RU2071043C1

RU2071043C1 - Balancing device

Info

Publication number: RU2071043C1
Application number: RU93004007A
Authority: RU
Inventors: Евгений Сергеевич Артюхов
Original assignee: Евгений Сергеевич Артюхов
Priority date: 1993-01-29
Filing date: 1993-01-29
Publication date: 1996-12-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: balancing device has bad, drive and supporting stands mounted on the base. The stands comprise bases and vertical guides. Each dynamometric member has base and flexible cross-pieces connected with it. Bearing bridges are coupled with dynamometric members. Bearing rollers for setting a rotor to be balanced are mounted on the bearing bridges. Safety clamps with thrust rollers for holding a roller to be balanced are secured to the vertical guides. Dynamometric members are set in the vertical guides for permitting movement and locking. The bearing bridges are rigidly connected with the flexible crosspieces of the dynamometric members. EFFECT: improved accuracy of balancing. 2 dwg

Description

Изобретение относится к балансировочной технике и может быть использовано в дорезонансных горизонтальных балансировочных станках. The invention relates to balancing equipment and can be used in pre-resonant horizontal balancing machines.

Известен балансировочный станок, содержащий опорную стойку с опорным мостиком, несущим на себе балансируемый ротор, колебания которого измеряются с помощью вибродатчиков, а упругие элементы опорного мостика образуют с ним и опорной стойкой единое целое (патент ФРГ N 1237808, кл. 42 33, 1967). Known balancing machine containing a support column with a support bridge bearing a balanced rotor, the oscillations of which are measured using vibration sensors, and the elastic elements of the support bridge form a single unit with it and the support column (German patent No. 1237808, class 42 33, 1967) .

Недостатком известного балансировочного станка являются недостаточная чувствительность и низкая технологичность. A disadvantage of the known balancing machine is the lack of sensitivity and low adaptability.

Известен также балансировочный станок, содержащий станину, установленный на ней привод вращения балансируемого ротора и опорные стойки, динамометрический элемент, выполненный из целого куска металла в виде опорного мостика и основания, связанных посредством упругих перемычек, вертикальные направляющие, роликовые опоры для установки балансируемого ротора, установленные с возможностью вертикального перемещения и фиксации. Привод их перемещения и преобразователи колебаний, предохранительные скобы, установленные сверху и связанные с стойками, включающими основание и динамометрический элемент каждая (проспект фирмы "Шенк", ФРГ, А1120, Универсальные балансировочные станки, с.3, рис.1, с.19, рис.32, 33). There is also known a balancing machine containing a bed, a rotational drive of a balancing rotor mounted on it and support legs, a torque element made of a whole piece of metal in the form of a support bridge and a base connected by elastic jumpers, vertical guides, roller bearings for installing a balanced rotor, installed with the possibility of vertical movement and fixation. The drive of their movement and vibration transducers, safety brackets mounted on top and connected to racks, each including a base and a dynamometer (prospect of the company "Schenk", Germany, A1120, Universal balancing machines, p.3, fig. 1, p.19, fig. 32, 33).

Изготовление в известном балансировочном станке нижней части опорной стойки, выполненной в качестве динамометра бесшовно из одного куска металла, обеспечивает наибольшую линейность при наименьшем демпфировании, повышая тем самым точность измерения дисбаланса. The manufacture in the well-known balancing machine of the lower part of the support column, made as a dynamometer seamlessly from one piece of metal, provides the greatest linearity with the least damping, thereby increasing the accuracy of measuring imbalance.

Однако, в известном станке вертикальные направляющие для перемещения роликовых опор и привод перемещения последних размещены на опорном мостике динамометрического элемента, что увеличивает паразитную массу колебательной системы станка, и, соответственно, снижает точность измерения дисбаланса. Необходимость выполнения вертикальных направляющих и динамометрического элемента бесшовно из одного куска металла значительно повышает металлоемкость и снижает технологичность известного станка. Наличие подвижных стыков в колебательной системе станка между роликовыми опорами и вертикальными направляющими для их перемещения вносит дополнительные погрешности в преобразователь колебаний, снижая при этом точность измерения дисбаланса. Кроме того, в известном станке упругие перемычки динамометрического элемента образованы замкнутыми пазами, имеющими сложную геометрическую форму (П-образную), что увеличивает габариты этого элемента и повышает трудоемкость его изготовления, повышая тем самым металлоемкость станка и снижая его технологичность. Необходимость выполнения в известном станке нескольких упругих перемычек с высокой точностью, определяемой расчетной собственной частотой подвески, также снижает технологичность известного станка. However, in the known machine, the vertical guides for moving the roller bearings and the drive for moving the latter are placed on the support bridge of the dynamometer element, which increases the parasitic mass of the oscillating system of the machine, and, accordingly, reduces the accuracy of measuring the imbalance. The need to perform vertical guides and a torque element seamlessly from one piece of metal significantly increases the metal consumption and reduces the manufacturability of the known machine. The presence of movable joints in the oscillatory system of the machine between the roller bearings and vertical guides for their movement introduces additional errors into the oscillation transducer, while reducing the accuracy of unbalance measurements. In addition, in the known machine, the elastic bridges of the dynamometer element are formed by closed grooves having a complex geometric shape (U-shaped), which increases the dimensions of this element and increases the complexity of its manufacture, thereby increasing the metal consumption of the machine and reducing its manufacturability. The need to perform in a known machine several elastic jumpers with high accuracy, determined by the calculated natural frequency of the suspension, also reduces the manufacturability of the known machine.

Наиболее близким к заявляемому является балансировочный станок, содержащий станину, установленный на ней привод вращения и опорные стойки, вертикальные направляющие которых жестко закреплены на основании, динамометрические элементы установлены на этих направляющих с возможностью перемещения и фиксации, съемные опоры с предохранительной скобой и упорным роликом для установки балансируемого ротора жестко закреплены непосредственно на опорных мостиках динамометрических элементов (заявка N 4916178/28-19800, 04.03.91). Closest to the claimed one is a balancing machine containing a bed, a rotation drive mounted thereon and support legs, vertical guides of which are rigidly fixed to the base, dynamometric elements are mounted on these guides with the possibility of movement and fixation, removable supports with a safety bracket and a thrust roller for installation of the balanced rotor are rigidly fixed directly on the support bridges of dynamometric elements (application N 4916178 / 28-19800, 04.03.91).

К основному недостатку следует отнести то, что съемные опоры с предохранительной скобой и упорным роликом для установки балансируемого ротора закреплены на опорном мостике динамометрических элементов, что увеличивает массу колебательной системы и снижает возможности станка по точности. Опорные ролики целесообразно установить непосредственно на опорном мостике динамометрических элементов, что упростит конструкцию узла и уменьшить его массу. The main disadvantage is the fact that the removable supports with a safety bracket and a thrust roller for installing a balanced rotor are mounted on the support bridge of the dynamometer elements, which increases the mass of the oscillating system and reduces the accuracy of the machine. It is advisable to install the support rollers directly on the support bridge of the dynamometric elements, which will simplify the design of the assembly and reduce its weight.

Закрепление предохранительных скоб с упорным роликом независимо от динамометрических элементов также уменьшает массу колебательной системы станка. The fastening of safety brackets with a thrust roller independently of dynamometric elements also reduces the mass of the oscillating system of the machine.

Сущностью изобретения является уменьшение массы колебательной системы и повышение точности станка. The essence of the invention is to reduce the mass of the oscillatory system and improve the accuracy of the machine.

Это достигается тем, что в известном балансировочном станке, содержащем станину, установленные на ней привод вращения и опорные стойки, вертикальные направляющие которых жестко закреплены на основании, динамометрические элементы, расположенные на этих направляющих с возможностью перемещения и фиксации, конструктивно изменены съемные опоры с предохранительной скобой и упорным роликом для установки балансируемого ротора, жестко закреплены непосредственно на опорном мостике динамометрических элементов. При этом предохранительные скобы с упорным роликом независимо от динамометрических элементов закреплены на вертикальных направляющих стоек, а опорные ролики для установки балансируемого ротора конструктивно расположены непосредственно на мостике динамометрических элементов. Кроме того, станок снабжен набором съемных динамометрических элементов с опорными роликами в зависимости от массы балансируемых роторов. This is achieved by the fact that in the well-known balancing machine containing the bed, a rotation drive and supporting posts installed on it, vertical guides of which are rigidly fixed to the base, dynamometric elements located on these guides with the possibility of movement and fixing, removable supports with a safety bracket are structurally changed and a thrust roller for installing a balanced rotor, are rigidly mounted directly on the support bridge of the dynamometer elements. At the same time, safety brackets with a thrust roller, regardless of the dynamometer elements, are mounted on the vertical guide racks, and the support rollers for installing the balanced rotor are structurally located directly on the bridge of the dynamometer elements. In addition, the machine is equipped with a set of removable dynamometric elements with support rollers depending on the mass of the balanced rotors.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод о том, что предлагаемое техническое решение соответствует требованиям изобретения на устройство. Comparative analysis with the prototype allows us to conclude that the proposed technical solution meets the requirements of the invention for the device.

При изучении других технических решений в данной области техники признаки, отличающие изобретение от прототипа, не были выявлены. In the study of other technical solutions in the art, signs that distinguish the invention from the prototype were not identified.

На фиг. 1 изображен общий вид предлагаемого балансировочного станка; на фиг.2 вид А на фиг.1. In FIG. 1 shows a General view of the proposed balancing machine; figure 2, view A in figure 1.

Балансировочный станок содержит станину 1, установленные на ней привод вращения 2 балансируемого ротора 3 и опорные стойки 4. Каждая опорная стойка 4 состоит (фиг. 2) из основания 5, жестко закрепленных на нем вертикальных направляющих 6, на которых подвижно установлен динамометрический элемент 7. Перемещение динамометрического элемента 7 по направляющим 6 осуществляется с помощью привода 8, выполненного в виде винтового домкрата, установленного на основании 5 и кинематически связанного с элементом 7, а фиксация последнего относительно стоек 6 осуществляется посредством болтов 9. Динамометрический элемент 7 выполнен из целого куска металла в виде опорного мостика 10 и основания 11, связанных посредством упругой перемычки 12, образованной двумя встречными горизонтальными пазами 13. The balancing machine contains a frame 1, a rotary drive 2 of the balancing rotor 3 mounted on it, and support columns 4. Each support column 4 (Fig. 2) consists of a base 5, vertical guides 6 rigidly fixed thereon, on which a dynamometric element 7 is movably mounted. The movement of the dynamometer element 7 along the guides 6 is carried out using the actuator 8, made in the form of a screw jack mounted on the base 5 and kinematically connected with the element 7, and fixing the latter relative to the racks 6 suschestvlyaetsya by bolts 9. The load cell 7 is formed from a piece of metal in the form of the support bridge 10 and the base 11 are connected by an elastic web 12 formed by two opposing horizontal grooves 13.

На опорном мостике 10 жестко закреплены ролики 14 для установки балансируемого ротора 3 таким образом, что ось симметрии расположения роликов 14 и ось перемычки 12 размещены в одной вертикальной плоскости, проходящей через ось балансируемого ротора 3. В пазах 13 размещены преобразователи колебаний 15, в качестве которых могут быть использованы, например, датчики силы. На вертикальных направляющих 6 шарнирно закреплена предохранительная скоба 16 с упорным роликом, предназначенная для фиксации балансируемого ротора 3 на роликах 14 в процессе его балансировки. On the supporting bridge 10, the rollers 14 are rigidly fixed for installing the balanced rotor 3 in such a way that the axis of symmetry of the rollers 14 and the axis of the jumper 12 are placed in one vertical plane passing through the axis of the balanced rotor 3. Oscillation transducers 15 are placed in the grooves 13, as force sensors can be used, for example. A safety bracket 16 with a thrust roller is pivotally mounted on the vertical guides 6 for fixing the balancing rotor 3 on the rollers 14 during its balancing.

Станок работает следующим образом. Балансируемый ротор 3 устанавливают на ролики 14, с помощью приводов 8 перемещают динамометрические элементы 7 с роликами 14 по вертикальным направляющим 6 до совмещения оси роторов 3 с осью выходного вала привода 2 и фиксируют элементы 7 относительно направляющих 6 с помощью болтов 9, затем закрывают предохранительные скобы 16, соединяют ротор 3 с приводом 2 и включают последний (станок). Под действием дисбаланса ротора 3 вместе с роликами 14 и опорными мостиками 10 совершают маятникообразные колебательные движения относительно оси симметрии упругих перемычек 12 в плоскости, перпендикулярной к оси ротора 3. Вертикальная составляющая указанных перемещений воздействует на преобразователи колебаний 15, размещенные в пазах 13, и регистрируется с помощью прибора, установленного на пульте управления станком (на чертеже не показан). При этом, благодаря уменьшению паразитной массы колебательной системы станка за счет размещения направляющих 6 и установки на них предохранительных скоб 16 с упорным роликом и отсутствия подвижных стыков между роликами 14 и опорными мостиками 10 динамометрических элементов 7 уменьшаются погрешности, вносимые в преобразователи колебаний 15, что повышает точность измерения дисбаланса балансируемого ротора 3. The machine operates as follows. The balanced rotor 3 is mounted on the rollers 14, with the help of the drives 8, the dynamometer elements 7 are moved with the rollers 14 along the vertical guides 6 until the axis of the rotors 3 is aligned with the axis of the output shaft of the drive 2 and the elements 7 are fixed relative to the guides 6 using bolts 9, then the safety brackets are closed 16, connect the rotor 3 to the drive 2 and turn on the latter (machine). Under the influence of the imbalance of the rotor 3, together with the rollers 14 and the supporting bridges 10, they make pendulum-like oscillatory movements with respect to the axis of symmetry of the elastic bridges 12 in a plane perpendicular to the axis of the rotor 3. The vertical component of these displacements acts on the vibration transducers 15 located in the grooves 13 and is registered with using the device installed on the control panel of the machine (not shown in the drawing). Moreover, due to the reduction of the parasitic mass of the machine’s oscillatory system due to the placement of the guides 6 and the installation of safety brackets 16 with a thrust roller and the absence of movable joints between the rollers 14 and the support bridges 10 of the dynamometer elements 7, the errors introduced into the oscillation transducers 15 are reduced, which increases the accuracy of measuring the imbalance of the balanced rotor 3.

После окончания процесса балансировки привод 2 выключается, открываются предохранительные скобы 16 с упорным роликом и снимаются отбалансированный ротор 3. After the balancing process is completed, the drive 2 is turned off, the safety brackets 16 with the thrust roller open and the balanced rotor 3 is removed.

Таким образом, использование заявляемого изобретения позволяет повысить точность балансировки роторов за счет уменьшения паразитной массы колебательной системы станка и отсутствия подвижных стыков между роликами для установки ротора и динамометрическими элементами. Размещение на вертикальных направляющих предохранительных скоб с упорным роликом, а не на динамометрических элементах, таким образом обеспечивается упрощение конструкции узла, что способствует снижению массы колебательной системы и повышению точности балансировочного станка. Thus, the use of the claimed invention allows to increase the accuracy of balancing of the rotors by reducing the parasitic mass of the oscillating system of the machine and the absence of movable joints between the rollers for mounting the rotor and dynamometric elements. Placing safety brackets with a thrust roller on vertical guides, and not on dynamometric elements, this simplifies the assembly design, which helps to reduce the mass of the oscillating system and increase the accuracy of the balancing machine.

Claims

A balancing machine containing a bed, a rotation drive and support racks installed on it, including a base and vertical guides, dynamometric elements, each base and associated elastic jumpers, support bridges connected to dynamometric elements, support rollers located on them for installing a balanced rotor and safety brackets fixed on vertical rails with thrust rollers for holding the balanced rotor, characterized in that the vertical the curlers are rigidly fixed to the base, the dynamometer elements are mounted on vertical rails with the possibility of movement and fixing, and the support bridges are rigidly connected to the elastic jumpers of the dynamometer elements.