RU2010132C1 - Способ уравновешивания вращающегося элемента машины, связанного с ее рабочим органом - Google Patents
Способ уравновешивания вращающегося элемента машины, связанного с ее рабочим органом Download PDFInfo
- Publication number
- RU2010132C1 RU2010132C1 SU4758559A RU2010132C1 RU 2010132 C1 RU2010132 C1 RU 2010132C1 SU 4758559 A SU4758559 A SU 4758559A RU 2010132 C1 RU2010132 C1 RU 2010132C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- balanced
- balancing
- speed
- rotating element
- working body
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
- F16F15/22—Compensation of inertia forces
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
- Gear Transmission (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способам уравновешивания вращающихся элементов машин. В способе в качестве дополнительного механизма используют электрический двигатель постоянного тока, ротор которого кинематически связан с уравновешиваемым элементом, при этом задают закон изменения скорости рабочего органа и определяют соответствующую заданному закону изменения скорости рабочего органа расчетную угловую скорость уравновешиваемого элемента, а напряжение двигателя постоянного тока изменяют по приведенному закону. В способе измеряют действительную скорость рабочего органа, сравнивают ее с заданным законом изменения его скорости и сигналом рассогласования изменяют скорость уравновешиваемого элемента. 1 ил.
Description
Изобретение относится к способам уравновешивания вращающегося элемента машины, связанного с ее рабочим органом, и может быть использовано в различных машинах с целью повышения эффективности уравновешивания для снижения вибрации и улучшения условий труда.
Известны способы уравновешивания (Щепетильникова В. А. Уравновешивание механизмов, М. , Машиностроение, 1982, 256 с. ), которые отличаются друг от друга местом установки корректирующих масс. Последние могут быть установлены на неподвижном звене машины, на подвижных звеньях дополнительной кинематической цепи, вводимой в машину, на звеньях самого уравновешиваемого механизма.
Уравновешивание известными способами осуществляется без учета изменения скорости рабочего органа исполнительного механизма машины по заданному закону, ведет к увеличению габаритов машин, их массы, что и снижает эффективность их уравновешивания.
Известен способ уравновешивания механизмов (авт. св. N 757795, кл. F 16 F 15/26, 1980), по которому главную корректирующую массу устанавливают на неподвижном звене, кинематически связывают ее с дополнительным элементом и вращают вокруг выбранного центра установки на неизменном расстоянии синхронно и в противофазе с вращающимся звеном механизма, а в качестве дополнительного элемента используют шарнирный параллелограмм и уравновешивают постоянную составляющую главного вектора и первую гармонику главного момента неуравновешенных сил инерции.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ уравновешивания сил инерции подвижных элементов машин, заключающийся в том, что уравновешиваемый элемент машины соединяют с аккумулирующим телом и приводят их во вращение, а в качестве аккумулирующего тела используют механизм с изменяемым радиусом центра масс, например центробежный регулятор [1] .
Недостатком данного способа уравновешивания является то, что уравновешивание обеспечивается с помощью дополнительных вращающихся масс, которые увеличивают приведенный момент инерции машины (увеличивается общая масса машины) и тем самым динамические нагрузки как при работе машины в установившемся режиме, так и при разгоне и торможении.
Целью изобретения является повышение эффективности уравновешивания.
Это достигается тем, что в качестве дополнительного механизма используют электрический двигатель постоянного тока, соединяют его ротор с уравновешиваемым вращающимся элементом, определяют расчетную угловую скорость ω уравновешиваемого вращающегося элемента с учетом изменения скорости рабочего органа по заданному закону и изменяют напряжение постоянного тока по закону
U = ·ω, где М - момент, уравновешивающий машину, приложенный к уравновешиваемому элементу;
I - ток, потребляемый двигателем постоянного тока.
U = ·ω, где М - момент, уравновешивающий машину, приложенный к уравновешиваемому элементу;
I - ток, потребляемый двигателем постоянного тока.
На чертеже представлена принципиальная схема способа уравновешивания вращающегося элемента машины, связанного с ее рабочим органом.
Уравновешиваемый вращающийся элемент 1 машины, связанный с ее рабочим органом, являющийся входом (начальным) звеном исполнительного механизма машины, состоящего из стойки 2, шатуна 3 и выходного звена (ползуна) - рабочего органа 4, движущегося со скоростью, изменяющейся по заданному закону, приводится во вращательное движение электрическим двигателем 5 постоянного тока с изменяющимся по заданному закону напряжением в соответствии с изменением угловой скорости уравновешиваемого вращающегося элемента машины, определяемой с учетом изменения скорости движения рабочего органа по заданному закону, через передаточный дифференциальный, имеющий две степени подвижности, два выходных звена, механизм (посредством соединения с его первым выходным звеном 6) и шаговым электрическим двигателем 7, на который поступает электрический сигнал через преобразователь 8 при неравенстве действительной скорости перемещения рабочего органа 4, снимаемой (измеряемой) съемником 9 с заданной по заданному закону ее изменения после их сравнения в устройстве сравнения 10. Причем движение (вращение) уравновешиваемому элементу 1 передается от шагового двигателя 7 через червяк, посаженный на выходной вал шагового двигателя (на чертеже не показан) посредством его зацепления с червячным колесом 11, являющимся вторым выходным звеном передаточного дифференциального механизма.
Напряжение, изменяющееся по закону, соответствующему рассчитываемой с учетом заданного закона изменения скорости движения рабочего органа 4 угловой скорости вращения уравновешиваемого элемента 1, поступает на электрический двигатель 5 постоянного тока через управляющее устройство 12 по программе 13.
Способ уравновешивания вращающегося элемента машины, связанного с ее рабочим органом, осуществляется (работает) следующим образом.
Задают требуемый для выполнения заданного технологического процесса закон изменения скорости движения рабочего органа 4 исполнительного механизма данной машины и, зная передаточную функцию от рабочего органа 4 к уравновешиваемому вращающемуся элементу 1 машины i41, рассчитывают (определяют) расчетную угловую скорость уравновешиваемого вращающегося элемента 1 с выбранным шагом по углу его поворота (например, через 30о) по выражению
ω = , где ω - расчетная угловая скорость уравновешиваемого вращающегося элемента, соответствующая заданному закону изменения скорости движения рабочего органа 4;
i41 - передаточная функция (аналог скорости рабочего органа 4) от рабочего органа 4 к уравновешиваемому вращающемуся элементу.
ω = , где ω - расчетная угловая скорость уравновешиваемого вращающегося элемента, соответствующая заданному закону изменения скорости движения рабочего органа 4;
i41 - передаточная функция (аналог скорости рабочего органа 4) от рабочего органа 4 к уравновешиваемому вращающемуся элементу.
Найденная для каждого текущего значения угла поворота уравновешиваемого вращающегося элемента (для каждого положения исполнительного механизма) расчетная угловая скорость уравновешиваемого вращающегося элемента 1 поступает в программу 13, где формируется закон изменения напряжения электрического двигателя постоянного тока 5 по выражению
U = ·ω , где U - напряжение двигателя 5 постоянного тока;
М - момент, уравновешивающий машину, приложенный к уравновешиваемому вращающемуся элементу 1;
I - ток, потребляемый двигателем 5 постоянного тока.
U = ·ω , где U - напряжение двигателя 5 постоянного тока;
М - момент, уравновешивающий машину, приложенный к уравновешиваемому вращающемуся элементу 1;
I - ток, потребляемый двигателем 5 постоянного тока.
Найденное напряжение (расчетное) через управляющее устройство 12 поступает на двигатель 5 постоянного тока и приводит его в движение, которое передается передаточным дифференциальным механизмом на его первое выходное звено 6, связанное, например, через муфту (на чертеже не показана) с уравновешиваемым вращающимся элементом.
Таким образом, уравновешиваемый вращающийся элемент движется (вращается) с расчетной угловой скоростью в строгом соответствии с заданной скоростью движения рабочего органа 4 (в точном соответствии с заданным законом ее изменения).
С другой стороны, действительная скорость движения рабочего органа 4 при выполнении машиной заданного технологического процесса и снимаемая съемником 9 сравнивается устройством 10 сравнения с заданной скоростью движения рабочего органа 4 и в случае их неравенства (при их равенстве сигнал рассогласования не вырабатывается) возникает сигнал рассогласования, поступающий через преобразователь 8 на шаговый двигатель 7, который через червяк на его валу взаимодействует с червячным колесом 11, являющимся вторым выходным звеном передаточного дифференциального механизма, который и изменяет скорость (угловую) уравновешиваемого вращающегося элемента.
Таким образом, уравновешиваемый элемент движется (вращается) в строгом соответствии с заданной скоростью движения рабочего органа 4 (в точном соответствии с заданным законом ее изменения), т. е. при уравновешивании учитывается скорость движения поступательно-движущихся масс.
В предлагаемом способе уравновешивания отсутствует (не используется) дополнительная (одна или несколько) корректирующая масса, которую обычно устанавливают на неподвижном звене или на звеньях самого уравновешиваемого механизма, или на дополнительных звеньях, вводимых в состав механизма, что не ведет к увеличению общей массы машины (механизма) и дополнительных динамических нагрузок на звенья и кинематические пары как в процессе установившегося движения, так и в процессе разгона и торможения.
Поскольку нет дополнительной корректирующей массы, нет необходимости в дополнительных соединениях и это исключает влияние погрешностей изготовления звеньев и их сборки.
В предлагаемом способе уравновешивания используют электрические явления (но не дополнительные корректирующие массы), а это делает предлагаемый способ уравновешивания безынерционным.
Схема предлагаемого способа уравновешивания включает в себя устройство управления скоростью вращения уравновешиваемого элемента как без обратной связи, так и с обратной связью, поэтому предлагаемый способ уравновешивания позволяет реализовать автоматическое управление уравновешиванием с обратной связью.
Предлагаемый способ уравновешивания позволяет учесть любой закон изменения скорости рабочего органа, среди которых можно выбрать и такие, которые обеспечат расчетную угловую скорость уравновешиваемого элемента, близкую к постоянной (например, к ее среднему значению), что приведет к непоявлению углового ускорения уравновешиваемого элемента и, следовательно, к отсутствию динамических нагрузок.
Способ уравновешивания позволяет задавать закон изменения скорости движения рабочего органа в зависимости от его перемещения, т. е. в зависимости от проходимого им пути (иначе говоря, на разных участках перемещения рабочего органа в зависимости от типа исполнительного механизма задать разные законы изменения его скорости), что может позволить стабилизировать скорость вращения уравновешиваемого элемента. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 523213, кл. F 16 F 15/22, 1976.
Claims (1)
- СПОСОБ УРАВНОВЕШИВАНИЯ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ЭЛЕМЕНТА МАШИНЫ, СВЯЗАННОГО С ЕЕ РАБОЧИМ ОРГАНОМ , заключающийся в том, что уpавновешиваемый вpащающийся элемент соединяют с дополнительным механизмом, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности уpавновешивания, в качестве дополнительного механизма используют электpический двигатель постоянного тока, соединяют его pотоp с уpавновешиваемым вpащающимся элементом, опpеделяют pасчетную угловую скоpость ω уpавновешиваемого вpащающегося элемента с учетом изменения скоpости pабочего оpгана по заданному закону и изменяют напpяжение постоянного тока по закону
V = ω,
где M - момент, уравновешивающий машину, приложенный к уравновешиваемому вращающемуся элементу;
I - ток, потребляемый двигателем постоянного тока.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4758559 RU2010132C1 (ru) | 1989-11-13 | 1989-11-13 | Способ уравновешивания вращающегося элемента машины, связанного с ее рабочим органом |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4758559 RU2010132C1 (ru) | 1989-11-13 | 1989-11-13 | Способ уравновешивания вращающегося элемента машины, связанного с ее рабочим органом |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010132C1 true RU2010132C1 (ru) | 1994-03-30 |
Family
ID=21479323
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4758559 RU2010132C1 (ru) | 1989-11-13 | 1989-11-13 | Способ уравновешивания вращающегося элемента машины, связанного с ее рабочим органом |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2010132C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2553657C1 (ru) * | 2014-04-17 | 2015-06-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "Пензенский государственный университет") | Электропривод шаговый с обратной связью |
-
1989
- 1989-11-13 RU SU4758559 patent/RU2010132C1/ru active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2553657C1 (ru) * | 2014-04-17 | 2015-06-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "Пензенский государственный университет") | Электропривод шаговый с обратной связью |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100425819B1 (ko) | 기계진동검출장치 및 제진제어장치 | |
US4179943A (en) | Mechanical torque converter | |
RU2010132C1 (ru) | Способ уравновешивания вращающегося элемента машины, связанного с ее рабочим органом | |
JPH0247623B2 (ru) | ||
JPH039238A (ja) | エンジン試験装置における自動運転時のスロットル予測制御装置 | |
JPH07114875B2 (ja) | アンバランス修正装置 | |
RU2010131C1 (ru) | Способ уравновешивания подвижных элементов машин | |
Dimarogonas et al. | Synthesis of a geared N-bar linkage | |
JP2607377B2 (ja) | 構造物試験用起振機 | |
US2974536A (en) | Adjustable-while-running oscillator | |
JPH0237973B2 (ru) | ||
SU1486839A2 (ru) | Способ испытания силовых зубчатых передач в замкнутом контуре и стенд для его осуществления | |
JP2516975B2 (ja) | 角加速度制御方法 | |
SU1437713A1 (ru) | Инерционный нагружатель дл испытани валов и передач на прочность | |
SU1160268A1 (ru) | Устройство для регулирования частоты вращения вала | |
JPH11150977A (ja) | 直列接続電動機の速度制御装置 | |
JPH0216988B2 (ru) | ||
SU1114829A1 (ru) | Уравновешивающий механизм | |
SU1078151A1 (ru) | Стенд дл испытани гидромеханической передачи | |
Bassi et al. | A mechanical simulator for testing and evaluating electrical drives for robotics applications | |
SU769157A1 (ru) | Безреактивный двигатель | |
SU1728704A1 (ru) | Стенд дл испытани длинных трансмиссий | |
SU896439A1 (ru) | Способ динамического уравновешивани рычажных механизмов | |
SU1196037A1 (ru) | Инерционный вибровозбудитель момента | |
SU934392A1 (ru) | Стенд дл градуировки и испытаний акселерометров |