RO123090B1 - Dispozitiv de echilibrare dinamică cu cuplaj magnetic - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la un dispozitiv de echilibrare dinamică cu cuplaj magnetic, destinat instalaţiilor de echilibrare dinamică a rotoarelor. Dispozitivul conform invenţiei este alcătuit dintr-un ansamblu rotativ conducător, ce cuprinde un arbore (1) gol, susţinut de două lagăre (2 şi 3) radiale fixe, solidar cu o carcasă (4), două flanşe (5 şi 6) laterale, cu rol de scuturi, care susţin nişte magneţi (7) permanenţi, dispuşi circular, cu direcţie de magnetizare axială, în structură heteropolară, ce cuprinde un arbore (8) central interior, susţinut în poziţie fixă, după direcţia axială, faţă de ansamblul rotativ conducător, prin intermediul unei articulaţii (9) sferice, amplasate în interiorul arborelui (1) gol şi sprijinite pe un prag al acestuia, arborele (8) central fiind solidar cu o flanşă (10) intermediară, interpusă între flanşele (5 şi 6) traversate de magneţii (11) permanenţi identici, ca diametru şi număr, cu ai subansamblului conducător, dispuşi, de asemenea, circular, cu direcţie de magnetizare axială în structură heteropolară, faţă în faţă cu magneţii (7) de pe flanşe (5 şi 6), şi cu care delimitează două întrefieruri axiale laterale flanşei (10), la nivelul cărora se produce fenomenul de cuplaj magnetic.

Description

Invenția se referă la un dispozitiv de echilibrare dinamică, cu un cuplaj magnetic, destinat instalațiilor de echilibrare dinamică a rotoarelor, respectiv, subansamblurilor în mișcare de rotație ale motoarelor de diferite tipuri, precum și ale mașinilor de lucru antrenate.

Se cunosc instalații de echilibrare dinamică într-un plan sau în două planuri, bazate pe antrenarea în mișcare de rotație, printr-un cuplaj mecanic elastic, a subansambluri rotor de echilibrat, sprijinit în lagăre cu suporți elastici sau rigizi, prevăzute cu traductoare de vibrație inductive sau piezo-electrice, ale căror semnale prelucrate furnizează informațiile necesare asupra nivelului de dezechilibru dinamic în planul analizat, pentru echilibrare adaugându-se sau prelevându-se material în punctele identificate de echipamentul de prelucrare a datelor.

Aceste instalații prezintă dezavantaje legate de precizia și costul mecanismelor de susținere și transmitere a mișcării de rotație, de inevitabilitatea perturbațiilor datorate cuplajului mecanic, de complexitatea traductoarelor de vibrație și a sistemului de prelucrare a datelor.

Problema tehnică pe care o rezolvă invenția constă în echilibrarea dinamică a rotoarelor de diferite tipuri cu un dispozitiv bazat pe cuplaj magnetic.

Dispozitivul de echilibrare dinamică, cu un cuplaj magnetic, conform invenției, înlătură dezavantajele menționate prin aceea că, pentru echilibrarea într-un singur plan, se utilizează o structură cu câmp magnetic heteropolar, asemănătoare cu cea de la cuplajele magnetice axiale, sincrone, cunoscute, realizată cu magneți permanenți, de mare energie și cu anizotropie ridicată, pentru transmiterea mișcării de rotație, fără contact mecanic, de la mecanismul de antrenare la subansamblul rotor al cărui dezechilibru se analizează astfel încât neuniformitatea din zonele de dezechilibru al repartiției forței centrifuge specifice determină existența, pe lângă mișcarea de rotație, și a unei mișcări de revoluție, a cărei amplitudine față de axa geometrică de simetrie poate fi măsurată cu un traductor de proximitate, inductiv, capacitiv, sau bazat pe alt principiu, față de o suprafață cilindrică solidară și concentrică cu rotorul, iar prin prelucrarea acestei informații se obțin datele privind mărimea și poziția dezechilibrului.

Invenția prezintă următoarele avantaje:

- simplitate constructivă și tehnologică;

- robustețe a mecanismelor în mișcare;

- sensibilitate ridicată;

- fiabilitate.

în continuare se prezintă principiul și un exemplu de realizare ale invenției, în legătură cu fig. 1 și 2, ce reprezintă:

- fig. 1 - principiul de identificare și măsurare a dezechilibrului unui rotor;

- fig. 2 - secțiune axială prin dispozitivul de echilibrare dinamică, cu un cuplaj magnetic, conform invenției.

Dispozitivul de echilibrare dinamică, cu un cuplaj magnetic, conform invenției (fig. 2), este alcătuit, pe de o parte, dintr-un ansamblu rotativ conducător, ce primește mișcarea de la mecanismul de antrenare și care cuprinde un cilindru-arbore gol 1, susținut de două lagăre radiale fixe 2 și 3, solidar cu o carcasă 4 neferomagnetică și două scuturi-flanșe 5 și 6 laterale ale acesteia, feromagnetice, purtătoare de magneți permanenți cilindrici 7, de mare energie și cu anizotropie ridicată, dispuși circular, cu direcție de magnetizare axială, în structura heteropolară, față în față, iar pe de altă parte, dintr-un subansamblu rotativ condus (prin interacție magnetică), cu rol de transmitere a mișcării de rotație la subansamblul rotor (pe care îl susține rigid) al cărui dezechilibru se analizează, subansamblu condus ce cuprinde un arbore central interior 8, susținutîn poziție fixă, după direcție axială, față de subansamblul

RO 123090 Β1 rotativ conducător, prin intermediul unei articulații sferice 9, amplasată în interiorul 1 cilindrului-arbore 1 și sprijinită pe un prag al acestuia; acest arbore central 8 este solidar cu o armătură-flanșă intermediară 10, din material neferomagnetic, interpusă între flanșele 5 3 și 6, traversată de magneți permanenți 11, identici ca diametru și număr ca la subansamblul conducător, dispuși, de asemenea, circular, cu direcție de magnetizare axială în structura 5 heteropolară, față în față cu magneții 7 de pe flanșele 5 și 6, și cu care delimitează două întrefieruri axiale laterale fianșei 10, la nivelul cărora se produce fenomenul de cuplaj 7 magnetic pentru mișcarea de rotație; arborele central 8 susține, solidar și concentric la partea superioară, în afara spațiului de interacție magnetică, un disc 12, față de a cărui suprafață 9 laterală traductorul de proximitate 13 detectează amplitudinea mișcării de revoluție față de axa geometrică de simetrie și, deci, a dezechilibrului rotorului R, care este amplasat solidar 11 concentric cu arborele 8, în imediata vecinătate, pe direcție axială.

Un exemplu de articulație sferică pentru dispozitivul de echilibrare dinamică, cu un 13 cuplaj magnetic, descris mai sus, constă, conform invenției, dintr-o pastilă-bucșă 14, fixată în interiorul arborelui 1, neferomagnetică, cu proprietăți de antifricțiune, pe care se sprijină 15 frontal liber sfera feromagnetică 15, solidară cu arborele central interior 8; la partea inferioară a acesteia, sfera este menținută în poziție axială stabilă, în raport cu pastila 14, prin atracție 17 cu un magnet permanent 16, pastila cilindrică magnetizată axial fiind amplasată sub sfera și solidară cu bucșa 14. 19

Dispozitivul de echilibrare dinamică, cu un cuplaj magnetic, conform invenției, descris mai sus, în funcție de mărimea cuplului necesar pentru antrenarea ansamblului în mișcare 21 de rotație (arbore interior și rotor de echilibrat), precum și în funcție de mărimea optimă a rigidității radiale de interacție magnetică, poate să adopte o variantă cu magneți permanenți 23 Ί ai subansamblului conducător și, respectiv, 11, ai subansamblului condus, dispuși circular pe un singur rând, sau o variantă cu magneți dispuși pe două rânduri, la diametre de 25 amplasare diferite și având, eventual, diametre diferite (magneți mai mari pe rândul cu diametru mai mare). 27

Dispozitivul de echilibrare dinamică, cu un cuplaj magnetic, descris mai sus, conform invenției, prin construcție, poate avea un decalaj radial al amplasamentului magneților 7 de 29 pe scuturile 5 și 6 ale subansamblului conducător față de magneții 11 de pe armătura intermediară 10a subansamblului condus, prin adoptarea unor diametre diferite ale cercurilor 31 mediane de amplasare, astfel încât se realizează, pe de o parte, forța nenulă de reacțiune magnetică la dezechilibre mici, iar pe de altă parte, amplasarea caracteristicii forța de 33 reacțiune - deplasare radială, respectiv, amplitudine mișcare de revoluție față de axa geometrică de simetrie, într-o zonă cu liniaritate cât mai pronunțată. 35

Dispozitivul de echilibrare dinamică, cu un cuplaj magnetic, de echilibrare dinamică în două planuri, conform invenției, este alcătuit din două dispozitive de echilibrare într-un 37 singur plan, ca cel descris mai sus, amplasate centrat în ceea ce privește subansamblurile rotative conducătoare, la cele două extremități, respectiv, capete de arbore - lăgăruire, ale 39 rotorului cu lungime semnificativă, raportată la diametrul propriu, al cărui dezechilibru se analizează, astfel încât informațiile se preiau separat și coroborat de la cele două traductoare 41 de proximitate, în raport cu suprafețele laterale ale discurilor 12 solidare cu cei doi arbori centrali 8, ai celor două dispozitive de echilibrare într-un singur plan. 43

Claims (6)

1. Revendicări

   1. Dispozitiv de echilibrare dinamică, cu un cuplaj magnetic, caracterizat prin aceea că este alcătuit, pe de o parte, dintr-un ansamblu rotativ conducător, ce primește mișcarea de la mecanismul de antrenare și care cuprinde un cilindru-arbore gol (1), susținut de două lagăre radiale fixe (2 și 3), solidar cu o carcasă (4) neferomagnetică și două scuturi-flanșe (5 și 6) laterale ale acesteia, feromagnetice, purtătoare de magneți permanenți cilindrici (7), dispuși circular, cu direcție de magnetizare axială, în structura heteropolară, față în față, și un subansamblu rotativ condus prin interacție magnetică, cu rol de transmitere a mișcării de rotație la subansamblul rotor (pe care îl susține rigid) al cărui dezechilibru se analizează, subansamblu condus care cuprinde un arbore central interior (8), susținut în poziție fixă, după direcție axială, față de subansamblul rotativ conducător, prin intermediul unei articulații sferice (9), amplasată în interiorul cilindrului-arbore (1) și sprijinită pe un prag al acesteia; acest arbore central (8) este solidar cu o armătură-flanșă intermediară (10), din material neferomagnetic, interpusă între niște flanșe (5 și 6), traversată de magneți permanenți (11) identici, ca diametru și număr, ca la subansamblul conducător, dispuși, de asemenea, circular, cu direcție de magnetizare axială în structura heteropolară, față în față cu magneții (7) de pe flanșe (5 și 6), și cu care delimitează două întrefieruri axiale laterale flanșei (10), la nivelul cărora se produce fenomenul de cuplaj magnetic; arborele central (8) susține, solidar și concentric, la partea superioară, în afara spațiului de interacție magnetică, un disc (12) față de a cărui suprafață laterală traductorul de proximitate (13) detectează amplitudinea mișcării de revoluție și, deci, a dezechilibrului rotorului (R), care este amplasat solidar concentric cu arborele (8), pe direcție axială.
2. 2. Dispozitiv de echilibrare dinamică, cu un cuplaj magnetic, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că articulația sferică, pe care se sprijină arborele central (8), constă dintr-o pastilă-bucșă (14) fixată în interiorul arborelui (1), neferomagnetică, cu proprietăți de antifricțiune, pe care se sprijină frontal liber o sferă feromagnetică (15), solidară cu arborele central interior (8) la partea inferioară a acestuia; sfera este menținută în poziție axială stabilă în raport cu pastila (14), prin atracție cu un magnet permanent (16).
3. 3. Dispozitiv de echilibrare dinamică, cu un cuplaj magnetic, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, în funcție de mărimea cuplului necesar pentru antrenarea ansamblului în mișcare de rotație (arbore interior și rotor de echilibrat), precum și în funcție de mărimea optimă a rigidității radiale de interacție magnetică, magneții permanenți (7) ai subansamblului conducătorși, respectiv, magneții permanenți (11) ai subansamblului condus sunt dispuși circular, pe un singur rând.
4. 4. Dispozitiv de echilibrare dinamică, cu un cuplaj magnetic, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, în funcție de mărimea cuplului necesar pentru antrenarea ansamblului în mișcare de rotație (arbore interior și rotor de echilibrat), precum și în funcție de mărimea optimă a rigidității radiale de interacție magnetică, magneții permanenți (7) ai subansamblului conducător și, respectiv, magneții permanenți ai subansamblului condus sunt dispuși circular, pe două rânduri având diametre diferite (magneții mai mari pe rândul cu diametrul mai mare).
5. 5. Dispozitiv de echilibrare dinamică, cu un cuplaj magnetic, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, prin construcție, este prevăzut un decalaj radial al amplasamentului magneților (7) de pe scuturile (5 și 6) subansamblului conducător față de magneții (11) de pe armătura intermediară (10) a subansamblului condus, prin adoptarea unor diametre diferite ale cercurilor mediane de amplasare, astfel încât se realizează, pe de o parte, forța nenulă de reacțiune magnetică la dezechilibre mici, iar pe de altă parte, amplasarea caracteristicii forță de reacțiune - deplasare radială, respectiv, amplitudine mișcare de revoluție, într-o zonă cu liniaritate cât mai pronunțată.
6. 6. Utilizarea dispozitivului de la revendicarea 1 la ambele capete ale rotorului de echilibrat, în scopul echilibrării în două planuri.