Устройство для автоматической балансировки роторов в процессе их вращения Советский патент 1988 года по МПК G01M1/38 

Изобретение относится к балансировочной технике, а именно к конструкции устройств для автоматической балансировки роторов в процессе их вращения,

Целью изобретения является повышение точности и производительности за счет непрерывного контроля дисбаланса и одновременной коррекции в двух плоскостях,

На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого устройства;на фиг,2 - схема формирования и сравнения; на фиг.З - диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит датчики 1-4 дисбаланса, расположенные попарно в двух перпендикулярных плоскостях, проходящих через ось вращения балансируемого ротора 5, соединенную с датчиками 1-4 дисбаланса схему 6 формирования и сравнения, соединенную с ее выходами схему 7 синхронизации, две идентичных системы коррекции, каждая из которых выполнена в виде силового лазера 8 (9) с блоком 10 (11) коррекции, соединенным с соответствующим выходом схемы 7 син хро- низации, связанной с лазером схемы 12 (13) сервоэлектроники и формирователя 14 (15) оптического излучения, и датчики 16 и 17 положения,выходы которых соединены с соответствующими входами схемы 7 синхронизации и вторыми входами соответствующи схем 12 и 13 сервоэлектроники, первые входы которых соединены с выходами схемы 6 формирования и сравнения, вьтолненной в виде двойного моста 18 входы которого соединены с выходами датчиков 1-4 дисбаланса, соединенными с выходами моста операционными усилителями 19 и 20 и соединенными с выходами последних выходным усилителем 21,

Устройство работает следующим образом.

Для выработки сигналов рассогласования в двух взаимно перпендикулярных плоскостях используются сигналы со всех четьфех датчиков 1-4 дисбаланса. Смещение этих сигналов по определенной логике происходит в схеме 6 формирования и сравнения. Сигналы датчиков 1-4 дисбаланса поступают на входы схемы 6 формирования и сравнения (фиг.2), которая содержит двойной мост 18, на выходах которого фор0

5

мируются сигналы, пропорциональные угловому сдвигу дисбаланса относительно горизонтальной и вертикальной осей. Эти сигналы поступают на входы операционных усилителей 19 и 20, на выходе которых формируются сигналы, характеризующие угловой сдвиг и амплитуду дисбаланса с учетом

0 влияния изменения величин сигналов на выходах датчиков. Так, например, сигнал от первого датчика 1 дисбаланса поступает на вход Вертикальный правый, проходя через двойной

5 мост 18 по пути наименьшего сопротивления, поступает на вход + операционного усилителя 19, таким образом, сигнал - получается меньше, чем +, и следовательно, на выходе операционного усилителя 19 получается значение величин сигналов по вертикали положительными. Одновременно сигнал поступает на вход - операционного усилителя 20, аналогично сигнал со знаком - получается меньше, чем с + на выходе, знак - получается меньше, чем +, и следовательно, на выходе операционного усилителя получается значение вели0 чин сигналов по горизонтали положительными. Б-результате этого результирующие сигналы будут расположены во втором квадранте, как показано на фиг.За. Аналогичным образом будет работать схема и с сигналами, поступающими от датчиков 2-4 дисбаланса.

Соответствующие диаграммы, показанные на фиг.За, б, в, г, д, к, получены ,на экране осциллографа путем подачи сигналов с выхода операционного усилителя 19 на вход Вертикальный усилитель осциллографа, а с выхода операционного усилителя 20 - на вход Горизонтальный усилитель осциллографа. Для управления схемами 12 и 13 сервоэлектроники, т.е. отработки фазового угла, необходимо сигналы с выходов операционных усилителей 19 и 20 подать на входы выходного усилителя 21, второй канал которого работает в инвертируемом режиме, т.е. переворачивает

сигнал на 180 . I

При поступлении сигналов дисба- 5 ланса на все входы на выходе схемы 6 формирования и сравнения получаются сигналы углового сдвига и амплитуды дисбаланса с учетом влияния четырех датчиков 1-4 дисбаланса.

5

0

5

0

Эти сигналы поступают в блок 7 синхронизации, где они сравниваются по фазе с сигналами, вырабатываемыми датчиками 16 и 17 положения и определяющими положение фокуса формирователей 14 и 15 систем коррекции.

При совпадении сигналов во времени, что соответствует положению фокуса против тяжелого места ротора 5, блок 7 синхронизации осуществляет запуск силовых лазеров 8 и 9,мощность которых регулируется с помощью блоков 10 и 11 управления в зависимости от величины сигналов, поступающих от схемы 6 сравнения и формирования. Схемы 12 и )3 сервоэлектро- ники управляют вращением формирователей 14 и 15 оптического излучения, угловое положение и скорость которых определяются сигналами, поступающими на их входы с выходов схемы 6 формирования и сравнения. Вследствие этого происходит удаление неуравновешенных масс ротора 5 под воздействием лазерного излучения в соответствии с показаниями датчиков 1-4 дисбаланса на обеих плоскостях ротора.

Наличие четырех датчиков позволяет излучению следить за движением тяжелого места ротора пропорционально его неуравновешенности в двух плоскостях и проводить съем массы одновременно с двух сторон. Испаряя неуравновешенную массу с двух сторон одновременно, датчики как бы отслеживают создавшееся состояние и характер поведения ротора при съеме неуравновешенной массы и выдают уже скорректированные показания и сигналы для дальнейшего съема неуравновешенной массы ротора.

Применение двух силовых лазеров позволяет повысить эффективность про цесса уравновешивания роторов, точность балансировки становится вьпие за счет отпадения операции съема ротора его поворота на 180 ния операции обработки.

и повторе10

f5

20

25

30

35

40

45

Ф

ормула изобретения

Устройство для автоматической, балансировки роторов в процессе их вращения, содержащее два датчика дисбаланса, соединенную с ними схему формирования и сравнения, два датчика положения, схему синхронизации, входы которой соединены с выходами схемы формирования и сравнения и дат- чикой положения, и систему коррекции, выполненную в виде силового лазера с блоком управления, соединенным с выходом схемы синхронизации, связанной с силовым лазером схемы сервоэлектроники, вход которой соединен с выходом схемы формирования и сравнения, и формирователя оптического излучения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и производительности, оно снабжено соединенными с соответствующими входами схемы формирования и сравнения третьим и четвертым датчиками дисбаланса, расположенными в плоскости, перпендикулярной плоскости расположения первого и второго датчиков, и второй, идентичной первой, системой коррекции, блок управления которой соединен с соответствующим выходом схемы синхронизации, а схема сервоэлектроники - с соответствующим вьпсодом схемы формирования и сравнения, вторые входы схем сервоэлектроники- соединены с выходами соответствующих датчиков положения, а схема формирования и сравнения выполнена в виде двойного моста, входы которого представляют собой входы схемы формирования и сравнения, соединенных с выходами двойного моста двух операционных усилителей и соединенного с выходами последних выходного усилителя, выходы которого представляют собой выходы схемы формирования и сравнения.

Изобретение относится к балансировочной технике. Цель изобретения - повышение точности и производительности за счет непрерьтного контроля и.одновременной коррекции в двух плоскостях. Сигналы с датчиков 1-4 дисбаланса через схему 6 формирования и совпадения и схему 7 синхронизации поступают на схемы 12 и 13 сер- воэлектроники и блоки 10 и 11 управления силовыми лазерами 8 и 9,которые осуществляют съем массы одно- временно с двух сторон балансируемого ротора 5. 3 ил. I ел