Устройство для балансировки роторов Советский патент 1980 года по МПК G01M1/36 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для дистанционной балансировки роторов машин в процессе их работы. Известно устройство для балансировки роторов, содержащее корпус, два корректирующих механизма в виде кольца с эксцентричными массами и механизмы их поворота в виде фрикционной передачи и серводвигателя, устанавливаемых на валу балансируемого ротора 1. Недостатками данного устройства являются его сложность и ненадежность в работе. Кроме того, наличие в устройстве большого количества деталей, вращающихся вмес те с ротором, использование серводвигателя увеличивают его габариты и являются дополнительными источниками вибрации. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является устройство для балансировки роторов, содержащее корпус, два корректирующих механизма, выполненных каждый в виде втулки, закрепляемой на валу балансируемого ротора, и кольца с эксцентричной массой, фрикционно установленного на внешней поверхности втулки с возможностью поворота вокруг своей оси, и два электромагнита, закрепленных в корпусе над внешней поверхностью каждого кольца 2. Недостатком устройства является низкая точность и ограниченная производительность, обусловленные сложной конструкцией и невозможностью реверсивного вращения колец с эксцентричной массой при коррекции дисбалансов роторов. Цель изобретения - повыщение точности и производительности балансировки. Цель достигается тем, что устройство снабжено двумя кольцами с концентричными массами, установленными каждое на внещней поверхности втулки с возможностью поворота вокруг своей оси, двумя электромагнитами, закрепленными в корпусе над внешней поверхностью каждого кольца с концентричной массой, и роликами, на каждой втулке выполнены пояски, между которыми установлены два кольца; одно с концентричной массой, а другое - с эксцентричной, ролики установлены на поясках и кинематически связывают каждую пару

колец, а последние выполнены из магнитного материала.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Устройство для балансировки роторов содержит корпус 1, два корректирующих механизма 2 и 3, выполненных каждый в виде втулки 4, закрепляемой на валу балансируемого ротора 5, пары колец, состоящей из кольца 6 с концентричной массой и кольца 7 с эксцентричной массой с радиальным отверстием 8, установленных по посадке с зазором на внещней поверхности втулки 4 с возможностью поворота вокруг своей оси, двух электромагнитов 9 и 10, закрепленных в корпусе 1 над внещней поверхностью колец 6 и 7, и роликов 11, на каждой втулке выполнены пояски 12-14, между которыми расположены указанные кольца 6 и 7, ролики 11 установлены с помощью щтифтов 15 на поясках 12-14 равномерно по всей их длине и кинематически связывают кольца 6 и 7. Осевое поджатие колец 6 и 7, выполненных из магнитного материала, осуществляется поджатием поясков 13 и 14 с роликами 11.

Устройство работает следующим образом.

С помощью колец 7 с эксцентричными массами в плоскостях коррекции ротора 5 создают корректирующие воздействия, направленные на компенсацию его неуравновещенной массы.

Величина корректирующего воздействия определяется взаимным расположением колец. 7. Противофазное расположение центров масс колец 7 обеспечивает получение значений дисбаланса в пределах от О до его максимальной величины. Требуемый угол характеризующего воздействия достигается за счет совместного поворота пары колец 7 относительно ротора 5. Поворот колец 6 и 7 относительно ротора 5 осуществляется за счет приложения к кольцу 6 с концентричной массой (поворот по направлению вращения ротора) или к соответствующему ему кольцу 7 с эксцентричной массой (поворот в сторону, противоположную направлению вращения ротора) радиального статического усилия.

Статическое усилие создается за счет включения соответствующих электромагнитов 9 или 10, расположенных в корпусе 1. За счет фрикционного сцепления колец 6 или 7 и вращающегося ротора 5 при наличии разницы в диаметрах их сопрягаемых цилиндрических поверхностей кольца б и 7 начнут соверщать относительно него вращательное движение с угловой скоростью

0) 0)p(l--jM.

где шр - угловая скорость вращения ротора 5,

dp-посадочный диаметр втулки 4; ёк- посадочный диаметр кольца 6 или 7.

При малых значениях разности (ёц-dp) относительная скорость вращения колец 6 и 7 может принимать значения порядка 0,5-2 об/мин, которые обеспечивают плавную и точную балансировку.

При приложении статического радиального усилия к кольцу 7, оно будет образовывать с втулкой 4 фрикционную пару, в которой ведущим элементом будет являться ротор 5, а ведомым - кольцо 7. Направление вращения кольца 7 относительно ротоpa 5 будет происходить в направлении, противоположном направлению вращения ротора и следовательно в этом же направлении будет перемещаться заданный дисбаланс кольца 7. Кольцо 6, связанное с кольцом 7 посредством роликов 11, расположенных в

центральном пояске 12 втулки 4, будет совершать вращение по направлению вращения ротора 5. Поскольку кольцо б уравновещено, его вращение не скажется на величине дисбаланса ротора 5.

При приложении усилия к кольцу б (включением электромагнита 9) оно будет вращаться в направлении, противоположном направлению вращения ротора 5, а кольцо 7, связанное с ним через ролики 11 - в направлении вращения ротора 5.

Для остановки вращения колец 6 и 7 относительно ротора 5 электромагнит 9 или 10 выключается. Кольца 6 и 7 фиксируются на роторе за счет действия силы трения в фрикционном зацеплении. Связь колец б и 7 через ролики 11 не позволяет им перемещаться относительно ротора 5 при его пусках, остановках и резком изменении скорости.

Использование принципа поворота колец за счет фрикционного взаимодействия колец, с закрепленной на роторе промежуточной втулкой, введение дополнительных колец с концентричными массами, связанных с кольцами с эксцентричными массами посредством роликов, применение электромагнитов для ввода кольца с втулкой и фрикционное взаимодействие позволили существенно упростить конструкцию устройства, повысить точность и производительность его работы.

Формула изобретения

Устройство для балансировки роторов, содержащее корпус, два корректирующих механизма, выполненных каждый в виде втулки, закрепляемой на валу балансируемого ротора, и кольца с эксцентричной массой, фрикционно установленного на внещней поверхности втулки с возможностью поворота вокруг своей оси, и два электромагнита, закрепленных в корпусе над внещней поверхностью каждого кольца, отличающееся те.м, что, с целью повышения точности и производительности балансировки, оно

снабжено двумя кольцами с концентричными массами, установленными каждое на внешней поверхности втулки с возможностью поворота вокруг своей оси, двумя электромагнитами, закрепленными в корпусе над внешней поверхностью каждого кольца с концентричной массой, и роликами, на каждой втулке выполнены пояски, между которыми установлены два кольца: одно с концентричной массой, а другое - с эксцентричной, ролики установлены на поясках и кинематически связывают каждую пару колец, а последние выполнены из магни-ного материала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент ФРГ № 2025294, кл. G 01 М 1/36, 1972.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 468123, кл. G 01 М 1/38, 1973 (прототип).

-- //////////////////

/I -A