Балансировочный станок Советский патент 1980 года по МПК G01M1/22 

Изобретение отн.Сится к балансировочной технике и может быть использовано для динамической балансировки роторов.

По основному авт.св. 531052 известен балансировочный станок, содержащий подвижные опоры; датчики вибрации, установленные на опорах; решающее устройство, подключенное к датчикам; селективный усилитель; формирователь импульсов; строболампу и цепь положительной обратной связи, выполненную в виде блока с переменным коэффициентом усиления, вход которого подключен к выходу решающего устройства селективного усилителя, связанного с выходом блока с переменным коэффициентом усиления, и блока изменения амплитуды и фазы сигнала, вход которого подключен к выходу селективного усилителя, а выход соединен со вторым входом блока с переменным коэффициентом усиления и с формирователем импульсов.

Однако в данном балансировочном станке изменение фазы сигнала обратной связи (особенно при изменении скорости вращения балансируемого

ротора) осуществляется вручную, что делает невозможным автоматизацию процесса балансировки и, следовас тельно, снижает его точность и производительность .

Цель изобретения - повышение точности и производительности балан Q сировки.

Для этого балансировочный станок снабжен блоком экстремального регулирования, вход которого подключен к выходу блока изменения амплитуды и фазы сигнала, генератором электрических колебаний ультразвуковой частоты, блоком переключения, входы которого связаны с выходами блока экстремального регулирования и генератора, пьезоэлектрическими преобразователями, электроды которых соединены с выходами блока переключения, а блок изменения величины и фазы сигнала включает в себя 25 электромеханический фазовращатель, ротор которого упруго связан с пьезоэлектрическими преобразователями ,

На фиг.1 дана блок-схема предлагаемого балансировочного станка;

на фиг.2 - конструкция пьезоэлектрических преобразователей с ротором. Балансировочный станок содержит подвижные опоры 1, датчики 2 вибрации, установленные на опорах 1, решающее устройство 3, подключенное к датчикам 2, цепь обратной связи, содержащая блок 4 с переменным коэффициентом усиления, вход которого подключен к выходу решающего устройства 3, селективный усилитель 5, подключенный к выходу блока 4 с переменным коэффициентом усиления, ивадикатор б, блок 7 изменения амплитуды и фазы сигнала, выходы которых подключены к выходу селективного усилителя 5, последовательно соединенные дифференцирующую цепь 8,формировател импульсов 9 и строблампу 10, блок 11 экстремального регулирования, вход которого совместно со входом дифференцирующей цепи 8 подключен к выход блока изменения амплитуды и фазы сигнала, генератор 12 электрических колебаний ультразвуковой частоты, блок 13 переключения, входы которого с выходами блока 11 экстремального регулирования к генератора 12, пьезоэлектрические преобразователи. 14, имеющие продольно-изгибные колебания поверхности, электроды 15-18 которых соединены с выходами блока 13 переключения, кую 19 и упругую 20 опоры, в которые установлены пьезоэлектрические преобразователи 14. Блок изменения величины и фазы сигнала имеет электромеханический фазовращатель 21, вал 2 которого ynpyiro связан с пьезоэлектрическими преобразователями 14 „

Станок работает следующим образом.

Сигналы датчиков 2, пропорциональные дисбалансу балансируемого ротора поступают на решагадее устройство 3,

После компенсации взаимного влияния плоскостей коррекции, осуществляемой решающим устройством 3,, сигнал подается на вход блока 4 с переменны1 1 коэффициентом усиления и далее через перестраиваемый селективный усилитель 5 поступает на индикатор 6, определяющий величину дисбаланса, и на вход блока 7 изменения амплитуды и фазы сигнала положительной обратной Связи,

Сигнал обратной связи V«,c. выхода блока 7 подается на блок 11 экстрем.ального регулирования, на блок 4 с переменным коэффициентом усиления и через дифференцируклдую цепь 8 и формирователь импульсов 9 на строболампу 10.

Сигнал на выходе блока 11 экстремального регулирования равен нулю когда входной сигнал достигает максимального значения Ve и изменяется пропорционально его увеличению или

уг 1еньшению. Этот сигнал, поступая на блок 13 переключения, подключает генератор 12 ультразвуковой частоты к соответствующим электродам пьезоэлектрических преобразователей 14, осуществляя реверсирование вращения вала 22 фазовращателя 21.

При подаче напряжения к эпекгродам 15 и 16 в пьезоэлектрических преобразователях 14 возбуждаются продольные резонансные колебания на частоте основной гармоники и поперечные изгибные колебания. Размеры пьезоэлектрических преобразователей 14 и упругие постоянные их материала выбраны такими, что частота резонансных изгибных колебаний основной формы находится вблизи частоты резонанса продольных колебаний, а фазы изгибных и продольных колебаний отличаются друг от друга на определенную величину дЗ , в результате йсе точки поверхности поеобразователей 14 (кроме узловых) совершают эллипсообразные колебания а высокочастотные косые соударения, возникающие в местах контакта с валом 22, вызывают его вращение.

В зависимости от соотношения фаз сигналов Vc и Vo.c. на выходе блока экстремального регулирования получается сигнал, который действует на блок 13 переключения и осуществляет вращения фазовращателя 21.

Максимальный входной сигнал на входе блока 11 экстремального регулирования и ноль на его выходе получится тогда, когда сигналы Vc и Vo.c.становятся синфазными. При любом отличии фаз этих сигналов, на выходе.блока 1L экстремального регулирования появляется соответствующий сигнал, осуществляющий вращени вала 22 фазовращателя 21 в ту или другую с- орону. Таким образом, автоматически поддерживается положительная обратная связь, и строболампа 10 запускается импульсами, сформированными из сигнала положительной обратной связи, который в данном случае является синфазным сигналу дисбаланса Vc , а фаза сигнала дисбаланса определяется с помощью строболампы 10 известными гдатодами.

Постоянная.времени фазовращателя 21 с указанным приводог мала и сставляет десятые доли ьетллисекундыг так как вал 22 может быть выполнен из легких сплавов. При отклонений питания пьезоэлектрических преобразователей 14 они становятся тормозящими элементами, что также способствует уменьшению постоянной времени фазовращателя о

Формула изобретенип

Балансировочный станок по авт. св. № 531052, о т л ч а ю и; и и