RU2001380C1 - Устройство дл измерени дисбаланса тел вращени - Google Patents

Abstract

Использование: о балансировочной технике. Сущность: за счет выполнени  оси вращени  рамы вертикальной, без опор вращени , повышаетс  точность измерени . Датчики колебаний установлены на упругих пластинах, скольз щих по боковым гран м рамы. Датчики выполнены в виде миниатюрных полупроводниковых датчиков линейных ускорений, а сама система измерений выполнена двухканальной с вычислител ми дисперсий в каждом канапе 3 злф-пы, 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к балансировочной технике и может быть использовано в устройствах дл  измерени  дисбаланса тел вращени , преимущественно веретен и расчесывающих барабанчиков пр дильных машин дл  повышени  их точности.

Известно устройство дл  балансировки роторов, содержащее основание, закрепленную на нем колебательную систему, две опоры и дополнительные опоры с опорными балками, св занными с колебательными системами . Однако такое устройство сложно по конструкции, работает на низких оборотах и не может быть использовано дл  изме- рени  дисбаланса быстропроходных элементов пр дильных машин ввиду своей низкой точности.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  устройство дл  балансировки тел вращени , выполненное с фиксированной осью колебани  оси ротора.

Такие устройства снабжены рамой с ложементами дл  креплени  ротора. Рама имеет одну ступень подвижности и соединена с основанием через упругий элемент - демпфер, а само устройство снабжено приводом вращени , измерительной системой с датчиком колебаний, св занным с рамой. Наличие опорных элементов, выполненных в виде пружин, демпферов, вносит искажени  в колебательный процесс. Кроме того, жестка  св зь рамы с основанием передает на колебательную систему вибрации основана   вдоль и перпендикул рно оси вращени  рамы, что приводит к искажению результатов измерений.

Таким образом, известное устройство  вл етс  сложным по конструкции и имеет недостаточную точность.

Низка  точность объ сн етс  тем, что колебательный процесс не  вл етс  чисто плавным периодическим (синусоидальным) и содержит искажени , помехи.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерений при упрощении устройства .

Это достигаетс  тем, что устройство дл  измерени  дисбаланса тел вращени , содержащее раму с фиксированной осью вращени , установленную на основании и снабженную ложементом дл  закреплени  тела вращени , привод вращени  колебаний и систему измерени  дисбаланса, выполнено с вертикальной осью вращени  рамы и снабжено упругими ограничительными пластинами, закрепленными на основании с помощью виброизолированных кронштейнов, расположенными горизонтально плгтт сти р мы и взаимодействующими свободными концами с нею. при этом по крайней мере одна из ограничительных пластин снабжена миниатюрным датчиком линейных ускорений, электрически св занным своим выходом с системой измерени . Кроме того, система измерени  дисбаланса , содержаща  входы дл  датчиков колебаний , согласующее и усиливающее устройства, индикатор дисбаланса, выпол0 нена двухканальной, снабжена вычислителем дисперсий колебаний, в каждом канале, входы которых св заны с выходами согласующих устройств, а выходы вычислителей дисперсий св заны с сумматором.

5 Устройство дл  измерени  дисбаланса тел вращени  снабжено вторым датчиком линейных ускорений, установленным в зоне виброизолированных кронштейнов так, что его измерительна  ось параллельна измери0 тельной оси первого датчика, установленного на упругой пластине.

На фиг.1 показан общий вид устройства дл  измерени  дисбаланса тел вращени  с частичным разрезом по оси его симметрии;

5 на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.З - структурна  схема системы измерени .

Устройство дл  измерени  дисбаланса тел вращени  содержит основание 1, раму 2 с ложементом 3 дл  закреплени  балэнсиру0 емой детали 4. Рама 2 выполнена с вертикальной осью 5 вращени , укрепленной в подшипниковых узлах кронштейна 6 в верхней части и самой рамы в нижней части. Рассто ние между верхним и нижним узла5 ми выбрано достаточным дл  жесткого закреплени  оси и создани  приемлемых нагрузок в подшипниковых узлах. С противоположной от оси вращени  стороны рама 2 выполнена с вырезом 7. Вырез 7 выполнен

0 с вертикальными гран ми и служит дл  размещени  свободных концов ограничительных упругих пластин 8, закрепленных другими концами в кронштейне 9 крепежными элементами 10.

5Свободные концы упругих ограничительных пластин выполнены с фигурными законцовками, скольз щими по гран м выреза 7, а кронштейн 9 снабжен сменными прокладками 11 дл  создани  требуемого

0 поджати  фигурных концов к гран м выреза 7 рамы 2. Сам кронштейн 9 установлен на основании 1 через амортизатор 12. При этом упругие ограничительные пластины расположены горизонтально в плоскости

5 верхней платформы рамы 2.

Устройство снабжено приводом вращени  балансируемой детали 4. Припод выполнен из двигател  13, установленного под верхней плоскостью основани  п передающего вращени  балансируемое метали че

рез шкив 14 и ремень 15, проход щий через вырезы о верхней плоскости основани  1 и схватывающий хвостовик балансируемой детали 4 Необходимое нат жение рамы обеспечиваетс  регулировкой установки двигател  13.

Устройство снабжено датчиками колебаний , выполненными в виде полупроводниковых миниатюрных датчиков линейных ускорений. При этом по крайней мере один из датчиков 16 установлен на упругой ограничительной пластине с измерительной осью параллельной плоскости колебаний раМы. Другой датчик может быть расположен на другой упругой ограничительной пластине (но с плечом, отличным от первого) или может быть установлен на самом основании в районе кронштейна 9. Желательно, чтобы измерительна  ось второго датчика была параллельна измерительной оси пер- вого датчика, установленного на упругой ограничительной пластине, Датчики 16 выходами 17 св заны с входами системы 18 измерений.

Система измерени  дисбаланса 18 вы- полнена двухканальной и содержит в каждом канале последовательно.соединенные входы датчиков 19, 19 колебаний, согласующие устройства 20,201, вычислители дисперсий 21,21 . Выходы вычислителей дисперсий подключены к сумматору 22. На выходе сумматора подключен индикатор 23 разбаланса.

Согласующие устройства выполнены с фильтрами и усилител ми сигналов. Вычис- лители дисперсии преобразую1 сигнал амплитуды колебаний в сигнал дисперсий колебаний за счет вычислени  функции дисперсии колебаний в реальном масштабе времени.

Дисперси  определ етс  формулой

(k-,02

где (Г - дисперси ;

к - значение функции в точке;

ft - математическое ожидание функции.

Сумматор осуществл ет суммирование полученных сигналов дисперсий от двух датчиков после предварительного инвертировани  одного из сигналов.

Устройство работает следующим обра- лом

При включении двигател  13, вращение передаетс  через шкив 14 ремень 15 на хвостовик балансируемой детали 4. Из-за чэличич дисбаланса детали 4 рамэ 2 совер- Miaei периодические колебаний вокруг оси . При отом ремень не оказывает какого-ли- с иэкмдего пли ни  на колебательный

процесс, так кгж он взаимодействует с хвостовиком детали 4 по оси вращени  рамы. Упругие ограничительные пластины воспринимают колебани  через скольз щий контакт с боковыми гран ми выреза 7, благодар  чему вертикальные (вдоль оси вращени ) колебани  равно как и горизонтальные (перпендикул рные оси) не передаютс  на упругие ограничительные пластины ввиду их установки на виброизолированном кронштейне. Поэтому датчики, расположенные на упругих ограничительных пластинах, воспринимают колебани , в основном вызванные неуравновешенностью ротора.

Система измерени  сигналы, полученные от датчиков, очищает, усиливает и преобразовывает их в сигналы дисперсии колебаний, величина амплитуды которых зависит от величины дисбаланса на установленном режиме измерений (частоте вращени  деталей). Вычисление дисперсии позвол ет устранить неточности, вызванные искажением сигналов за счет учета энергии колебаний(пропорциональной дисперсии ). Кроме того, вычитание сигналов от датчиков, расположенных в разных местах, позвол ет исключить одинаковые дл  них постороннее вибрации.

Благодар  такому выполнению устройства и системы измерений достигаетс  иск- лючение многих видов посторонних вибраций. А это значит, что результаты из- мерениг будут наибсгее достоверно и точно отражать величину дисбаланса.

Кроме того, конструкци  устройства упрощаетс  за счет отсутстси  опорных элементов , пр мой св зи датчиков колебаний с рамой, а выполнение датчиков колебаний в виде миниатюрных датчиков линейных ускорений позвол ет разместить их на ограничительных пластинах, не вызыва  искажени  колебангй. Креме того, датчики линейных ускорзний позвол ют производить измерени  не высоких скорост х, наиболее близко приближающихс  к эксплуатационные скорост м всретпн и расчесывающих барабанчиков современных пр дильных машин, что также способствует повышению точности определени  дисбаланса.

Применение предложенного устройства с системой измерений позвол ет повысить надежность работы пр дильных машин

(56) Авторское свидетельство СССР № 896494, кл.G 01 М 1/02, 1982.

Основы балансировочной техники/Под ред. Щепетильникова В.Д., М.: Mr строенио, 1975, с.92-94.

Claims (4)

1. Формула изобретени 

   I. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИСБАЛАНСА

   ил ВРАЩЕНИЯ, содержащее основание, установленную на нем раму с фиксированной осью колебаний, закрепленные на раме опоры дл  установки тела вращени  и систему измерени , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности, оно снабжено кронштейном с амортизатором, закрепленным на основании упругими ог- раничительными пластинами, закрепленными консольно на кронштейне с возможностью взаимодействи  свободными концами с рамой, фиксированна  ось колебаний расположена вертикально, а си- стема измерени  выполнена по крайней мере с одним датчиком колебаний, установленным на ограничительной пластине.
2. 2. Устройство по п.1, отличающеес 

   /5. 4J

   тем, что система измерени  выполнена двухканальной, каждый канал содержит датчик колебаний, последовательно св занные с ним усиливающий и согласующий элементы, выходы согласующих элементов каждого канала св заны с входами сумматора , а выход сумматора - с индикатором.
3. 3.Устройство по п.2. отличающеес  тем. что датчики колебаний выполнены в виде датчиков линейных ускорений, измерительные оси которых параллельны одна другой и плоскости колебаний рамы.
4. 4.Устройство по пп.2 и 3, отличающеес  тем, что оно снабжено вычислител ми дисперсий, установленными в каж.-к ч канале и св занными входами с выходами согласующих устройств, а выходами - с входами сумматора,

   //(О

   us.

   23

   Vuz.3