УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКОЙ БАЛАНСИРОВКИ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 2004 года по МПК G01M1/22 

Изобретение относится к балансировочной технике и может быть использовано для динамической балансировки узлов машин и агрегатов.

Известно устройство, содержащее неподвижное основание с закрепленным на основании двигателем вращения, опоры, вибровоспринимающую механическую систему, связанную с установочным местом для балансировочного изделия, датчиками оборотов вращения и колебаний, связанные с измерителем дисбаланса. Вращение балансируемого изделия осуществляется с помощью тангенциального ременного привод [Каталог фирмы "Шенк" В1124. Балансировочные станки].

Недостатком данного устройства является быстрый износ ленты ременного привода особенно при шероховатой боковой поверхности балансируемого изделия и влияния на результат измерения ударов от нестабильности передачи вращения изделия от огранки боковой поверхности балансируемого изделия. При разгоне балансируемого изделия лента ременного привода может проскальзывать, и при большой массе балансируемого изделия требуется обеспечить медленный разгон, что снижает производительность устройства. Для остановки балансируемого изделия после измерения требуется дополнительный механизм торможения.

Известно также устройство для динамической балансировки деталей вращения, содержащее неподвижное основание с закрепленным на нем двигателем вращения и механизм передачи этого вращения со шпинделем, посадочное место которого соединяется с балансировочным изделием, и вибровоспринимающую механическую систему с плоскими пружинами, одним концом соединенными с основанием, а вторым - с установочным местом для балансируемого изделия. Снимаемые с датчиков оборотов и колебаний сигналы подаются на измеритель дисбаланса. Для балансировки на данном устройстве балансируемое изделие устанавливают на опоры, соединяют с механизмом привода через балансировочную оправку и шпиндель, разгоняют изделие до частоты балансировки и измеряют величину и угол местоположения неуравновешенности массы по плоскостям коррекции [Основы балансировочной техники под редакцией Щепетильникова В.А., М., Машиностроение, 1975, т. 1, стр.95].

Недостатком данного устройства является наличие технического дисбаланса, вносимого подшипниками, несоосностью в соединениях и биением балансировочной оправки в опорах механизма передачи, что приводит к потерям мощности, снижает чувствительность определения составляющих дисбаланса и усложняет конструкцию устройства. Из-за неподвижности шпинделя при вращении изделия с неуравновешенной массой на упругие элементы вибровоспринимающей системы действуют силы, зависящие от люфтов и зазоров.

В результате характер колебаний вибровоспринимающих упругих элементов определяется не только неуравновешенностью балансируемого изделия.

Это приводит наряду с разбросом показаний при измерениях к снижению достоверности результатов измерений. Необходимость использовать прецизионные детали усложняет конструкцию устройства.

Задача изобретения - повышение точности и упрощение конструкции.

Технический результат указанной задачи достигается тем, что устройство для динамической балансировки, содержащее станину с установленной на ней опорой для балансируемого изделия, две вибровоспринимающие системы с симметрично установленными упругими элементами, причем один конец упругих элементов вибровоспринимающей системы соединен с установочным местом для балансируемого изделия, двигатель вращения, балансировочную оправку и датчики вращения и колебаний, соединенные с измерителем дисбаланса, оно дополнительно содержит связанную через шарнирное соединение с неподвижной частью двигателя вращения платформу, прикрепленную к одному концу упругих элементов второй вибровоспринимающей системы, а вторые концы этих упругих элементов соединены неподвижно со станиной, причем, балансировочная оправка соединена непосредственно с валом двигателя вращения. Устройство содержит блок торможения, электрически связанный с обмоткой питания двигателя вращения. Шарнирное соединение неподвижной части двигателя вращения с платформой выполнено в виде сферического подшипника.

На чертеже показана структурная схема устройства для динамической балансировки изделий.

Устройство содержит неподвижную станину 1 с передвигаемой по ней опорой 2.

На станине 1 и на опоре 2 симметрично закреплены концы двух пар упругих элементов 3, 4 и 5, 6, вторые концы одной пары 3, 4 присоединены к платформе 7, а второй пары 5, 6 - к установочному месту 8 для балансируемого изделия 11. На платформе 7 через шарнирное соединение 8, выполненное в виде сферического подшипника, укреплена неподвижная часть двигателя вращения 9, на валу которого закреплена балансировочная оправка 10, которая соединяется с балансируемым изделием 11.

Датчик вращения 12 установлен на корпусе двигателя вращения 9, а подвижные штоки датчиков колебаний 13 присоединены к плоскости упругими элементами 3, 4 и 5, 6, корпус же датчика колебаний укреплен на станине 1. Выходы датчиков 12 и 13 соединяются с измерителем дисбаланса 14. При этом двигатель вращения электрически связан с блоком торможения 15.

Устройство работает следующим образом.

С помощью балансировочной оправки 10 балансируемое изделие 11 соединяют с валом двигателя вращения 9 и приводят во вращение до частоты большей, чем частота колебаний платформы 7.

Сигналы с датчиков 13 от колебаний упругих элементов 3, 4 и 5, 6 и датчика частоты вращения 12 поступают на измеритель дисбаланса 14, в котором происходит разделение плоскостей коррекции, определение составляющих дисбаланса по величине и углу местоположения неуравновешенной массы.

После измерения составляющих дисбаланса питание от двигателя вращения 9 отключается, а в обмотку питания от блока торможения 15 подается постоянное напряжение убывающей амплитуды.

Соединение балансируемого изделия с валом двигателя вращения через балансировочную оправку без дополнительных конструктивных элементов исключает влияние трения и биений в элементах передачи на результат измерений, при этом повышается точность измерения и снижаются энергозатраты.

При пуске устройства в работу двигатель вращения включается на номинальную мощность и за счет равенства угловых скоростей из-за жесткой связи балансируемое изделие быстро разгоняется до рабочих оборотов, что повышает производительность балансировочной операции.

Включение двигателя вращения на номинальную мощность позволяет пройти через резонанс механической системы, исключив значительную вибрацию при большом начальном дисбалансе.

За время разгона перегрузка двигателя вращения по мощности превышает номинальную не более чем в 3-4 раза, что не оказывает существенного влияния из-за кратковременности перегрузки (не более 15 с) на ресурс двигателя вращения. Частота вращения балансируемого изделия за счет большого момента инерции системы "ротор двигателя вращения - балансируемое изделие" стабилизируется и дополнительной синхронизации не требуется.

Использование шарнирной опоры позволяет исключить при большом начальном дисбалансе скручивание упругих элементов и "перелом" звена связи двигателя вращения и балансируемого изделия. Прецизионные детали из конструкции исключаются.

Изобретение относится к балансировочной технике и может быть использовано для динамической балансировки узлов машин и агрегатов. Устройство содержит станину с установленной на ней опорой для балансируемого изделия, две вибровоспринимающие системы с симметрично установленными упругими элементами. При этом один конец упругих элементов вибровоспринимающей системы закреплен неподвижно на опоре, а второй конец упругих элементов этой же вибровоспринимающей системы соединен с установочным местом для балансируемого изделия. Кроме того, устройство содержит двигатель вращения, балансировочную оправку и датчики вращения и колебаний, соединенные с измерителем дисбаланса. Устройство дополнительно содержит связанную через шарнирное соединение с неподвижной частью двигателя платформу, прикрепленную к одному концу упругих элементов второй вибровоспринимающей системы, а вторые концы этих упругих элементов соединены неподвижно со станиной, причем балансировочная оправка соединена непосредственно с валом двигателя вращения. При этом двигатель вращения электрически связан с блоком торможения. В результате повышается точность балансировки изделий и упрощается конструкция устройства. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для динамической балансировки, содержащее станину с установленной на ней опорой для балансируемого изделия, две вибровоспринимающие системы с симметрично установленными упругими элементами, при этом один конец упругих элементов вибровоспринимающей системы закреплен неподвижно на опоре, а второй конец упругих элементов этой же вибровоспринимающей системы соединен с установочным местом для балансируемого изделия, двигатель вращения, балансировочную оправку и датчики вращения и колебаний, соединенные с измерителем дисбаланса, отличающееся тем, что оно содержит дополнительно связанную через шарнирное соединение с неподвижной частью двигателя платформу, прикрепленную к одному концу упругих элементов второй вибровоспринимающей системы, а вторые концы этих упругих элементов соединены неподвижно со станиной, причем балансировочная оправка соединена непосредственно с валом двигателя вращения.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно содержит блок торможения, электрически связанный с обмоткой питания двигателя вращения.3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что шарнирное соединение выполнено в виде подшипника.