Устройство для балансировки роторов Советский патент 1982 года по МПК G01M1/38 

Изобретение относится к балансировочной технике и может быть использовано в любой отрасли машиностроения для динамической балансировки роторов.

Известно устройство для балансировки роторов, содержащее вал для установки балансируемого ротора,привод вращения вала, цилиндрическую емкость с жидкостью, закрепленную на валу, и балансировочные резервуары, радиально расположенные относительно ротора и сообщенные с цилиндрической емкостью посредством трубопроводов , связанных со стендовой магистралью Си

Недостатком устройства является это, что перетекание жидкости из цилиндрической емкости в балансировочные резервуары ведет к постоянному расходу жидкости из магистрали, что требует наличия дополнительных конструктивных элементов, снижающих качество балансировки.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для балансировки роторов, содержащее вал для установки балансируемого ротора, цилиндрическую емкость с жидкостью, закрепленную

на валу, и кольцевую камеру с жидкостью, размещенную коаксиально с цилиндрической емкостью. Связь между цилиндрической емкостью и кольцевой камерой осуществляется посредством трубопроводов КТ.

Недостатком устройства является невозможность качественной балансировки роторов в докритической и за10критической зонах вращения, так как наличие жесткой связи (трубопроводов) между цилиндрической емкостью и кольцевой камерой требует выполнение вала гибким, что не всегда воз15можно при балансировке тяжелых машин.

Цель изобретения - повышение качества балансировки за счет гашения колебаний вала в докритической и за20критической зонах вращения.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено сильфоном, размещенным в кольцевой камере и подпружиненным относительно одно25го из торцов, и коаксиально расположенными кольцевыми диафрагмами, закрепленными на другом торце кайзеры и образующими дополнительную емкость, сообщающуюся с цилиндрической ем30костью и камерой, которые связаны

между собой посредством упругих элементов .

На чертеже изображено устройство общий вид.

Устройство для балансировки роторов 1 содержит вал 2 для установки балансируемого ротора 1, выполненный с удлиненной конусной шейкой 3, закрепленную на шейке 3 вала 2 цилиндрическую емкость 4 с крышкой 5, в которой выполнены сквозные осевые отверстия 6 и 7, кольцевую камеру 8 образованную коаксиальныг и цилиндрами 9 и 10, закрытую с одной стороны крышкой 11 с осевьп и отверстиями 12 а с другой - кольцевой насадкой 13 с осев.ыми отверстиями 14 на его торцах и 15 на образующей. Кольцевая камера 8.размещена коаксиально с цилиндрической емкостью 4 и связана с ней посредством упругих элементов 16. Устройство содержит также сильФон 17, размещенный в кольцевой камере 8 и подпружиненный посредством пружин 18 и поршневого кольца 19 относительно крышки 11. Второй торец сильфона 17 закреплен между торцами камеры 8 и кольцевой насадки 13. В устройстве имеются коаксиально расположенные кольцевые диафрагмы 20 и 21, образующие дополнительную емкость 22, сообщающуюся с цилиндрической емкостью 4 и камерой 8 .и закрепленные на кольцевой насадке 13 камеры 8. В отверстии 6 крышки 5 и в отверстиях 15 насадки 13 установлены обратные клапаны 23 и 24. Устройство закрыто кожухом 25 с окнами 26 и 27. Цилиндрическая емкость 4, дополнительная емкость 22, кольцевая насадка 13 и сильфон 17 заполнены тяжелой жидкостью, например, насыщенным водным раствором водорастворимого соединения, имеющего плотность выше 3 г/см (насыщенный водный раствор йодистого калия).

Устройство работает следующим образом.

При вращении вала 2, на котором закрепляют балансируемый ротор 1, вращается вместе с ним цилиндрическая емкость 4. Вращающийся момент передается через упругие элементы 16 на кольцевую камеру 8.

При наличии дисбаланса на валу 2 под действием: центробежной силы вал 2 изгибается. Кольцевая камера 8 из-за податливости упругих элементов 16 смещается в противоположную дисбалансу сторону. Это объясняется тем, что центр многомассовой систеглы остается неподвижным и постоянным в пространстве.

При наличии значительного дисбаланса на валу 2 деформируется сильфон 17, создавая дополнительный эксцентриситет балансирующей массы насыщенного водного раствора. С увеличением числа оборотов увеличивается

центробежная сила, под действием которой расширяется сильфон 17 и перемещается пор11.невое кольцо 19, сжимая пружины 18. Воздух из по.-ости кольцевой камеры 8 выходит через отверстия 12. При этом в полости цилиндрической емкости 5 давление становится ниже атмосферного, открывается обратный клапан 23, и воздух через отверстие 6 попадает в полость цилиндрической емкости 4. С достижением определенного числа оборотов весь водный раствор перемещается в емкость 22, полость кольцевой насадки 13 и полость кольцевой камеры 8. Дальнейшее увеличение скорости вращения вала 2 приводит к попаданию воздуха в кольцевую насадку 13. В полостях емкости 22, кольцевой насадки 13 и камеры 8 жидкость распределяе,тся таким образом, что благодаря податливости упругих элементов она смещается в сторону, противоположную дисбалансу. Этим создается эксцентриситет балансирующей массы, что обеспечивает качественную автобалансировку вращающегося вала.

При наличии ударных вынужденных сил, воздействующих на вал 2, благодаря описанному принципу сохранения неподвижности центра многомассовой системы происходят быстрозатухающие колебания в противофазе цилиндрической емкости 5 и кольцевой камеры 8 с жидкостью 28, а также поршневого кольца 19. i

Энергия колебаний расходуется при этом на вязкое трение в упругих элементах 16, жидкости 28, кольцевых диафрагмах 20 и 21, сильфоне 17 и пружинах сжатия 18, а также на сухое трение поршневого кольца 19 и сильфона 17 о стенки цилиндров 9 и 10. Так происходит гашение колебаний вала 2, возникагэщих при ударных нагрузках.

Рабочий диапазон скоростей вращения вала начинается с момента попадания воздуха в цилиндрическую емкость 4 и выше.

При остановке вала 2 устройство поворачивают так, чтобы один из обратных клапанов 24 установился напротив окна 27. Нажимом клапана 24 производится выпуск воздуха из полостей кольцевой камеры 8. Пружины 18 возвращают поршневое кольцо 19 и камеру 8 в исходное положение.

При вертикальном расположении вала 2 выпуск воздуха производится через осевой клапан 23, а клапаны 24 отсутствуют.

Такое конструктивное выполнение устройства позволяет осуществлять качественную динамическую автобалансировку валов любой жесткости, работающих как в докрнтическои, так и закритической зонах, за счет гаиюния возникающих от ударколебаний вала, ных нагрузок. Формула изобретения Устройство для балансировки рото ров, содержащее вал для установки балансируемого ротора, цилиндрическую емкость с жидкостью, закрепленную на валу, и кольцевую камеру с жидкостью, размещенную коаксиально с цилиндрической емкостью, о т л и чающееся тем, что, с целью повышения качества балансировки за счет гашения колебаний вала в докри тической и закритической зонах вращения, оно снабжено сильфоном, раз15 27 16 мсщенны1.1 в кольцевой камере и подпружиненным относительно одного из торцов, и коаксиально расположенными кольцевыми диафрагмами, закрепленными на другом торце камеры и образующими дополнительную емкость, сообщающуюся с цилиндрической емкостью и камерой, которые связаны между собой посредством упругих элементов . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 561099, кл. G 01 М 1/38, 1976, 2 Авторское свидетельство СССР по заявке № 2595733/25-28, кл. G 01 М 1/38, 1978 (прототип).