RU2075737C1 - Method of dynamic balancing of rotor and machine to implement it - Google Patents
Method of dynamic balancing of rotor and machine to implement it Download PDFInfo
- Publication number
- RU2075737C1 RU2075737C1 SU5014855A RU2075737C1 RU 2075737 C1 RU2075737 C1 RU 2075737C1 SU 5014855 A SU5014855 A SU 5014855A RU 2075737 C1 RU2075737 C1 RU 2075737C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- eccentric
- gear
- bushings
- relative
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Testing Of Balance (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к балансировочной технике и может быть использовано в различных отраслях промышленности для динамической балансировки различных роторов, используемых в качестве рабочих органов в технологических, производственных, энергетических и др. машинах. The invention relates to balancing equipment and can be used in various industries for the dynamic balancing of various rotors used as working bodies in technological, industrial, energy and other machines.
Известен способ динамической балансировки ротора, заключающийся в сообщении ему вращения в балансировочном устройстве, измерении вибрационных нагрузок, действующих на опоры вращающегося ротора в результате его несбалансированности и в обращении оси вращения ротора в главную центральную ось инерции постановкой противовесов на торцах ротора после его остановки [1]
Известно устройство для динамической балансировки ротора, соответствующее данному способу динамической балансировки, содержащее приводное, балансировочное, измерительное устройства и корректирующее устройство, включающее исполнительные средства [2]
Данный способ динамической балансировки ротора может осуществляться посредством выполнения следующих операций:
измерение вибрационных нагрузок, действующих на опоры вращающегося ротора в результате его несбалансированности;
коррекция дисбаланса путем постановки противовесов на торцах при его остановке, осуществляемая по результатам измерения вибраций опор.A known method of dynamic balancing of the rotor, which consists in communicating rotation to it in a balancing device, measuring vibration loads acting on the bearings of a rotating rotor as a result of its imbalance and in turning the axis of rotation of the rotor to the main central axis of inertia by setting balances on the ends of the rotor after it stops [1]
A device for dynamic balancing of a rotor is known, corresponding to this method of dynamic balancing, comprising a drive, balancing, measuring device and a correction device including actuating means [2]
This method of dynamic balancing of the rotor can be carried out by performing the following operations:
measurement of vibration loads acting on the bearings of a rotating rotor as a result of its imbalance;
correction of imbalance by setting balances at the ends when it stops, carried out according to the results of measuring the vibration of the supports.
В данном устройстве для динамической балансировки ротора осуществляется корректировка распределения массы ротора после его остановки. При этом корректирующее устройство выполнено в виде специальных балансировочных грузов, устанавливаемых и закрепляемых при помощи специальных средств на соответствующих плоскостях коррекции, например, эти грузы устанавливаются, перемещаются в кольцевых пазах на торцевых поверхностях ротора и закрепляются в угловых положениях, определенных по результатам измерения, болтами, винтами и т. п. In this device for dynamic balancing of the rotor, the mass distribution of the rotor is adjusted after it is stopped. In this case, the corrective device is made in the form of special balancing weights that are installed and secured by means of special means on the corresponding correction planes, for example, these weights are installed, moved in circular grooves on the end surfaces of the rotor and fixed in the angular positions determined by the measurement results with bolts, screws, etc.
Недостатками данных способа и устройства являются невысокая точность балансировки и большая длительность процесса уравновешивания роторов. The disadvantages of the data of the method and device are the low accuracy of the balancing and the long duration of the process of balancing the rotors.
Известен также способ динамической балансировки ротора, заключающийся в сообщении ему вращения в балансировочном устройстве, измерении вибрационных нагрузок, действующих на опоры ротора в результате его несбалансированности, и в обращении оси вращения ротора в главную центральную ось инерции посредством нанесения корректирующих дискретных масс лучом лазера в необходимых так называемых "легких" местах ротора [3]
Известно устройство для динамической балансировки ротора, содержащее приводное устройство, балансировочное устройство, в опорных участках которого размещен своими опорными участками цапф ротор, измерительное устройство и корректирующее устройство, состоящее из вращающейся оптической системы и системы управления лазерным лучом. При этом в качестве материалов корректирующих масс применяются медь, цинк, бронза и латунь [4]
Недостатком данных способа и устройства, его осуществляющего, являются их большая сложность, громоздкость и стоимость.There is also known a method of dynamic balancing of the rotor, which consists in communicating rotation to it in a balancing device, measuring vibration loads acting on the rotor bearings as a result of its imbalance, and in turning the axis of rotation of the rotor to the main central axis of inertia by applying correcting discrete masses with the laser beam as necessary called “light” rotor locations [3]
A device for dynamic balancing of a rotor is known, comprising a drive device, a balancing device, in the supporting sections of which the rotor trunnions are located with their supporting sections, a measuring device and a correction device consisting of a rotating optical system and a laser beam control system. At the same time, copper, zinc, bronze and brass are used as materials for corrective masses [4]
The disadvantage of the data of the method and device that implements it is their great complexity, cumbersomeness and cost.
Целью предлагаемого изобретения является увеличение точности, оперативности процесса балансировки, упрощение операций и средств для выполнения балансировки. The aim of the invention is to increase the accuracy, efficiency of the balancing process, simplifying operations and means to perform balancing.
Данная цель достигается тем, что в способе динамической балансировки ротора, заключающемся в сообщении ему вращения в балансировочном устройстве, измерении вибрационных нагрузок, действующих на опоры ротора в результате его несбалансированности, и в обращении оси вращения ротора в главную центральную ось вращения, это обращение осуществляется посредством предварительной установки комплектов из двух эксцентричных наружных и внутренних втулок, снабженных диаметрально выполненными на их торцах контрастными рисками и вставленных одна в другую и на опорные участки цапф ротора, также снабженных диаметрально выполненными на их торцах контрастными рисками, сопряжения этих комплектов эксцентричных втулок с неподвижными опорными участками балансировочного устройства, в котором установлен ротор, последующих пробных согласованных дискретных поворотов в неподвижных опорах наружных и внутренних эксцентричных втулок синхронно в обоих комплектах друг относительно друга и относительно цапф ротора, причем при каждом зафиксированном дискретном положении внешних эксцентричных втулок на протяжении их полного оборота осуществляют дискретные повороты относительно них внутренних эксцентричных втулок до достижения ими полного относительного оборота, при этом при каждом зафиксированном положении и внутренних эксцентричных втулок осуществляется поворот ротора, по крайней мере, на один полный оборот от принятого за базовое положение контрастных рисок на цапфах ротора, синхронная регистрация положений контрастных рисок на торцах наружных и внутренних втулок и цапф ротора и показаний датчиков, измеряющих нагрузки, действующие на опоры ротора, определение положения контрастных рисок, соответствующего наименьшим величинам измеряемых нагрузок, и предварительная фиксация наружных и внутренних эксцентричных втулок друг относительно друга и относительно цапф ротора при вращении ротора, а затем окончательной их фиксации при остановке ротора. This goal is achieved by the fact that in the method of dynamic balancing of the rotor, which consists in imparting rotation to it in the balancing device, measuring vibration loads acting on the rotor bearings as a result of its imbalance, and in turning the rotor axis of rotation to the main central axis of rotation, this circulation is carried out by pre-installation of sets of two eccentric outer and inner bushings, equipped with contrasting risks diametrically executed at their ends and inserted one in the other and on the supporting sections of the rotor trunnions, also equipped with contrasting risks diametrically executed at their ends, pairing these sets of eccentric bushings with the stationary supporting sections of the balancing device in which the rotor is installed, of the subsequent test discrete turns rotated in the fixed bearings of the external and internal eccentric bushings synchronously in both sets relative to each other and relative to the trunnions of the rotor, and for each fixed discrete position of the external eccentric of the bushings during their full revolution carry out discrete rotations of the internal eccentric bushings relative to them until they reach the full relative revolution, with each fixed position and the internal eccentric bushings the rotor rotates at least one full revolution from the contrast marks on rotor pins, synchronous recording of the positions of contrasting pictures on the ends of the outer and inner bushings and pins of the rotor and the readings of sensors measuring the load Ties acting on the rotor bearings, determining the position of the contrasting patterns corresponding to the smallest measured loads, and preliminary fixing of the external and internal eccentric bushings relative to each other and relative to the axles of the rotor during rotation of the rotor, and then their final fixation when the rotor stops.
Предлагается в данном способе: пробные согласованные повороты в неподвижных опорах наружных и внутренних эксцентричных втулок друг относительно друга и относительно цапф ротора осуществляют непрерывно с количеством оборотов внешних и внутренних эксцентричных втулок и цапф ротора, обеспечивающих, по крайней мере, один полный относительный оборот при этом внутренних втулок относительно цапф ротора, а внешних эксцентричных втулок - относительно внутренних. It is proposed in this method: coordinated test rotations in the fixed bearings of the external and internal eccentric bushings relative to each other and relative to the rotor pins are carried out continuously with the number of revolutions of the external and internal eccentric bushings and pins of the rotor, providing at least one full relative rotation of the internal bushings relative to the trunnions of the rotor, and external eccentric bushings - relative to the internal.
В данном способе возможно также после фиксирования внешних и внутренних эксцентричных втулок друг относительно друга и относительно цапф ротора осуществляют освобождение и указанные пробные повороты или непрерывные вращения эксцентричных наружной и внутренней втулок относительно друг друга и относительно цапфы в комплекте, расположенном в опоре, где зафиксированы наибольшие по величине нагрузки. In this method, it is also possible after fixing the external and internal eccentric bushings with respect to each other and relative to the axles of the rotor, and these test turns or continuous rotation of the eccentric external and internal bushings relative to each other and relative to the axle in the set, where the largest the magnitude of the load.
Кроме того, в данном способе возможно также, что вращение в обоих опорах наружных и внутренних эксцентричных втулок друг относительно друга и относительно цапф ротора осуществляют с тем же соотношением скоростей, но с различными по величине угловыми скоростями до тех пор, пока соотношение количеств оборотов наружных эксцентричных втулок в двух комплектах обоих опор составит, по крайней мере, один относительный оборот быстрее вращающейся наружной эксцентричной втулки в одной опоре относительно наружной втулки, вращающейся медленнее в другой опоре. In addition, in this method it is also possible that the rotation in both bearings of the outer and inner eccentric bushings relative to each other and relative to the axles of the rotor is carried out with the same ratio of speeds, but with different angular velocities until the ratio of the number of revolutions of the external eccentric bushings in two sets of both supports will make at least one relative revolution faster than the rotating external eccentric sleeve in one support relative to the external sleeve rotating slower in other support.
При этом возможно, что в данном способе после жесткой фиксации эксцентричных наружных и внутренних втулок между собой и с цапфами ротора наружные поверхности наружных эксцентричных втулок используются в качестве опорных поверхностей цапф ротора. Возможно также, что в данном способе после жесткой фиксации эксцентричных наружных и внутренних втулок между собой и с цапфами ротора, осуществляют формирование главной центральной оси инерции ротора посредством нахождения центров тяжести треугольников как центров пересечения их медиан на торцах цапф ротора с вершинами этих треугольников в центрах осевых линий цапф и эксцентричных наружных и внутренних втулок и последующего формирования наружных поверхностей опорных участков цапф ротора посредством обработки их как поверхностей вращения вокруг полученных центров тяжести треугольников. Moreover, it is possible that in this method, after the eccentric outer and inner bushings are rigidly fixed to each other and with the rotor pins, the outer surfaces of the outer eccentric bushings are used as the supporting surfaces of the rotor pins. It is also possible that in this method, after the eccentric outer and inner bushings are rigidly fixed to each other and with the axles of the rotor, the main central axis of inertia of the rotor is formed by finding the centers of gravity of the triangles as the centers of intersection of their medians on the ends of the axles of the rotor with the vertices of these triangles at the axial centers lines of trunnions and eccentric outer and inner bushings and the subsequent formation of the outer surfaces of the supporting sections of the trunnions of the rotor by processing them as surfaces The joints around the centers of gravity of the triangles.
Для осуществления предлагаемого способа представляется станок для динамической балансировки ротора, содержащий приводное устройство, балансировочное устройство, в опорах которого размещен своими опорными участками цапф ротор, кинематически связанный с его приводом, измерительное устройство и корректирующее устройство, при этом отличается от известных тем, что корректирующее устройство снабжено, соответственно двумя опорами ротора, двумя комплектами эксцентричных втулок, наружной и внутренней, вставленных одна в другую и сопряженных соответственно с опорными участками цапф ротора и опорными участками балансировочного устройства, приводом поворота эксцентричных наружных и внутренних втулок в каждом комплекте друг относительно друга и относительно соответствующих опорных участков цапф ротора и устройств предварительной и окончательной фиксации эксцентричных наружных и внутренних втулок между собой и с соответствующими опорными участками цапф ротора. To implement the proposed method, a machine is presented for dynamic balancing of the rotor, comprising a drive device, a balancing device, in the supports of which the rotor kinematically connected with its drive, a measuring device and a correcting device are placed with their supporting sections of the pins, differs from the known ones in that the correcting device equipped with, respectively, two rotor bearings, two sets of eccentric bushings, external and internal, inserted one into the other and connected x, respectively, with the supporting sections of the rotor trunnions and the supporting sections of the balancing device, the rotation drive of the eccentric outer and inner bushings in each set relative to each other and relative to the corresponding supporting sections of the rotor trunks and the devices for preliminary and final fixing of the eccentric external and internal bushings with each other and with the corresponding supporting sections of the trunnions of the rotor.
Для осуществления данного способа предлагается также станок, в котором привод поворота эксцентричных наружных и внутренних втулок в каждом комплекте друг относительно друга и относительно соответствующих опорных участков цапф ротора состоит из двух планетарных зубчатых механизмов и трех управляемых электродвигателей, причем в каждом планетарном зубчатом механизме одно центральное зубчатое колесо закреплено неподвижно и снабжено венцом с внутренними зубьями, а водило с сателлитными колесами размещено в неподвижных опорах и посредством управляемой, например, электромагнитной муфты, соединено с соответствующим управляемым электродвигателем, при этом первый планетарный механизм кинематически связан с наружной эксцентричной втулкой и содержит еще одно центральное ведомое зубчатое колесо, закрепленное на наружной эксцентричной втулке, причем наружный венец его выполнен концентричным наружной поверхности этой эксцентричной втулки и зацепляющимся с сателлитными колесами своего водила, второй планетарный зубчатый механизм кинематически связан с внутренней эксцентричной втулкой и содержит ведомое зубчатое колесо, закрепленное на внутренней эксцентричной втулке, а также промежуточное центральное зубчатое колесо, снабженное двумя зубчатыми венцами, наружным и внутренним, и размещенное свободно в опорах, выполненных в ведомом центральном колесе первого планетарного зубчатого механизма, причем наружный зубчатый венец этого промежуточного колеса выполнен концентричным наружной поверхности наружной эксцентричной втулки и зацепляющимся с сателлитными колесами своего водила, внутренний зубчатый венец этого промежуточного колеса выполнен также концентричным наружной поверхности эксцентричной втулки и зацепляющимся с наружным зубчатым венцом ведомого зубчатого колеса, концентричным наружной поверхности внутренней эксцентричной втулки, закрепленного на внутренней эксцентричной втулке, а привод поворота ротора состоит из третьего управляемого электродвигателя и передаточного механизма, соединяющего вал этого электродвигателя с одной из цапф ротора и расположенного на одном из опорных участков балансировочного устройства, при этом устройства предварительной фиксации наружных, внутренних эксцентричных втулок и цапф ротора между собой выполнены в виде управляемых электромагнитных муфт, установленных между элементами привода поворота наружных, внутренних эксцентричных втулок и цапф ротора, закрепленных на их торцах, а устройства окончательной фиксации выполнены, например, в виде винтовых соединений между ними. To implement this method, a machine is also proposed in which the rotation drive of the eccentric outer and inner bushings in each set relative to each other and relative to the corresponding supporting sections of the rotor pins consists of two planetary gear mechanisms and three controllable electric motors, with one central gear mechanism in each planetary gear mechanism the wheel is fixed motionless and equipped with a crown with internal teeth, and the carrier with satellite wheels is placed in fixed bearings and of a controlled, for example, electromagnetic coupling, is connected to a corresponding controlled electric motor, while the first planetary mechanism is kinematically connected to the external eccentric bushing and contains another central driven gear mounted on the external eccentric bushing, and its outer rim is made concentric on the outer surface of this eccentric sleeves and engaged with the satellite wheels of its carrier, the second planetary gear mechanism is kinematically connected with the internal exce trican bush and contains a driven gear mounted on the inner eccentric sleeve, as well as an intermediate central gear equipped with two gear rims, the outer and inner, and placed freely in the supports made in the driven central wheel of the first planetary gear mechanism, the outer gear of this intermediate wheel is made concentric on the outer surface of the outer eccentric sleeve and engaging with the satellite wheels of its carrier, the internal gear the crown of this intermediate wheel is also made concentric with the outer surface of the eccentric sleeve and engaged with the outer gear ring of the driven gear, concentric with the outer surface of the internal eccentric sleeve mounted on the internal eccentric sleeve, and the rotor rotation drive consists of a third controlled electric motor and a transmission mechanism connecting the shaft of this an electric motor with one of the pins of the rotor and located on one of the supporting sections of the balancing device, the devices for preliminary fixation of the external, internal eccentric bushings and trunnions of the rotor are made in the form of controlled electromagnetic couplings installed between the drive elements for turning the external, internal eccentric bushings and trunnions of the rotor mounted on their ends, and the final fixation device is made, for example, in in the form of screw connections between them.
В предлагаемом станке передаточный механизм, соединяющий управляемый электродвигатель с ротором, может быть выполнен содержащим последовательно связанные между собой управляемую электромагнитную муфту, шарнирные муфты, закрепленные соответственно на выходном валу управляемой электромагнитной муфты и торца цапфы ротора, и телескопический вал, соединяющий шарнирные муфты. In the proposed machine, the transmission mechanism connecting the controlled electric motor to the rotor can be made comprising sequentially interconnected controlled electromagnetic clutch, articulated couplings mounted respectively on the output shaft of the controlled electromagnetic clutch and the end face of the rotor axle, and a telescopic shaft connecting the articulated couplings.
Предлагаемый также станок, в котором привод поворота эксцентричных наружных и внутренних втулок в каждом комплекте друг относительно друга и относительно соответствующих опорных участков цапф ротора снабжен дополнительным третьим планетарным зубчатым механизмом, кинематически связанным с соответствующей цапфой ротора и с управляемым электродвигателем и содержащим одно центральное зубчатое колесо, закрепленное неподвижно и снабженное внутренним зубчатым венцом, водило с сателлитными колесами, размещенное в неподвижных опорах и посредством управляемой, например, электромагнитной муфты соединенное с управляемым электродвигателем, ведомое зубчатое колесо, закрепленное на цапфе ротора, и два промежуточных зубчатых колеса, каждое из которых снабжено двумя зубчатыми венцами, наружными и внутренними, при этом первое промежуточное зубчатое колесо третьего планетарного зубчатого механизма является центральным и свободно размещено в опорах, выполненных в промежуточном центральном зубчатом колесе второго планетарного зубчатого механизма, а второе промежуточное зубчатое колесо его свободно размещено в опорах, выполненных в ведомом колесе второго планетарного зубчатого механизма, причем наружный и внутренний зубчатые венцы первого промежуточного центрального колеса выполнены концентричными наружной поверхности наружной эксцентричной втулки, а наружный и внутренний зубчатые венцы второго промежуточного колеса выполнены концентричными наружной поверхности внутренней эксцентричной втулки, к тому же наружный зубчатый венец первого промежуточного колеса зацепляется с сателлитными колесами, внутренний зубчатый венец его с наружным зубчатым венцом второго промежуточного колеса, внутренний зубчатый венец второго промежуточного колеса зацепляется с наружным венцом ведомого зубчатого колеса, выполненного концентрично опорному участку цапфы. The machine is also proposed, in which the rotation drive of the eccentric outer and inner bushings in each set relative to each other and relative to the corresponding supporting sections of the rotor trunnions is equipped with an additional third planetary gear mechanism kinematically connected with the corresponding rotor trunnion and with a controlled electric motor and containing one central gear wheel, fixed motionless and equipped with an internal gear rim, a carrier with satellite wheels, placed in fixed bearings and along means of a controlled, for example, electromagnetic clutch connected to a controlled electric motor, driven gear mounted on the axle of the rotor, and two intermediate gears, each of which is equipped with two gear rims, external and internal, while the first intermediate gear of the third planetary gear mechanism is central and freely placed in bearings made in the intermediate central gear of the second planetary gear mechanism, and the second intermediate gear this wheel is freely placed in the supports made in the driven wheel of the second planetary gear mechanism, the outer and inner gear rims of the first intermediate central wheel are concentric with the outer surface of the outer eccentric sleeve, and the outer and inner gear rims of the second intermediate wheel are concentric with the outer surface of the inner eccentric bushings, in addition, the outer gear of the first intermediate wheel engages with the satellite wheels, enny toothing with its outer toothing of the second intermediate gear, the internal toothing of the second intermediate wheel meshes with the toothing of the driven toothed wheels, made concentrically trunnion support portion.
Предлагается также станок, в котором оба планетарных зубчатых механизма привода поворота эксцентричных наружных и внутренних втулок в каждом комплекте друг относительно друга и относительно соответствующих опорных участков цапф ротора содержат по одному водилу с блоками из двух сателлитных колес, три ведомые зубчатые колеса, закрепленные по одному соответственно на наружной и внутренней эксцентричных втулках и на соответствующем опорном участке цапфы ротора и снабженные наружными зубчатыми венцами, концентричными наружными поверхностями элементов, на которых они закреплены, а также три промежуточные зубчатые колеса, причем первое промежуточное зубчатое колесо снабжено двумя наружными и одним внутренним зубчатыми венцами и размещено свободно в опорах, выполненных в ведомом колесе первого планетарного зубчатого механизма, второе промежуточное зубчатое колесо снабжено одним наружным и одним внутренним зубчатыми венцами и размещено свободно в опорах, выполненных в ведомом колесе второго планетарного зубчатого механизма, у обоих этих промежуточных зубчатых колес все венцы выполнены концентричными наружной поверхности наружной эксцентричной втулки, третье промежуточное зубчатое колесо снабжено наружным и внутренним зубчатыми венцами, концентричными наружной поверхности внутренней эксцентричной втулки и размещено свободно в опорах ведомого колеса второго планетарного механизма, при этом одно из сателлитных колес первого планетарного механизма зацепляется с ведомым колесом первого планетарного зубчатого механизма, а второе с одним из наружных зубчатых венцов первого промежуточного зубчатого колеса, одно из сателлитных колес второго планетарного зубчатого механизма зацепляется со вторым наружным зубчатым венцом первого промежуточного зубчатого колеса, а второе с наружным зубчатым венцом второго промежуточного зубчатого колеса, внутренний зубчатый венец первого промежуточного колеса зацепляется с наружным зубчатым венцом ведомого зубчатого колеса, закрепленного на внутренней эксцентричной втулке, внутренний венец второго промежуточного зубчатого колеса зацепляется с наружным зубчатым венцом третьего промежуточного зубчатого колеса, внутренний зубчатый венец которого зацепляется с наружным венцом третьего ведомого зубчатого колеса. A machine is also proposed in which both planetary gears of the drive mechanism for turning the eccentric outer and inner bushes in each set relative to each other and relative to the corresponding supporting sections of the axle trunks of the rotor contain one carrier with blocks of two satellite wheels, three driven gears fixed one at a time respectively on the outer and inner eccentric bushings and on the corresponding supporting section of the journal of the rotor and equipped with external gear rims, concentric outer the rests of the elements on which they are fixed, as well as three intermediate gears, the first intermediate gear wheel having two outer and one internal gear rims and placed freely in the bearings made in the driven wheel of the first planetary gear mechanism, the second intermediate gear wheel is equipped with one outer and one internal gear rims and placed freely in the bearings made in the driven wheel of the second planetary gear mechanism, at both of these intermediate gears all crowns are made concentric on the outer surface of the outer eccentric sleeve, the third intermediate gear wheel is provided with the outer and inner gear crowns concentric on the outer surface of the inner eccentric sleeve and placed freely in the bearings of the driven wheel of the second planetary gear, while one of the satellite wheels of the first planetary gear engages with the driven the wheel of the first planetary gear mechanism, and the second with one of the outer gear rims of the first intermediate gear of the first gear, one of the satellite wheels of the second planetary gear mechanism engages with the second outer gear of the first intermediate gear, and the second with the outer gear of the second intermediate gear, the inner gear of the first gear engages with the outer gear of the driven gear mounted on the eccentric sleeve, the inner rim of the second intermediate gear engages with the outer rim of the third intermediate of gear, the inner ring gear which meshes with the toothing of the third driven gear.
Анализ технической и патентной литературы не выявил способа динамической балансировки ротора и устройств для его осуществления, обладающих признаками, предлагаемыми в заявленных технических решениях. Поскольку на проведенном этапе патентного поиска подтверждены существенные отличия прелагаемого технического решения и выявлены технико-экономические преимущества от его использования, считаем возможным представить данное техническое решение на установление соответствия его требованиям, предъявляемым к изобретениям. An analysis of the technical and patent literature did not reveal a method for dynamically balancing the rotor and devices for its implementation, possessing the features proposed in the claimed technical solutions. Since at the stage of the patent search, significant differences of the proposed technical solution were confirmed and the technical and economic advantages of its use were identified, we consider it possible to submit this technical solution to establish compliance with its requirements for inventions.
Реализация предлагаемого способа динамической балансировки ротора осуществляется путем последовательного выполнения следующих операций:
выполнение на торцах двух пар эксцентричных наружных и внутренних втулок, а также на торцах цапф ротора-рисок с диаметральным их расположением относительно наружных поверхностей;
установка комплектов из эксцентричных втулок, например, двух, вставленных одна в другую, на опорные участки цапф ротора;
сопряжение этих комплектов эксцентричных втулок с опорными участками балансировочного устройства, в котором устанавливается ротор;
пробные согласованные повороты в опорах внутренних и наружных эксцентричных втулок друг относительно друга и цапф ротора на углы по соответственно трехразрядной системе; при этом необходимо при каждом зафиксированном дискретном положении, на протяжении полного оборота, внешних эксцентричных втулок обеспечивать дискретные повороты относительно них внутренних эксцентричных втулок до достижения ими полного относительного оборота, причем при каждом зафиксированном положении и внутренних эксцентричных втулок необходимо осуществить поворот цапф ротора на полный оборот или целое число оборотов от принятого за базовое положение; поворот внешних эксцентричных втулок необходимо также осуществлять на один или целое число оборотов до достижения минимального предварительного уровня вибрационных нагрузок в опорах ротора; последующее фиксирование эксцентричных втулок и цапф ротора друг относительно друга;
5) сообщение ротору и эксцентричным наружным и внутренним втулкам вращения с испытуемой скоростью и после этого сообщение дополнительных согласованных поворотов одновременно наружных и внутренних эксцентричных втулок друг относительно друга и цапф ротора около их предварительно зафиксированного положения со скоростями цапф ротора относительно внутренних эксцентричных втулок и последних относительно внешних эксцентричных втулок с теми же соотношениями этих скоростей, что и соотношение углов при пробных согласованных поворотах их с целью достижения заданного уровня вибрационных нагрузок в опорах ротора; окончательное фиксирование по торцевым рискам относительного положения эксцентричных наружных и внутренних втулок и цапф ротора и последующая жесткая фиксация их относительного положения;
после указанной жесткой фиксации эксцентричных наружных и внутренних втулок между собой и с цапфами ротора, наружные поверхности наружных эксцентричных втулок используют в качестве опорных без механической обработки или после дополнительной обработки их коаксиально первоначальной наружной поверхности;
после жесткой фиксации эксцентричных наружных и внутренних втулок между собой и с цапфами ротора возможно также и формирование на торцах цапф ротора следов главной центральной оси инерции ротора посредством нахождения центров тяжести треугольников в точках пересечения их медиан с вершинами этих треугольников в центрах осевых линий цапф и эксцентричных наружных и внутренних втулок, определяемых по рискам на их торцах и нахождения точек их пересечения.Implementation of the proposed method for dynamic balancing of the rotor is carried out by sequentially performing the following operations:
the execution on the ends of two pairs of eccentric outer and inner bushings, as well as on the ends of the trunnions of the rotor-notches with their diametrical arrangement relative to the outer surfaces;
installation of sets of eccentric bushings, for example, two, inserted one into the other, on the supporting sections of the trunnions of the rotor;
pairing these sets of eccentric bushings with the supporting sections of the balancing device in which the rotor is mounted;
test coordinated turns in the bearings of the inner and outer eccentric bushings relative to each other and the trunnions of the rotor at angles according to a three-digit system, respectively; it is necessary at each fixed discrete position, for a full revolution, of the external eccentric bushings to provide discrete rotations relative to them of the internal eccentric bushings until they reach a full relative revolution, and for each fixed position and the internal eccentric bushings, it is necessary to rotate the rotor pins a full revolution or the whole number of revolutions from the accepted for the base position; the rotation of the external eccentric bushings must also be carried out by one or an integer number of revolutions until the minimum preliminary level of vibration loads in the rotor bearings is reached; subsequent fixation of the eccentric bushings and pins of the rotor relative to each other;
5) communication of the rotor and the eccentric outer and inner rotary bushings with the test speed and after that the message of additional coordinated turns of the outer and inner eccentric bushings simultaneously relative to each other and the rotor pins about their previously fixed position with the speeds of the rotor pins relative to the internal eccentric bushings and the latter relative to the outer eccentric bushings with the same ratios of these speeds as the ratio of angles during trial coordinated turns to achieve a given level of vibration loads in the rotor poles; the final fixation by the end risks of the relative position of the eccentric outer and inner bushings and trunnions of the rotor and the subsequent rigid fixation of their relative position;
after said rigid fixation of the eccentric outer and inner bushings between each other and with the trunnions of the rotor, the outer surfaces of the outer eccentric bushings are used as supporting without machining or after additional processing of their coaxial initial outer surface;
after rigid fixation of the eccentric outer and inner bushings between each other and with the axles of the rotor, it is also possible to form traces of the main central axis of inertia of the rotor on the ends of the axles of the rotor by finding the centers of gravity of the triangles at the points of intersection of their medians with the vertices of these triangles at the centers of the axial lines of the axles and eccentric external and internal bushings, determined by the risks at their ends and finding the points of their intersection.
Выполнение четвертой операции рекомендуется для высокоскоростных массивных и длинных роторов, несбалансированность которых после изготовления может вызвать недопустимо большие нагрузки на опоры при исследовании в балансировочном станке. The fourth operation is recommended for high-speed massive and long rotors, the imbalance of which after manufacture can cause unacceptably large loads on the supports when examining in a balancing machine.
Сущность устройства для осуществления способа динамической балансировки ротора поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена принципиальная схема системы, обеспечивающей балансировку ротора, на фиг. 2, 3, 4 представлены варианты схем предлагаемых корректирующих устройств, на фиг. 5 схема нахождения на торцах цапф следов главной оси главной центральной оси инерции ротора. The essence of the device for implementing the method of dynamic balancing of the rotor is illustrated by drawings, where in FIG. 1 is a schematic diagram of a system for balancing a rotor; FIG. 2, 3, 4 show variants of schemes of the proposed corrective devices, in FIG. 5 is a diagram of finding at the ends of the pins traces of the main axis of the main central axis of inertia of the rotor.
Система, обеспечивающая балансировку ротора (балансировочный станок) - фиг. 1, содержит приводное, балансировочное, измерительное и корректирующие устройства, а также дополнительные устройства (не показаны на схеме) (см. книгу: Левит М. Е. Рыженков В. М. "Балансировка деталей и узлов". М. Машиностроение, 1986, с. 101). Все они размещены на станине станка. Связь первых трех устройств последовательная, а третьего, измерительного, через четвертое, корректирующее со вторым, балансировочным устройством выполнена как обратная связь. The system for balancing the rotor (balancing machine) - FIG. 1, contains drive, balancing, measuring and correcting devices, as well as additional devices (not shown in the diagram) (see the book: Levit M. E. Ryzhenkov V. M. "Balancing of parts and assemblies." M. Mechanical Engineering, 1986, p. 101). All of them are placed on the machine bed. The connection of the first three devices is serial, and the third, measuring, through the fourth, corrective with the second, balancing device is made as feedback.
Приводное устройство содержит приводной электродвигатель, приводное соединение, связывающее приводной электродвигатель с балансируемым ротором, систему управления приводным устройством. Назначение последнего обеспечение запуска, поддержка заданной режимом балансировки угловой скорости вращения и торможение балансируемого ротора. The drive device comprises a drive motor, a drive connection connecting the drive motor to a balanced rotor, a control system for the drive device. The purpose of the latter is to provide start-up, support for the angular speed of rotation set by the balancing mode, and braking of the balanced rotor.
Балансировочное устройство представляет собой колебательную систему станка в виде упругих опор, в которых устанавливается и вращается неуравновешенный ротор. По измеренным колебаниям этой системы при балансировке судят о дисбалансе ротора. The balancing device is an oscillating system of the machine in the form of elastic supports in which an unbalanced rotor is installed and rotates. The measured oscillations of this system during balancing judge about the imbalance of the rotor.
Измерительное устройство состоит из датчиков, размещенных на балансировочном устройстве, частотно-избирательных средств для выделения полезного сигнала и подавления сигналов помех в измерительном устройстве, цепи разделения плоскостей коррекции, представляющей электрическую цепь между измерительными преобразователями и частотно-измерительными средствами, а также из индикаторов значения и угла дисбалансов. Оно предназначено для определения значений и углов дисбалансов ротора в заданных плоскостях. The measuring device consists of sensors located on the balancing device, frequency-selective means for extracting a useful signal and suppressing interference signals in the measuring device, a separation plane of correction planes representing an electrical circuit between the measuring transducers and frequency-measuring means, as well as value and angle of imbalances. It is designed to determine the values and angles of rotor imbalances in predetermined planes.
Корректирующее устройство корректирует распределение массы ротора. При работе в автоматическом режиме корректирующее устройство управляется от сигнала, вырабатываемого измерительным устройством. A correction device corrects the rotor mass distribution. When operating in automatic mode, the corrective device is controlled from the signal generated by the measuring device.
Корректирующее устройство в заявляемом техническом решении для динамической балансировки ротора включает в себя два комплекта элементов, сопряженных с двумя цапфами ротора и с соответствующими им опорными участками балансировочного устройства. На фиг. 2 показан один из этих комплектов элементов корректирующего устройства. Он содержит две эксцентричные втулки: 1 наружную и 2 внутреннюю, вставленные одна в другую, причем наружная эксцентричная втулка 1 сопряжена с опорным участком 3 корпуса 4 балансировочного устройства, а внутренняя эксцентричная втулка 2 с опорным участком 5 цапфы 6 ротора 7, а также два планетарных зубчатых механизма привода эксцентричных наружной 1 и внутренней 2 втулок и привода ротора, кинематически связанного с одной из его цапф, например, с цапфой 5. Corrective device in the claimed technical solution for dynamic balancing of the rotor includes two sets of elements associated with two trunnions of the rotor and the corresponding supporting sections of the balancing device. In FIG. 2 shows one of these sets of elements of the correction device. It contains two eccentric bushings: 1 outer and 2 inner, inserted one into the other, and the outer
Планетарный зубчатый механизм привода эксцентричной втулки 1 содержит одно центральное колесо 8, закрепленное неподвижно, например, на корпусе 4, второе центральное колесо 9, закрепленное на эксцентричной наружной втулке, и водило 10, размещенное в неподвижной опоре и несущее сателлитные колеса 11, зацепляющиеся с центральными колесами 8 и 9, и кинематически, посредством зубчатой передачи 12 и управляемой электромагнитной муфты 13, связанное с управляемым от выходных сигналов измерительного устройства (по скорости вращения) электродвигателем (на схеме не показан). The planetary gear mechanism of the drive of the
Планетарный зубчатый механизм привода эксцентричной внутренней втулки 2 содержит также одно центральное колесо 14, закрепленное также неподвижно, второе центральное, являющееся промежуточным, колесо 15, снабженное двумя зубчатыми венцами, наружным 16 и внутренним 17, и размещенное свободно в опорах 18, выполненных в ведомом центральном колесе 9 первого планетарного зубчатого механизма, причем зубчатые венцы 16, 17 выполнены коаксиально наружной поверхности наружной эксцентричной втулки 1. Данный планетарный зубчатый механизм содержит также ведомое зубчатое колесо 19, закрепленное на внутренней эксцентричной втулке 2 и снабженное наружным зубчатым венцом, концентричным наружной поверхности этой внутренней эксцентричной втулки 2. Кроме того, данный планетарный зубчатый механизм содержит водило 20, размещенное в неподвижной опоре и несущее сателлитные колеса 21, зацепляющиеся с центральным неподвижным колесом 14 и промежуточным центральным колесом 15, и кинематически, посредством зубчатой передачи 22 и управляемой электромагнитной муфты 23, связанное с управляемым аналогично предыдущему по скорости вращения) электродвигателем (на схеме не показан). При этом между ведомыми зубчатыми колесами 9 и 19 первого и второго планетарных зубчатых механизмов, а также между диском 24, закрепленным на цапфе 5 и ведомым зубчатым колесом 19 второго планетарного зубчатого механизма установлены управляемые электромагнитные муфты соответственно 25 и 26. The planetary gear mechanism of the drive of the eccentric
Привод ротора выполнен в виде приводного регулируемого аналогично двум предыдущим (по скорости вращения) электродвигателя 27, соединительной электромагнитной муфты 28 и карданного телескопического вала 29, соединяющего муфту 28 с цапфой 6 ротора 7. Управляемые электромагнитные муфты 25, 26 используются в данном корректирующем устройстве для предварительной фиксации соответственно внутренней эксцентричной втулки 2 относительно цапфы 6 ротора и относительно наружной эксцентричной втулки 1 после завершения процесса балансировки ротора при уменьшении вибрационных нагрузок на подшипники ротора за счет уменьшения дисбаланса последнего. The rotor drive is made in the form of a drive motor similar to the two previous ones (in terms of rotation speed) of the
Отличие корректирующего устройства, представленного на фиг. 3, от предыдущего заключается в том, что привод поворота эксцентричных наружных и внутренних втулок в каждой паре друг относительно друга и относительно соответствующих опорных участков цапф ротора снабжен дополнительным третьим планетарным зубчатым механизмом, кинематически связанным с цапфами ротора. Этот дополнительный планетарный зубчатый механизм содержит соответствующий управляемый аналогично трем предыдущим (по скорости вращения) электродвигатель (на схеме на показан), одно центральное зубчатое колесо 30, закрепленное неподвижно и снабженное внутренним зубчатым венцом, водило 31 с сателлитными колесами 32, размещенное в неподвижных опорах и посредством управляемой, например, электромагнитной муфты 33 и зубчатой передачи 34, соединенное с соответствующим управляемым электродвигателем, ведомое зубчатое колесо 35, закрепленное на цапфе 6 ротора 7, и два промежуточных зубчатых колеса, каждое из которых снабжено двумя зубчатыми венцами, наружным и внутренним, при этом первое промежуточное зубчатое колесо 36 является центральным и свободно размещено в опорах 37, выполненных в промежуточном центральном колесе 15 второго планетарного зубчатого механизма, второе промежуточное зубчатое колесо 38 свободно размещено в опорах 39, выполненных в ведомом колесе 19 второго планетарного зубчатого механизма. Наружный и внутренний зубчатые венцы первого промежуточного центрального колеса 36 выполнены концентричными наружной поверхности наружной эксцентричной втулки 1, а наружный и внутренний зубчатые венцы второго промежуточного колеса выполнены концентричными наружной поверхности внутренней эксцентричной втулки 2, при этом наружный зубчатый венец первого промежуточного колеса 36 зацепляется с сателлитными колесами 32, внутренний зубчатый венец его с наружным зубчатым венцом второго промежуточного колеса 38, а внутренний зубчатый венец этого промежуточного колеса зацепляется с наружным венцом зубчатого колеса 35, выполненного концентрично опорному участку 5 цапфы 6. Устройства предварительной фиксации внутренней эксцентричной втулки 2 относительно наружной эксцентричной втулки 1 и относительно цапфы 6 ротора выполнены также в виде управляемых электромагнитных муфт 25 и 26, установленных соответственно между ведомыми зубчатыми колесами 9 и 19, соответственно первого и второго планетарных зубчатых механизмов и ведомыми зубчатыми колесами 19 и 35 второго и третьего планетарных зубчатых механизмов. The difference between the correction device shown in FIG. 3 from the previous one lies in the fact that the rotation drive of the eccentric outer and inner bushings in each pair relative to each other and relative to the corresponding supporting sections of the rotor trunnions is equipped with an additional third planetary gear mechanism kinematically connected with the rotor trunnions. This additional planetary gear mechanism contains a corresponding electric motor (similar to the three previous ones (in terms of rotation speed) (shown in the diagram)), one
Отличие корректирующего устройства, показанного на фиг. 4, от предыдущих заключается в том, что все зубчатые центральные колеса планетарных механизмов привода поворота эксцентричных наружных и внутренних втулок в каждой паре друг относительно друга и относительно соответствующих опорных участков цапф ротора снабжены наружными зубчатыми венцами и кинематической связью между ними в относительном движении посредством парных сателлитных колес. При этом ведомые центральное колесо 9 первого планетарного зубчатого механизма привода наружной эксцентричной втулки 1 и промежуточное зубчатое колесо 40, закрепленное в блоке с промежуточным колесом 15 привода внутренней эксцентричной втулки 2, находятся в зацеплении с сателлитными зубчатыми колесами, соответственно 41 и 42, закрепленными также в блоке и свободно размещенными на оси 43 водила 44. Промежуточные зубчатые колеса 15 и 36 в приводах, соответственно внутренней эксцентричной втулки 2 и цапфы 6 ротора 7 находятся в зацеплении с сателлитными зубчатыми колесами 45 и 46, соответственно закрепленными в блоке и свободно размещенными на оси 47 водила 48. Привод водилам 44 и 47 сообщается также от управляемых электродвигателей соответственно через управляемые электромагнитные муфты 49 и 50 и зубчатые передачи 51 и 52. С одной из цапф, например, с цапфой 6 посредством уже известной кинематической цепи соединен также управляемый электродвигатель 27. The difference between the correction device shown in FIG. 4, the previous one consists in the fact that all the central gears of the planetary drive mechanisms for turning the eccentric outer and inner bushes in each pair relative to each other and relative to the corresponding supporting sections of the rotor trunnions are equipped with external gear crowns and kinematic coupling between them in relative motion by means of twin satellite wheels. In this case, the driven
Для предварительной фиксации наружной и внутренней эксцентричных втулок и цапф ротора друг относительно друга используются и в этом устройстве также управляемые электромагнитные муфты 25 и 26. For preliminary fixation of the outer and inner eccentric bushings and trunnions of the rotor relative to each other, this device also uses controlled
Устройство для окончательной фиксации наружных и внутренних эксцентричных втулок друг относительно друга и относительно цапф ротора во всех трех вариантах выполнения устройств для привода эксцентричных втулок и ротора выполнены, например, в виде винтовых соединений (фиг. 4): винт 53 для соединения между собой наружной и внутренней эксцентричной втулки, винт 54 для соединения внутренних эксцентричных втулок относительно цапфы ротора. The device for the final fixation of the outer and inner eccentric bushings relative to each other and relative to the axles of the rotor in all three embodiments of the devices for driving the eccentric bushings and rotor are made, for example, in the form of screw connections (Fig. 4): screw 53 for connecting the outer and internal eccentric sleeve, screw 54 for connecting the internal eccentric sleeve relative to the journal of the rotor.
Для формирования на торцах цапф ротора следов главной оси инерции ротора торцы наружных и внутренних эксцентричных втулок снабжены рисками, соответственно 55 и 56, на торцах цапф ротора, снабжены соответственно, рисками 57 (фиг. 5). To form traces of the main axis of inertia of the rotor at the ends of the axles of the rotor, the ends of the outer and inner eccentric bushings are equipped with
Работа предлагаемых корректирующих устройств в станке для динамической балансировки ротора заключается в следующем. The work of the proposed corrective devices in the machine for dynamic balancing of the rotor is as follows.
Сообщают вращение ротору 7 или от управляемого электродвигателя 27 посредством соединительной электромагнитной муфты 28 и карданной передачи 29 (фиг. 2, 4) или от управляемого электродвигателя (на схеме не показанного) посредством электромагнитной муфты 33 (фиг. 3), зубчатой передачи 34, водила 31, сателлитных зубчатых колес 32, центрального колеса 30, промежуточных зубчатых колес 36, 38 и ведомого зубчатого колеса 35, закрепленного на цапфе 6 ротора 7. Одновременно сообщают также поворот в обеих опорах 4 наружных эксцентричных втулок 1 от управляемых электродвигателем (не показаны на схемах) причем каждый такой электродвигатель сообщает каждой наружной эксцентричной втулке повороты через управляемую электромагнитную муфту 13 (фиг. 2 и 3) или 49 (фиг. 4), зубчатую передачу 12 (фиг. 2, 3) или 51 (фиг. 4), водило 10 (фиг. 2 и 3), или 44 (фиг. 4), сателлитные колеса 11 (фиг. 2 и 3) или 41 (фиг. 4), центральное неподвижное колесо 14 (фиг. 2 и 3) и ведомое центральное колесо 9 (фиг. 2, 3 и 4), закрепленное на наружной эксцентричной втулке. Также одновременно сообщается поворот в обеих опорах и внутренних эксцентричных втулок 2 также от управляемых электродвигателей (на схемах не показаны). При этом каждая из внутренних эксцентричных втулок поворачивается посредством управляемой электромагнитной муфты 23 (фиг. 2, 3) или 49 и 50 (фиг. 4), зубчатой передачи 22 (фиг. 2, 3) или зубчатых передач 51, 52 (фиг. 4), водила 20 (фиг. 2, 3) или водил 43, 47 (фиг. 4), сателлитных колес 21 (фиг. 2, 3) или 41, 42 и 45, 46 (фиг. 4), промежуточных зубчатых колес с наружными и внутренними зубчатыми венцами, соответственно 15 (фиг. 2, 3) или 15 и 36, 38 (фиг. 4), а также ведомых зубчатых колес 19 (фиг. 2, 3) или 19 и 35 (фиг. 4). The rotation is reported to the
Скорости вращения ротора, наружных и внутренних эксцентричных втулок регулируются посредством регулировки скоростей соответствующих приводных управляемых электродвигателей, при этом в устройствах на фиг. 2, 3 привод указанных элементов осуществляется независимо, также и регулирование скоростей их вращения производится независимо друг от друга. В устройстве на фиг. 4 опорным для передачи вращения наружным и внутренним эксцентричным втулкам является вращение ротора от приводного управляемого электродвигателя 27. При этом оба планетарных зубчатых механизма являются дифференциальными. Для осуществления вращения с требуемой скоростью внутренней эксцентричной втулки регулируется скорость управляемого электродвигателя 27, осуществляющего привод через ротор, зубчатое колесо 35, закрепленное на нем, промежуточные зубчатые колеса 38 и 36 сателлитных колес 46 второго планетарного зубчатого механизма, а также регулируется скорость управляемого электродвигателя (на схеме не показан), осуществляющего привод через управляемую электромагнитную муфту 50, зубчатую передачу 52 водила 44 этого же планетарного механизма. Скорости вращения сателлита 46 и водила 47 суммируются на сателлите 45, а затем вращение сателлита 45 с этой же скоростью передается промежуточному зубчатому колесу 15, от него ведомому зубчатому колесу 19, закрепленному на внутренней эксцентричной втулке, а значит, и этой втулке. The rotational speeds of the rotor, the outer and inner eccentric bushings are controlled by adjusting the speeds of the respective driven controlled electric motors, while in the devices of FIG. 2, 3, the drive of these elements is carried out independently, and the speed of their rotation is also regulated independently of each other. In the device of FIG. 4 support for the transmission of rotation of the outer and inner eccentric bushings is the rotation of the rotor from the driven controlled
Для обеспечения вращения с требуемой скоростью наружной эксцентричной втулки, регулируется скорость вращения сателлитных колес 45 второго планетарного зубчатого механизма через промежуточное зубчатое колесо 15 и зубчатый венец 40, закрепленный на нем, сообщается сателлитным колесам 42 первого планетарного зубчатого механизма, а от управляемого электродвигателя (не показан на схеме) через управляемую электромагнитную муфту 49, зубчатую передачу 51 водилу 44. Скорости сателлитных колес 42 и водила 44 суммируются на сателлитных колесах 41, а от них вращение с этой суммарной регулируемой скоростью передается ведомому зубчатому колесу 9, закрепленному на внешней эксцентричной втулке 1, а значит, и самой этой втулке. To ensure rotation with the required speed of the outer eccentric sleeve, the speed of rotation of the
Режим работы балансировочного станка зависит от типа балансируемого ротора. Наиболее продолжительным, сложным по количеству операций, выполняемых на этом станке, является режим балансировки тяжелых роторов с большим дисбалансом, способным при вращении ротора развить усилия реакций на опорах ротора, превышающие допустимые. В случае балансировки такого ротора сообщаются пробные согласованные дискретные повороты синхронно в обеих опорах наружным эксцентричным втулкам, внутренним эксцентричным втулкам и ротору и фиксируют их после балансировки предварительно, подав питание в катушки электромагнитных муфт 25, 26 и тем самым осуществив их жесткое соединение друг с другом посредством электромагнитных сил, создаваемых электромагнитным полем этих катушек. При этом, при каждом зафиксированном дискретном положении внешних эксцентричных втулок на протяжении их полного оборота обеспечивают дискретные повороты относительно них внутренних эксцентричных втулок до достижения ими полного относительного оборота, причем при каждом зафиксированном положении и внутренних эксцентричных втулок при этом осуществляют также поворот цапф ротора на полный оборот или целое число оборотов от принятого за базовое положение по рискам на торцах цапф. Возможно осуществление указанных пробных поворотов и непрерывно с количеством оборотов цапф ротора, внутренних и внешних эксцентричных втулок, обеспечивающим, по крайней мере, один полный относительный оборот при этом внутренних эксцентричных втулок относительно цапф ротора, а внешних эксцентричных втулок относительно внутренних. Это возможно в случае, если отношение количеств этих оборотов являются целыми четными числами, например: Пцапф Пвнутр .втул Пвнеш.втул 4:2:1.The operating mode of the balancing machine depends on the type of balancing rotor. The longest and most complicated in the number of operations performed on this machine is the balancing mode of heavy rotors with a large imbalance, capable of developing reaction forces on rotor bearings that exceed permissible ones when the rotor rotates. In the case of balancing such a rotor, test coordinated discrete rotations are communicated synchronously in both bearings to the external eccentric bushings, the internal eccentric bushings and the rotor and fix them after balancing previously by supplying power to the coils of the
В процессе поворота эксцентричных наружных и внутренних втулок и цапф ротора осуществляют освещение их торцов неоновой, импульсной или другой лампой. Посредством фотоэлектрических датчиков, срабатывающих от контрастных рисок на этих торцах, отметки каждого поворота эксцентричных наружных и внутренних втулок и цапф ротора фиксируются на индикаторе контролирующем приборе или осциллографе, где также регистрируются показания датчиков, фиксирующих колебания балансировочного устройства (см. указанную выше книгу В. А. Щепетильникова, с. 127 131 или книгу: Левит М. Е. Рыженков В. М. Балансировка деталей и узлов. М. Машиностроение, 1986, с. 105 112). In the process of turning the eccentric outer and inner bushings and pins of the rotor, they illuminate their ends with a neon, pulsed or other lamp. By means of photoelectric sensors triggered by contrasting patterns on these ends, the marks of each rotation of the eccentric outer and inner bushings and trunnions of the rotor are fixed on the indicator of the monitoring device or oscilloscope, where the readings of sensors recording the vibrations of the balancing device are also recorded (see book A mentioned above. A Schepetilnikova, p. 127 131 or a book: Levit M. Ye. Ryzhenkov V. M. Balancing of parts and assemblies. M. Mashinostroenie, 1986, p. 105 112).
Фиксация положения контрастных рисок может осуществляться также и посредством фотокамер при синхронизации их работы с работой устройств, регистрирующих колебания балансировочного устройства, например, осциллографа, на экране которого и на осциллограмме может осуществляться запись как положения контрастных рисок, так и осциллограмм колебаний балансировочного устройства. При анализе регистрируемых параметров на протяжении выше описанного режима исследования дисбаланса ротора выявляется то положение эксцентричных наружных и внутренних втулок относительно друг друга и относительно цапф ротора, при котором величины амплитуд колебаний балансировочного устройства минимальны, а затем осуществляется предварительная фиксация их в выявленных положениях. Таким образом, осуществляется предварительная балансировка ротора в динамическом режиме, после которой наружные и внутренние эксцентричные втулки фиксируются друг относительно друга и относительно цапф ротора. В случае осуществления таким способом недостаточной степени балансировки ротора, в дальнейшем производят динамическую балансировку последнего. Эту балансировку, в зависимости от типа ротора: жесткого, квазигибкого или гибкого можно осуществлять двумя способами. Первый способ осуществляется следующим образом. Оставляя предварительно зафиксированными при предварительной балансировке внешние и внутренние эксцентричные втулки друг относительно друга и относительно цапф ротора на том подшипниковом узле, где были зарегистрированы наименьшие и равные допустимые по амплитуде колебания балансировочного устройства, осуществляют пробные повороты, а затем и вращения эксцентричных наружной и внутренней втулок друг относительно друга и относительно цапфы в комплекте, который расположен на другом подшипниковом узле, где были зарегистрированы большие по величине колебания, со скоростями, имеющими те же соотношения, что и выдерживались до этого при предварительной балансировке, и до тех пор, пока наружная эксцентричная втулка на более нагруженном подшипниковом узле не содержит по отношению к блоку скрепленных эксцентричных втулок на менее нагруженном подшипниковом узле, по крайней мере, один относительный оборот, после чего осуществляют предварительную фиксацию эксцентричных втулок друг относительно друга и относительно цапф ротора. Если и в этом случае не будет достигнута требуемая точность балансировки, то используется второй способ, при котором производят посредством вращений наружных и внутренних эксцентричных втулок друг относительно друга и относительно цапф ротора на обоих подшипниковых узлах с тем же соотношением скоростей этих элементов, но с разными по величине угловыми скоростями на обоих подшипниковых узлах. Эти вращения будут производится до тех пор, пока соотношение количеств оборотов наружных эксцентричных втулок на обоих подшипниковых узлах составит один или несколько полных относительных оборотов одной, быстрее вращающейся наружной эксцентричной втулки относительно другой, медленнее вращающейся наружной эксцентричной втулки. После этого осуществляют предварительную фиксацию, а затем и жесткую окончательную фиксацию наружных и внутренних эксцентричных втулок друг относительно друга и относительно цапф ротора в обоих комплектах. The position of contrasting patterns can also be fixed by means of cameras while synchronizing their work with the operation of devices registering vibrations of a balancing device, for example, an oscilloscope, on the screen of which and on an oscillogram, both the positions of contrasting patterns and oscillograms of oscillations of a balancing device can be recorded. When analyzing the recorded parameters during the above-described regime of studying the rotor imbalance, the position of the eccentric outer and inner bushings relative to each other and relative to the rotor pins is revealed, at which the oscillation amplitudes of the balancing device are minimal, and then they are preliminarily fixed in the identified positions. Thus, the rotor is pre-balanced in dynamic mode, after which the external and internal eccentric bushings are fixed relative to each other and relative to the axles of the rotor. In the case of the implementation of such an insufficient degree of balancing of the rotor, then dynamically balance the rotor. This balancing, depending on the type of rotor: rigid, quasi-flexible or flexible, can be done in two ways. The first method is as follows. Leaving the external and internal eccentric bushings pre-fixed during preliminary balancing relative to each other and relative to the rotor pins on the bearing assembly where the smallest and equal amplitude vibrations of the balancing device were recorded, carry out test rotations, and then rotate each other's eccentric outer and inner bushings relative to the other and relative to the trunnion in the kit, which is located on another bearing unit, where large the magnitude of the fluctuations, with speeds having the same proportions that were previously maintained during preliminary balancing, and until the outer eccentric sleeve on a more loaded bearing assembly does not contain, in relation to the block, fastened eccentric bushings on a less loaded bearing assembly at least one relative revolution, after which the eccentric bushings are pre-fixed relative to each other and relative to the trunnions of the rotor. If in this case the required balancing accuracy is not achieved, then the second method is used, which is performed by rotating the external and internal eccentric bushings relative to each other and relative to the rotor pins on both bearing units with the same ratio of speeds of these elements, but with different the magnitude of the angular velocities on both bearing assemblies. These rotations will be performed until the ratio of the number of revolutions of the outer eccentric bushings on both bearing units is one or more full relative revolutions of one faster rotating outer eccentric sleeve relative to another, slower rotating outer eccentric sleeve. After this, preliminary fixation is carried out, and then rigid final fixation of the outer and inner eccentric bushings relative to each other and relative to the rotor pins in both sets.
При балансировке более легких роторов с меньшим дисбалансом количество операций может быть уменьшено в зависимости от величины дисбаланса. В самом простом случае возможно осуществление вращений наружных и внутренних эксцентричных втулок друг относительно друга и относительно цапф ротора по указанному выше второму способу. В остальных случаях возможно осуществление балансировки с использованием и других операций, используемых в наиболее сложном случае балансировки. When balancing lighter rotors with less imbalance, the number of operations can be reduced depending on the magnitude of the imbalance. In the simplest case, it is possible to carry out rotations of the outer and inner eccentric bushings relative to each other and relative to the trunnions of the rotor according to the above second method. In other cases, balancing is possible using other operations used in the most difficult balancing case.
Предлагаемое конструктивное выполнение станка для динамической балансировки ротора может также использоваться в комплектах эксцентричных втулок более двух эксцентричных втулок, т. е. кроме наружной и внутренней эксцентричных втулок, может быть использована еще одна (и более) промежуточная эксцентричная втулка, устанавливаемая(ые) между наружной и внутренней эксцентричными втулками. Такое конструктивное решение увеличивает возможность балансировочного станка для уменьшения несбалансированности ротора при существенном усложнении конструкции станка. The proposed design of the machine for dynamic balancing of the rotor can also be used in sets of eccentric bushings of more than two eccentric bushings, i.e., in addition to the external and internal eccentric bushings, one more (or more) intermediate eccentric bush installed between the outer and internal eccentric bushings. This design solution increases the ability of the balancing machine to reduce the imbalance of the rotor with a significant complication of the design of the machine.
Кроме того, предложенное техническое решение для динамической балансировки ротора может быть использовано и для многоопорных роторов. В этом случае можно рекомендовать осуществление динамической балансировки ротора сначала в крайних опорах, а затем по предложенной методике относительного поворота эксцентричных втулок в крайних опорах осуществить такой же относительный поворот эксцентричных втулок в промежуточных опорах ротора. In addition, the proposed technical solution for dynamic balancing of the rotor can be used for multi-bearing rotors. In this case, it is possible to recommend the dynamic balancing of the rotor first in the extreme supports, and then, according to the proposed method of relative rotation of the eccentric bushings in the extreme supports, carry out the same relative rotation of the eccentric bushings in the intermediate rotor bearings.
Таким образом, предлагаемый способ динамической балансировки ротора и станок для его осуществления позволяет достигать требуемой и минимально возможной несбалансированности ротора без нарушения целостности его поверхности и при многократных повторениях воспроизведения любого состояния несбалансированности ротора. При этом изменение несбалансированности ротора в сторону ее уменьшения осуществляется плавно в обеих опорных плоскостях ротора с возможностью уменьшения этой несбалансированности теоретически до нуля, что практически невозможно при существующих способах балансировки и устройствах для их осуществления. Время балансировки роторов сокращается за счет упрощения и возможности полной автоматизации этого процесса, исключения необходимости проведения сложных приближенных расчетов неуравновешенности роторов во время их балансировки. Технологические возможности предлагаемого конструктивного решения позволяют осуществить балансировку роторов с любой первоначальной их несбалансированностью. Thus, the proposed method of dynamic balancing of the rotor and the machine for its implementation allows you to achieve the required and minimum possible imbalance of the rotor without violating the integrity of its surface and with repeated repetitions of the reproduction of any state of imbalance of the rotor. At the same time, the rotor imbalance is reduced to its decreasing direction smoothly in both supporting planes of the rotor with the possibility of reducing this imbalance theoretically to zero, which is almost impossible with existing balancing methods and devices for their implementation. The balancing time of the rotors is reduced due to the simplification and the possibility of full automation of this process, eliminating the need for complex approximate calculations of the unbalance of the rotors during their balancing. The technological capabilities of the proposed constructive solution allow balancing of the rotors with any initial imbalance.
Claims (12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5014855 RU2075737C1 (en) | 1991-07-22 | 1991-07-22 | Method of dynamic balancing of rotor and machine to implement it |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5014855 RU2075737C1 (en) | 1991-07-22 | 1991-07-22 | Method of dynamic balancing of rotor and machine to implement it |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2075737C1 true RU2075737C1 (en) | 1997-03-20 |
Family
ID=21590703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5014855 RU2075737C1 (en) | 1991-07-22 | 1991-07-22 | Method of dynamic balancing of rotor and machine to implement it |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2075737C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104006921A (en) * | 2014-05-22 | 2014-08-27 | 郑州磨料磨具磨削研究所有限公司 | Balance shaft for dynamic balance or static balance and fixing method thereof |
| CN114623977A (en) * | 2022-03-12 | 2022-06-14 | 北京化工大学 | Paddle fan coaxial counter-rotating structure automatic balance control method based on micro speed difference |
| CN115183941A (en) * | 2022-09-08 | 2022-10-14 | 哈尔滨工程大学 | Rotor dynamic balance gravity center measuring device |
-
1991
- 1991-07-22 RU SU5014855 patent/RU2075737C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Колчин И.И. Механика машин, т.2, - М.-Л.: Машгиз, 1963, с.209. 2. Там же, с. 211,212. 3. Современные методы и средства балансировки машин и приборов. Сб. статей под ред. Шепетильникова В.А. - М.: Маши- ностроение, 1985, с.5. 4. Там же, с. 127-131. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104006921A (en) * | 2014-05-22 | 2014-08-27 | 郑州磨料磨具磨削研究所有限公司 | Balance shaft for dynamic balance or static balance and fixing method thereof |
| CN114623977A (en) * | 2022-03-12 | 2022-06-14 | 北京化工大学 | Paddle fan coaxial counter-rotating structure automatic balance control method based on micro speed difference |
| CN115183941A (en) * | 2022-09-08 | 2022-10-14 | 哈尔滨工程大学 | Rotor dynamic balance gravity center measuring device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4928556A (en) | Articulation drive apparatus of industrial robot | |
| US5676025A (en) | Apparatus for balancing a rotary member | |
| RU2075737C1 (en) | Method of dynamic balancing of rotor and machine to implement it | |
| US4196620A (en) | Apparatus for the dynamic testing of gears | |
| JPH0368832A (en) | Dynamic balancing apparatus of rotor | |
| US5467653A (en) | Apparatus for unbalance compensation of a grinding wheel | |
| JP3472303B2 (en) | Double vibration damping device | |
| CA1106644A (en) | Precision polygon generator | |
| US3889541A (en) | Balance apparatus | |
| SU1269856A1 (en) | Inertial loader of bed for fatigue tests | |
| WO1994004899A1 (en) | Automatic balancing system | |
| US6138493A (en) | Kinematic error test calibration | |
| KR100312884B1 (en) | Balance tester | |
| RU2073223C1 (en) | Bench for testing conical gears | |
| JP2852090B2 (en) | Vibration compensator | |
| SU1276941A1 (en) | Rig for testing differentials | |
| RU2010207C1 (en) | Bed for testing gear transmissions | |
| SU1157381A1 (en) | Stand for testing gearings | |
| CN114964624B (en) | Dynamic balance testing device for automobile friction fittings | |
| RU2109260C1 (en) | Method of dynamic balancing of machine cardan mechanism | |
| CN209725145U (en) | Few teeth difference bipyramid tooth mechanical differential structure | |
| SU1647332A1 (en) | Planetary gear for open-loop test | |
| RU1820271C (en) | Test facility for gear drives | |
| JPH0673765B2 (en) | Rotary processing equipment | |
| RU2010131C1 (en) | Balancing method for machine members |