и элемента возбуждения колебания ротора, отличающаяся тем, что элемент возбуждения колебания ротора выполнен в виде вибропреобразователей, установленных между основанием и соответствующими опорами, причем каждый из вибропреобразователей жестко соединен с соответствующей опорой основания.