БАЛАНСИРОВОЧНЫЙ СТАНОК ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКОЙ БАЛАНСИРОВКИ РОТОРОВ Российский патент 2008 года по МПК G01M1/22 

Изобретение относится к области испытаний и измерений, а именно к балансировочной технике, и может быть использовано для динамической балансировки роторов как в составе изделия, так и индивидуально.

Известен балансировочный станок для динамической балансировки роторов, содержащий основание со стойками, на которых размещены упругие элементы, с установленными на них подвесами с опорами, на (в) которых размещают балансируемое изделие (ротор). Упругие элементы каждого подвеса расположены в одной вертикальной плоскости. Конструктивно упругие элементы могут быть выполнены в виде стержней (прутков, проволоки, струн, торсионов).

Упругие элементы установлены с возможностью изменения линейных размеров внутри обводов стоек с равными угловыми промежутками относительно балансируемого изделия и шарнирно закреплены одним концом на внутреннем обводе стенок, а другим - на опорах, причем последние расположены в плоскостях, перпендикулярных осям вращения балансируемого изделия.

Для измерения усилия деформации в упругих элементах станок содержит силоизмерительные датчики, установленные на упругих элементах. Силоизмерительные датчики соединены параллельно с магазином сопротивлений и тензометрическим усилителем, выход которого соединен с многоканальным осциллографом, выходы которого соединены со входами решающего устройства и блока коммутации.

Параметры, полученные при балансировке ротора, передаются на аналого-цифровой преобразователь, соединенный с микроЭВМ (см. патент РФ №2077035, кл. G01M 1/22, 1997 г.) - наиболее близкий аналог.

В результате анализа конструкции известного балансировочного станка для динамической балансировки роторов необходимо отметить, что она не в состоянии осуществлять балансировку роторов с высокой точностью, так как вертикальные упругие подвесы не обеспечивают равножесткости линейных перемещений балансируемого изделия в плоскости вращения, а также не обеспечивается равножесткость угловых перемещений. Отсутствие возможности регулирования демпфирования собственных колебаний системы «подвес-изделие» также снижает точность балансировки изделий.

Сложность механизма арретирования, сложность и трудоемкость переналадки известного станка усложняют настройку (перенастройку) его на балансировку изделий.

Задачей настоящего изобретения является разработка балансировочного станка, обеспечивающего высокую точность балансировки изделий, простого и удобного при настройке (перенастройке) на балансировку изделий.

Поставленная задача обеспечивается тем, что в балансировочном станке для динамической балансировки роторов, содержащем основание со стойками, на которых смонтированы подвесы с упругими элементами и элементами установки балансируемого изделия, датчики регистрации параметров балансируемого ротора, связанные с блоком управления, соединенным с задающим блоком, новым является то, что упругие элементы каждого подвеса выполнены в виде стержней круглого сечения, установленных в передней и задней опорах подвесов, причем между передней и задней опорами подвеса с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости смонтирована промежуточная опора, контактирующая со стержнями, а в передней стенке каждого подвеса установлен упругий элемент плоской формы, при этом станок снабжен датчиком контрастной метки, установленным на стойке основания и связанным с блоком управления, а на элементах установки балансируемого изделия имеются штифты, предназначенные для взаимодействия с отверстиями приспособления с изделием при его установке на станке, при этом подвесы установлены на стойках с возможностью регулировочного перемещения.

Горизонтальные упругие элементы в каждой плоскости коррекции, расположенные не в одной плоскости и выполненные в виде стержней круглого сечения, обеспечивают равножесткость линейных перемещений балансируемого изделия в плоскости его вращения.

Размещенный в передней стенке каждого подвеса упругий элемент, выполненный в виде плоской пружины с прорезями, обеспечивает равножесткость линейных перемещений в плоскости вращения ротора и вдоль оси его вращения, а также угловых перемещений балансируемого изделия.

Установленная между передней и задней опорами подвесов промежуточная опора, изменяющая их эффективную длину, обеспечивает регулировку жесткости упругих элементов подвесов.

Установленные в опорах установочных элементов штифты, взаимодействующие с посадочными отверстиями балансировочного приспособления, обеспечивают точную настройку механической части балансировочного станка на изделие.

При проведении патентных исследований из уровня техники не выявлены решения, идентичные заявленному, а, следовательно, заявленное изобретение соответствует условию охраноспособности «новизна».

Сущность изобретения не следует явным образом из решений, известных из уровня техники, а, следовательно, заявленное изобретение соответствует условию охраноспособности «изобретательский уровень».

Сведений, изложенных в материалах заявки, достаточно для практического осуществления изобретения.

Сущность изобретения поясняется графическими материалами, на которых:

на фиг.1 - балансировочный станок для динамической балансировки роторов;

на фиг.2 - подвес балансировочного станка;

на фиг.3 - балансировочный станок с установленным на нем балансируемым изделием;

на фиг.4 - функциональная схема балансировочного станка.

Балансировочный станок для динамической балансировки роторов выполнен в виде сборного основания, состоящего из стержней 1, на которых смонтированы опоры 2 с регулируемыми по высоте ножками 3 на них.

Количество стержней и опор может быть различным и зависит в основном от параметров балансируемого изделия.

Фиксация опор 2 на стержнях 1 может быть осуществлена различным образом и не представляет трудностей для специалистов.

На стержнях 1 между опорами 2 смонтированы две стойки 4 и 5 с установленными на них подвесами (соответственно 6 и 7). Стойки 4 и 5 имеют возможность перемещения по стержням 1 и фиксации в заданном положении. Подвесы имеют возможность настроечного перемещения относительно стоек. Для этого на нижних плоскостях подвесов имеются штифты, заходящие в отверстия стоек, выполненные на разных расстояниях от переднего их торца. Расположение данных отверстий определяется размерами балансируемых изделий.

На одном из подвесов установлен блок 8 включения вращения ротора, предназначенный для подключения изделия к источнику питания.

На опорах 2 закреплены кронштейны 9 и 10 с поперечиной 11, на которой размещен датчик 12 контрастной метки.

Подвесы 6 и 7 имеют идентичное исполнение.

Подвес 6 (или 7) выполнен в виде корпуса 13, в котором горизонтально и параллельно друг другу предпочтительно не в одной плоскости размещены упругие элементы 14, установленные в задней 15 и передней 16 опорах, между которыми расположена промежуточная опора 17, постоянно контактирующая с упругими элементами и имеющая возможность настроечного перемещения между передней и задней опорами в горизонтальной плоскости. В передней опоре 16 каждого подвеса установлен упругий элемент 18, выполненный в виде плоской пружины с прорезями. На одной из боковых стенок каждого подвеса установлен индукционный датчик 19.

В передней опоре 16 имеется проточка для установки изделия (ротора), которая сверху закрывается хомутом 20, установленным на опоре с возможностью поворота и фиксации в закрытом положении. В проточке опоры установлен штифт 21. На корпусе подвеса установлен кронштейн арретира 22.

Станок также содержит блок управления 23, соединенный с индукционными датчиками 19 и датчиком контрастной метки 12.

Блок управления связан с задающим блоком 24.

Изделие обозначено позицией 25.

Конструктивное исполнение блоков, узлов и элементов станка, не раскрытое в материалах настоящей заявки, является известным и не составляет предмета патентной охраны.

Балансировочный станок для динамической балансировки роторов работает следующим образом.

Основание станка посредством регулируемых ножек выставляется в горизонтальное положение. Хомуты фиксируются на кронштейнах арретиров (см. фиг.2). Стойки 4 и 5 станка выставляются в положение, соответствующее балансируемому ротору. Балансируемый ротор с предварительно нанесенной на него контрастной меткой в балансировочном приспособлении устанавливается на опорах, штифт 21 при этом заходит в отверстие (не показано) приспособления, фиксируется хомутом (см. фиг.3), посредством блока включения ротора соединяется с источником питания (не показан) и приводится во вращение.

В процессе вращения ротора горизонтальные упругие элементы 14 обеспечивают равножесткие линейные перемещения балансируемого изделия в плоскости вращения. Упругий элемент 18 обеспечивает линейные перемещения вдоль оси вращения и угловые перемещения балансируемого изделия. При необходимости для обеспечения равножесткости упругой подвесной системы (элементы 14, 18) можно отрегулировать жесткость горизонтальных упругих элементов 14 промежуточной опорой 17.

Измерительные катушки индукционных датчиков 19, связанные с опорами 16, преобразуют вибрацию, вызванную дисбалансом балансируемого изделия, в электрический сигнал. Оптический датчик контрастной метки 12 преобразует изменение светового потока, отражаемого от поверхности вращающегося изделия и контрастной метки, в электрический сигнал. Сигналы с индукционных датчиков и датчика контрастной метки поступают в блок управления 23, где усиливаются и далее поступают в задающий блок 24. Задающий блок обрабатывает полученные данные и выводит результат. По сигналам с индукционных датчиков 19 и датчика контрастной метки 12 определяется величина дисбаланса в левой и правой плоскостях балансируемого изделия, скорость вращения балансируемого изделия и угловое положение дисбаланса на плоскости корректировки.

Изобретение относится к области испытаний и измерений, а именно к балансировочной технике, и может быть использовано для динамической балансировки роторов как в составе изделия, так и индивидуально. Балансировочный станок содержит основание со стойками, на которых смонтированы подвесы с упругими элементами и элементами установки балансируемого изделия. Датчики регистрации параметров балансируемого ротора, связанные с блоком управления, соединенным с задающим блоком. Упругие элементы каждого подвеса выполнены в виде стержней круглого сечения, установленных в передней и задней опорах подвесов, причем между передней и задней опорами подвеса с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости смонтирована промежуточная опора, контактирующая со стержнями, а в передней стенке каждого подвеса установлен упругий элемент плоской формы, при этом станок снабжен датчиком контрастной метки, установленным на поперечине, установленной в свою очередь в кронштейнах, закрепленных на опорах. Техническим результатом является разработка балансировочного станка, обеспечивающего высокую точность балансировки изделий. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Балансировочный станок для динамической балансировки роторов, содержащий основание со стойками, на которых смонтированы подвесы с упругими элементами и элементами установки балансируемого изделия, датчики регистрации параметров балансируемого ротора, связанные с блоком управления, соединенным с задающим блоком, отличающийся тем, что упругие элементы каждого подвеса выполнены в виде стержней круглого сечения, установленных в передней и задней опорах подвесов, причем между передней и задней опорами подвеса с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости смонтирована промежуточная опора, контактирующая со стержнями, а в передней стенке каждого подвеса установлен упругий элемент плоской формы, при этом станок снабжен датчиком контрастной метки, установленным на поперечине, установленной, в свою очередь, в кронштейнах, закрепленных на опорах.2. Балансировочный станок по п.1, отличающийся тем, что в элементах установки балансируемого изделия имеются штифты, предназначенные для взаимодействия с отверстиями приспособления с изделием при его установке на станке.3. Балансировочный станок по п.1, отличающийся тем, что подвесы установлены на стойках с возможностью регулировочного перемещения.