Стенд для определения массоцентровочных характеристик изделий больших масс Российский патент 2018 года по МПК G01M1/00 

Описание патента на изобретение RU2655726C2

Изобретение относится к области метрологии, преимущественно к приборам контроля действительного положения координат центра масс и массы изделий. Может быть эффективно использовано при отработке конструкций новых высокотехнологичных комплексов.

Известна конструкция по заявке на изобретение №2004112999/28 (приоритет 27.04.2004, МПК7 G01M 1/00, дата публикации заявки 20.10.2005) «Балансировочный стенд с вертикальной осью вращения». Стенд содержит фундамент, конические газостатические подшипники, силоизмерительные датчики дисбаланса, колебательные подвески, пневмопривод и пневмотормоз вращения измеряемого объекта, жесткий тонкостенный переходник.

К недостаткам конструкции следует отнести невозможность быстрой переналадки для балансировочных работ, ограниченный эталонным телом диапазон балансируемых изделий, отсутствие вычисления действительных значений координат центра масс изделий в автоматическом режиме.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для статической балансировки лопастей винтов вертолетов, защищенное патентом РФ №2292021 (G01M 1/00, В64С 27/00; приоритет 21.10.2005, опубликовано 20.01.2007). Оно взято за прототип.

Устройство для статической балансировки лопастей винтов вертолетов содержит весы в виде установленного на призменной опоре двухплечевого рычага, на грузоприемном плече которого на призменной паре расположена подвеска для опоры концевой части лопасти, а на уравновешивающем плече - подвижная гиря, перемещаемая с помощью ходового винта.

Конструкция устройства содержит U-образный ложемент, подвешенный боковыми стенками на стойке с помощью призменных пар, при этом боковые стенки ложемента прилегают к лопасти, установленной с опорой на ее носовую часть. На весы лопасть со смещенным относительно призменных пар центром тяжести опирается концевой частью. Ложемент выполнен с возможностью сопряжения со съемной панелью, являющейся опорой лопасти при горизонтальном положении хорды профиля. Для осуществления балансировки с требуемой точностью необходимо из-за специфики конструкции уделять повышенное внимание на точность установки лопасти вплоть до микрометрических перемещений, в результате чего повышается время на проведение наладочных и предбалансировочных работ.

Недостаток устройства-прототипа заключается в том, что равновесие достигается за счет перемещения подвижной гири, с замером расстояния от измерительной базы до фактического положения гири, вследствие чего требуется большой объем ручного труда.

Другим недостатком устройства-прототипа является то, что устройство позволяет определить только продольную и поперечную неуравновешенность лопасти. Отсутствует единый с устройством механизм перевода лопасти в продольное и поперечное положения.

Задачей настоящего изобретения является разработка устройства статической балансировки изделий больших масс, имеющих фасонное очертание, с максимальной автоматизацией процесса балансировки.

Задача решена с помощью заявляемого изобретения - стенда, состоящего из основных компонентов: устройства массоцентровочных характеристик (МЦХ), корзины балансировочной, вычислительной системы (комплекса управляющего вычислительного).

Для пояснения изобретения ниже приводится конкретный пример выполнения его со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых: фиг. 1 изображает стенд в статике; фиг. 2 - соединение весовых опор через тензодатчики с комплексом вычислительным.

Устройство МЦХ, в соответствии с фиг. 1, представляет из себя основание 1, выполненное из камня твердых пород, на котором установлены три аэростатические весовые опоры 2, служащие для исключения трения в точках подвеса и позиционирования системы по отношению к горизонтальному положению. В каждой опоре 2 установлено по одному тензометрическому датчику балочного типа 3. На опорах закреплена грузонесущая плита 4, имеющая направляющие 5, служащие базовой площадкой для установки различных грузоподъемных устройств.

Корзина балансировочная предназначена для установки, закрепления и позиционирования изделий, и связана с грузонесущей плитой через промежуточную раму 6, на которую установлен кантователь 7, служащий для перевода изделия из вертикального (загрузочного) положения в горизонтальное (измерительное). Перевод осуществляется вручную через червячный редуктор 8. Необходимо отметить, что кантователь установлен непосредственно на грузонесущей плите 4.

Отличительным признаком является возможность проведения балансировочных работ с телами больших масс, имеющих фасонное очертание. Процесс балансировки автоматизирован. Использование же вместо металла для основания стенда камня габбро придает в целом комплексу дополнительную устойчивость и прочность.

Принцип работы заключается в вычислении координат центра масс (ЦМ) и массы путем определения значений реакций в тензометрических датчиках стенда. После определения реакций стенда в автоматическом режиме производятся вычисления действительных значений координат ЦМ и массы изделий по известным зависимостям.

Устройство работает следующим образом. Балансируемое изделие устанавливается при помощи грузоподъемного механизма в корзину балансировочную и закрепляется. Осуществляют перевод изделия из вертикального в горизонтальное положение при помощи кантователя. Снимают показания реакций опор с трех тензодатчиков при помощи микрокомпьютера комплекса вычислительного по команде оператора. Переводя изделие в последующие положения (вращением изделия вокруг своей оси), определяют реакции, возникающие в опорах. После завершения цикла измерений, изделие переводят в вертикальное положение и извлекают его из корзины. Пустую оснастку переводят в горизонтальное положение и вновь определяют реакции опор в требуемых положениях. По известным зависимостям программное обеспечение вычислительной системы производит расчет параметров координат ЦМ и массы изделия, используя ранее определенные значения реакций опор.

Технический результат подтвердил преимущества заявленного изобретения, а именно:

- диапазон масс балансируемых (измеряемых) изделий увеличен от 100 кг до 1100 кг; к тому же не ограничены длина, диаметр и форма балансируемого изделия;

- пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений координат

ΔХ=±1 мм ΔY,ΔZ=±0,5 мм

- предел допускаемой абсолютной погрешности измерения массы Δm=0,6 кг

Предложенный Стенд для определения координат центра масс изделий больших масс по сравнению с лучшими образцами аналогичного оборудования позволяет проводить работы по статической балансировке изделий с требуемой точностью. Достигнутая точность балансировки подтверждена «Свидетельством об утверждении типа средств измерений» государственной аттестации RU.E.27.046.A №57235.

Испытания предложенного стенда для определения массоцентровочных характеристик изделий больших масс показали, что достигнуто сокращение времени на наладку оборудования, сокращен перечень выполняемых действий при проведении балансировочных работ, что, в свою очередь, позволяет сократить время на проведение балансировочных работ на 30% по сравнению с известными за счет повсеместной автоматизации процесса и упрощения процедуры снятия значений требуемых показателей.

Похожие патенты RU2655726C2

название год авторы номер документа
Комплекс для определения инерционных характеристик с измерительной системой 2017
  • Нечкин Иван Львович
  • Маевских Андрей Эрнестович
  • Прохорова Анна Владимировна
RU2683800C2
СПОСОБ ВЕРТИКАЛЬНОЙ ДИНАМИЧЕСКОЙ БАЛАНСИРОВКИ ИЗДЕЛИЯ 2017
  • Пантелеев Алексей Васильевич
  • Семёнов Александр Ильич
  • Кондратьев Анатолий Петрович
  • Королёв Андрей Валерьевич
  • Кузьмин Денис Андреевич
RU2674423C2
Способ определения погрешности стенда для измерения характеристик геометрии масс изделий и устройство для его осуществления 2019
  • Довыденко Ольга Владимировна
  • Самойленко Александр Иванович
  • Бугров Александр Юрьевич
  • Лютов Владимир Васильевич
  • Куликов Александр Андреевич
RU2722962C1
СПОСОБ ПРОВЕРКИ КАЧЕСТВА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ НИЗКОЧАСТОТНОГО ДИНАМИЧЕСКОГО БАЛАНСИРОВОЧНОГО СТЕНДА 2010
  • Ключников Александр Васильевич
  • Фомин Юрий Павлович
RU2434212C1
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДИНАМИЧЕСКОЙ БАЛАНСИРОВКИ РОТОРОВ 2000
RU2208772C2
СПОСОБ СТАТИЧЕСКОЙ БАЛАНСИРОВКИ РАБОЧЕГО КОЛЕСА ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ТУРБИНЫ 2011
  • Красников Юрий Викторович
RU2460052C1
СПОСОБ СТАТИЧЕСКОЙ БАЛАНСИРОВКИ РАБОЧЕГО КОЛЕСА ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ТУРБИНЫ 2011
  • Красников Юрий Викторович
RU2456566C1
СПОСОБ БАЛАНСИРОВКИ РОТОРА 2004
  • Глазырина Любовь Митрофановна
  • Карповицкий Михаил Степанович
  • Ключников Александр Васильевич
  • Мальгин Анатолий Иванович
  • Смирнов Геннадий Григорьевич
  • Фомин Юрий Павлович
RU2292534C2
СПОСОБ БАЛАНСИРОВКИ НЕСИММЕТРИЧНЫХ РОТОРОВ 2006
  • Сулейманов Ким Мустафиевич
RU2310177C1
СПОСОБ ДИНАМИЧЕСКОЙ БАЛАНСИРОВКИ 2000
RU2185609C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 655 726 C2

Реферат патента 2018 года Стенд для определения массоцентровочных характеристик изделий больших масс

Изобретение относится к области метрологии, приборам контроля действительного положения координат центра масс и массы изделий. Cтенд для определения массоцентровочных характеристик изделий больших масс состоит из устройства массоцентровочных характеристик (МЦХ), корзины балансировочной, комплекса управляющего вычислительного. По определяемым значениям реакций в тензометрических датчиках стенда определяют координаты центра масс и массы изделия. Далее в автоматическом режиме по известным зависимостям производят вычисления действительных значений координат центра масс и массы. Технический результат - сокращение времени на наладку оборудования, сокращение перечня выполняемых действий при проведении балансировочных работ, расширение диапазона масс измеряемых изделий до 1100 кг. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Формула изобретения RU 2 655 726 C2

1. Стенд для определения массоцентровочных характеристик изделий больших масс, содержащий основание, опоры, отличающийся тем, что основание изготовлено из камня твердых пород, на котором установлены три весовые сферические аэростатические опоры, поверх которых установлен и закреплен каркас или кантователь для перевода балансируемых изделий из загрузочного в измерительное положение, при этом в каждой опоре размещено по одному тензометрическому датчику, подключаемому к комплексу управляющему вычислительному, а на опорах закреплена грузонесущая плита с направляющими и связанная с ней корзина балансировочная.

2. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что для основания используют камень твердых пород класса гранитов.

3. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что силоизмерительные датчики используют балочного типа.

4. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что кантователь устанавливают через промежуточную раму.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2018 года RU2655726C2

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАТИЧЕСКОЙ БАЛАНСИРОВКИ ЛОПАСТЕЙ ВИНТОВ ВЕРТОЛЕТОВ 2005
  • Гольберг Самуил Григорьевич
  • Локай Леонид Викторович
  • Шершуков Вячеслав Дмитриевич
RU2292021C1
БАЛАНСИРОВОЧНЫЙ СТЕНД С ВЕРТИКАЛЬНОЙ ОСЬЮ ВРАЩЕНИЯ 2004
  • Глазырина Любовь Митрофановна
  • Карповицкий Михаил Степанович
  • Ключников Александр Васильевич
  • Мальгин Анатолий Иванович
  • Смирнов Геннадий Григорьевич
  • Фомин Юрий Павлович
RU2292533C2
Устройство для определения моментов инерции изделий 1982
  • Аврамов Виталий Прокофьевич
  • Писарев Валерий Петрович
SU1059462A1
Опорный узел испытательного стола 1987
  • Ануприенко Геннадий Ефремович
  • Карпачев Юрий Андреевич
  • Маросин Олег Петрович
  • Моишеев Александр Александрович
  • Савенко Юрий Николаевич
SU1552020A1

RU 2 655 726 C2

Авторы

Трофимов Андрей Борисович

Степанов Алексей Викторович

Кузнецова Татьяна Владимировна

Маевских Андрей Эрнестович

Моисеенко Ольга Геннадьевна

Решетников Андрей Леонидович

Стригов Дмитрий Геннадьевич

Толоконникова Ольга Евгеньевна

Хакимова Светлана Владимировна

Цаплина Наталия Сергеевна

Даты

2018-05-29Публикация

2016-01-11Подача