Способ автоматической балансировки роторов и устройство для его осуществления Советский патент 1984 года по МПК G01M1/38 

2. Устройство для автоматической баллнс.ировки роторов, -содержащее основание, закрепленные на нем подвес для установки ротора, лазер, фокусирующую оптическую систему, расположенную по ходу луча лазера и вьтолненную в виде корпуса, установленных в нем объектива, плоской пружины, закрепленной одним концом в корпусе, а другим - на объективе, и вибровоз-. будителя, взаимодействующего с пружиной в направлении, перепендикулярном ее плоскости, и последовательно соединенные измеритель дисбаланса, связанный с подвесом, и усилитель, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и производительности балансировки, вибровозбудитель связан с выходом усилителя, а плоскость пружины установлена перпендикулярно оптической оси объектива,фокус которого расположен на расстоянииДР |0, IF от поверхности ротора, где F - фокусное расстояние объектива.

1 . Способ автоматической балансировки роторов, заключающийся в том, что разгоняют ротор до частоты балансировки, измеряют величину и угол дисбаланса, фокусируют луч лазера посредством оптической системы на поверхности ротора и осуществляют коррекцию дисбаланса лучом лазера в зависимости от измеренных величины и угла дисбаланса, отлич ающ и и с я тем, что, с целью повьпиения точности и производительности балансировки, коррекцию дисбаланса осуП1;ествляют при nepeMeiuetLiui фокуса оптическойг системы перпендикулярно с поверхности ротора и синфазно с его S вращением. (Л со О5 ел 13

Изобретение относится к балансировочной технике и может быть использовано для автоматической балансировки роторов лучом лазера.

Известен способ автоматической балансировки роторов, заключающийся в том, что разгоняют ротор до частоты балансировки, измеряют величину и угол дисбаланса и осуществляют коррекцию дисбаланса импульсным лучом лазера 1 .

Известно устройство для автоматйческой балансировки роторов, содержщее основание, закрепленные на нем подвес для установки ротора, лазер, фокусирующую систему, расположенную по ходу луча лазера, последовательно соединенные измеритель дисбаланса и усилитель, выход которого подключен к ч,ходу лазера .

Недостатками известных способа и устройства являются низкая точность и производительность балансировки, так как вследствие соизмеримости длительности импульсов генерации лазера и периода вращения ротора, след на поверхности ротора при коррекции дисба,панса приобретает каплевидную или бомбообразную форму Величина одновременно удаляемой массы уменьшается с ростом скорости вращения ротора, а качество поверхности ротора ухудшается из-за образования легкоотлетающих при эксплуатации ротора застывших капель металла, возникающих при взаимодействии лазерного луча с материалом ротора.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ автоматической балансировки роторов, заключающийся в том, что разгоняют ротор до частоты балансировки, измеряют величину и угол дисбаланса, фокусируют луч лазера посредством оптической системы на поверхности ротора и осуществляют коррекцию дисбаланса лучом лазера в зависимости от замеренных величины и угла дисбаланса.

Инициируют лазер в момент прохождения тяжелого места мимо фокуса оптической системы и перемещают фокус оптической системы синхронно с инициированием лазера в плоскости, перпендикулярной направлению лазерного луча Г2 .

Наиболее близким по технической . сущности к изобретению является устройство для автоматической балансировки роторов 5 содержащее основание, закрепленные на нем подвес для установки роторов, лазер, фокусирующую оптическую систему, расположенную по ходу луча лазера и выполненную в виде корпуса, установленных

в нем объектива, плоской пружины, закрепленной одним концом в корпусе, а другим - на объективе, и вибровозбудителя, взаимодействующего с пружиной в направлении, перпендикулярном

ее плоскости, и последовательно соединенные измеритель дисбаланса, связанный с подвесом,и усилитель, связанный с входом лазера Г 3.

Недостатками известных способа и устройства являются низкая точност балансировки за счет наличия электронных блоков, преобразующих и обрабатывающих сигнал дисбаланса, вносящих свои конечные фазовые ошибки в выходные результаты балансировки, а также низкая производительность, обусловленная необходимостью затрат времени на расфокусировку луча оператором в зависимости от величины дисбаланса и компенсации угловых погрешностей электронных блоков.

Цель изобретения - повьш ение точности и производительности балансировки.

Поставленная цель достигается тем что,согласно способу автоматической балансировки роторов, заключающемуся в том, что разгоняют ротор до частоты балансировки, измеряют величину и угол дисбаланса, фокусируют луч лазера посредством оптической системы на поверхности ротора и осуществляют коррекцию дисбаланса лучом лазера в зависимости от измеренных величины и угла дисбаланса, коррекцию дибаланса осуществляют при перемещении фокуса оптической системы перпендикулярно поверхности ротора и синфазно с его вращением.

В устройстве для автоматической балансировки роторов, Содержащем основание, закрепленные на нем подвес для установки ротора, лазер, фокусирующую оптическую систему, расположенную по ходу луча лазера и выполненную в виде корпуса, установленных в нем объектива, плоской пружины, закрепленной одним концом в корпусе, а другим - на объективе, и вибровозбудителя, взаимодействующего с пружиной в направлении, перпендикулярном ее плоскости, и последовательно соединенные измеритель дисбаланса, связанный с подвесом, и усилитель, вибровозбудитель связан с выходом усилителя, а плоскость пружины установлена перпендикулярно оптической оси объектива, фокус которого установлен на расстоянии ,1Р1 от поверхности ротора, где F - фокусное расстояние объектива.

На фиг. 1 представлена схема устройства для автоматической балансировки вращающегося ротора; на фиг. 2 - узел крепления элемента оптической системы на вибраторе.

Устроистио п.11я аптоматичсской ба.панг.нропки ротсфоБ содержит осноиание 1 , чакреплеиные на нем подвес 2 дли установки рогорп 3, лазер -ч и фокусирукяцун) оптическую систему 5, расположенную по ходу луча лазера А и выполненную в виде корпуса 6, установленно1Ч) в нем объектива 7, плоской пружины 8, ялкрепленноГг одним концом в корпусе Ь, а другим - на объектнво 7, и вябропозбудителя 9, взаимодействующего с прхткиной 8 в направлении, перпендикулярном ее плоскости, поелодовательпо соединенные измеритель 10 дисбаланса, связанный с подвесом 2., и усилитель 11, выход которого связан с входом вибровозбудителя 9, а плоскость 12 пружины 8 установлена перпендикулярно оптической оси 13 объектива 7, фокус 14 которого расположен на расстоянии ДР О,IF от поверхности ротора 3. Устройство содержит также постоянный магнит 15, закрепленньй на пружине 8, посредством которого она взаимодействует с вибровозбудителем 9.

Устройство, реализующее способ, работает следующим образом.

Неуравновешенньв1 ротор 3, установленный в подвесе 2, разгоняют до частоты балансировки. Вращаясь, он вызывает переменные нагрузки в подвесе 2, воспринимаемые измерителем 10 дисбаланса, преобразующим их в электрический сигнал, пропорциональньй величине и углу дисбаланса, который усапивается усилителем 11 и передается на вибровозбудитель 9, жестко соединенный с объективом 7 оптиче;кой системы 5, вызывая его колебания с частотой вращения ротора 3. Вибровозбудитель 9 подбирают из условия обеспечения смещения Л объектива от расфокусированного положения до сфокусированного подбором длины или жесткости пружины 8.

На фиг. 2 объектив оптической системы 5 показан в исходном (среднем) положении, когда луч лазера 4 не сфокусирован на поверхности ротора 3. При наличии дисбаланса вибровозбудитель 9 осуществляет перемещение объектива 7 оптической системы 5, а следовательно и его фокуса 14, перпендикулярно поверхности ротора 3 так, что его фокус 14 в верхнем крайнем положении совмещается с поперхиостью балансируемого ротора 3. Так как фокус 1Д объектива 7 оптическсзй системы 5 колеблется синфазмо с врао еннем ротора 3, то в момент этого совмещения ротор 3 попернут к фокусу 14 тяжелым местом. Лазер включается в режиме непрерывной генерагии импульсов, однако дисбаланс корректируется только при совмещенном по.гтожении.

При уменьшении дисбаланса до минимального значения исчезают переменные нагрузки в подвесе 2, прекращаютел колебания объектива 7, луч лазера оказывается расфокусированным, и процесс балансировки прекращается.

Использование способа автоматической балансировки с использованием нового устройстёа позволяет повысить точность и производительность балансировки за счет уменьшения угловых погрешностей электронных: блоков и сокращения вспомогательных операций при коррекции дисбалансов лучом лазера.