Автобалансирующее устройство Советский патент 1992 года по МПК G01M1/36 

Изобретение относится к области балансировочной техники, касается элементов конструкции устройств с автоматической балансировкой и может быть применено при балансировке машин и приборов на закритической частоте вращения„

Известно автобалансирующее, устрой ство, содержащее кольцевую камеру, дисковую поперечную перегородку с центральным отверстием, кольцо из пористого материала, соединяющее перегородку с внутренней поверхностью кольцевой камеры и корректирующую жидкость.

Недостатками описанного устройства являются сложность конструкции, узкие эксплуатационные возможности, в связи с возможностью работы только при вертикальном положении ротора

а также невысокая точность балансировки, поскольку корректирующей мае сой является жидкость. Снабдить устройство корректирующей массой в виде шаров не представляется возможным, так как этому препятствуют радиальные ребра, которые предназначены для демпфирования колебаний жидкости.

Известно также автобалансирующее устройство, содержащее цилиндрическую обойму с внутренней тороидальной полостью, размещенные в ней корректирующие массы в виде шаров м демпфирующая жидкость, при этом на основании закреплен узел осевого перемещения корректирующих масс, выполненный в виде постоянного магнита в форме полукольца, установленного соосно с обоймойо

vl

w

э

N0

о

СП

В данном устройстве постоянный магнит в форме полукольца не только усложняет устройство, но и создает помехи в традиционном процессе автоматической балансировки, поскольку он на половину оборота прижимает шары к стенке торообразной полости Не исключена ситуация, когда все шары в цилиндрической обойме занимают положение против постоянного магнита и постоянно проскальзывают относительно цилиндрической обоймы. Более того, сам замысел известного решения, направленный по сути на снижение трения, не позволяет уменьшить трение балансировочных шаров с демпфирующей жидкостью Именно демпфирующая жидкость создает наибольшее сопротивление перекатыванию балансировочных шаров. Причем это сопротивление многократно превышает то сопротивление, которое создается в процессе трения-качения балансировочных шаров по беговой дорожке, В известном устройстве демпфирующая жидкость полностью покрывает балансировочные шары во время работы и поэтому является постоянным по времени и существенным по значению препятствием на пути их своевременного перекатывания

Наиболее близким к предлагаемому является автобалансирующее устройство, содержащее кольцевой корпус и полое кольцо с закрытой крышкой рабочей полостью, частично заполненной шарами и жидкостью, а также с резервной полостью, которая отделена от рабочей полости кольцевой перегородкой, оснащенной буртиком с кольцевым рядом осевых отверстий.

С началом вращения такого устройства жидкость вовлекает шары в работу и большей частью перетекает в резервную полость. В рабочей полости остается кольцевой слой жидкости толщиной 10-20% от диаметра балансировочного шара. Такой слой жидкости уже практически мало препятствует своевременному перекатыванию шаров и является достаточным для смазки и демпфирования колебаний

10

15

Однако известное устройство имеет сложную конструкцию, что обусловлено раздельным выполнением кольцево го корпуса и полого кольца, а также необходимостью выполнять кольцевую

20

25

17322054

перегородку с буртиком и рядом осевых отверстий

При наличии кольцевой перегородки и буртика с рядом осевых отверстий известное устройство может полноценно работать только при гори- зонтальном положении ротора, что свидетельствует об узких эксплуата - ционных возможностях

Цель изобретения - упрощение конструкции

Цель достигается тем, что в автобалансирующем устройстве, содержащем кольцевой корпус с закрытой крышкой рабочей полостью, частично заполненной шарами и жидкостью, и с резервной полостью, предназначенной для заполнения жидкостью при вращении, крышка выполнена с кольцевым торцовым элементом, расположенным с внутренней стороны рабочей полости

Благодаря выполнению торцового элемента отпадает необходимость выполнять раздельно кольцевой корпус и полое кольцо, а также оснащать устройство кольцевой перегородкой с буртиком и множеством осевых отверстий.

На фиг.1 изображено автобалансирующее устройство, исходное положение; на - то же, рабочее положение

Автобалансирующее устройство содержит кольцевой корпус 1 с рабочей полостью 2, закрытой крышкой 3, которая выполнена с кольцевым торцовым элементом , расположенным с внутренней стороны рабочей полости 2

Рабочая полость 2 занимает горизонтальное положение и частично заполнена балансировочными шарами 5 и жидкостью 6, в качестве которой используется минеральное масло Копи- чество балансировочных шаров 5 принимается равным не менее двух и не Со- лее половины длины окружности рабочей полости 2

По внешней образующей торцового элемента k выполнена кольцевая проточка 7, образующая с наружной Стенкой 8 кольцевого корпуса 1 резервную полость 9, предназначенную для заполнения жидкостью при вращении

Резервная полость 9 размещена непосредственно над рабочей полостью 2

Автобалансирующее устройство работает следующим образом.

30

35

40

45

50

55

51

В исходном положении устройства балансировочные шары 5 занимают произвольное положение относительно боковых стенок и полностью покрыты жидкостью 6 (фиг.1).

С началом вращения жидкость 6 за счет вязкости вовлекает балансировочные шары 5 во вращение и под действием центробежной силы начинает перетекать в резервную полость 9. При устойчивом вращении устройства жидкость 6 занимает на внутренней поверхности наружной стенки 8 форму кольцевого слоя, толщина которого составляет 5-20% от диаметра балансировочных шаров 5 (фиг02).

Такое незначительное количество жидкости является достаточным для смазки и демпфирования колебаний балансировочных шаров 5, а также является благоприятным для их своевременного перекатывания с минимальным сопротивлением. Перекатывание шаров при автоматической балансировке направлено в сторону, противоположную от смещения центра масс вращающейся системы, и осуществляется под воздействием касательной составляющей центробежной силы„

После достижения устройством за- критической частоты воащения балансировочные шары 5 балансируют вращающуюся систему без вмешательства извне, автоматически„

322056

Си снижением оборотов устройства жидкость 6 совершает возврат в рабочую полость 2 и после его остановки полностью покрывает шары 5. При последующем включении цикл повторяется, Аналогичным образом устройство работает при вертикальном положении полости 2

рабочей

По сравнению с прототипом технико-экономическими преимуществами нового устройства является упрощение конструкции за счет того, что из

устройства исключается значительно больше признаков, чем вводится„ Одновременно достигается расширение эксплуатационных возможностей за счет обеспечения условий полноценной

работы при вертикальном и горизонталь- ном положениях ротора„

Формула изобретения

Автобалансирующее устройство, содержащее кольцевой корпус с закрытой крышкой рабочей полостью, частично заполненной шарами и жидкостью, и с резервной полостью, предназначенной

для заполнения жидкостью при вращении, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции, крышка выполнена с кольцевым торцовым элементом, расположенным с внутренней стороны рабочей полости.

Изобретение может быть использовано для балансировки машин и приборов на за критической частоте вращения Целью изобретения является упрощение конструкции путем объединения корпуса и полого кольца. Устройство содержит корпус с рабочей полостью, закрытой крышкой, выполненной с кольцевым торцовым элементом. Рабочая полость частично выполнена шарами и жидкостью. Резервная полость предназначена для заполнения жидкостью при вращении. При разгоне жидкость вовлекает шары во врат щение и перетекает в резервную полость. На за критической частоте вращения шары самоустанавливаются в положение, противоположное дисбалансу, 2 ил. i О) с

5 7 9

S