RU2256892C1 - Arrangement for balancing of rotors - Google Patents

Arrangement for balancing of rotors Download PDF

Info

Publication number
RU2256892C1
RU2256892C1 RU2004104963/28A RU2004104963A RU2256892C1 RU 2256892 C1 RU2256892 C1 RU 2256892C1 RU 2004104963/28 A RU2004104963/28 A RU 2004104963/28A RU 2004104963 A RU2004104963 A RU 2004104963A RU 2256892 C1 RU2256892 C1 RU 2256892C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
balancing
chamber
substance
balancing chamber
rotor
Prior art date
Application number
RU2004104963/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.М. Козин (RU)
В.М. Козин
С.В. Козин (RU)
С.В. Козин
Original Assignee
Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН filed Critical Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН
Priority to RU2004104963/28A priority Critical patent/RU2256892C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2256892C1 publication Critical patent/RU2256892C1/en

Links

Landscapes

  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)

Abstract

FIELD: the invention refers to testing equipment.
SUBSTANCE: the arrangement has a balancing chamber filled with solidified material in quality of which easily melted matters are used. These matters must be capable to changing time and again their aggregative state. At that the solidifying material fulfils the function of equilibrant mass. The balancing chamber is partly filled with solidifying material and it is fulfilled in the shape of a hollow cylinder located inside the rotor. For changing of the aggregative state of easily melted matter a source of heat which is fulfilled out of easily deformed conducting matter applied on inside lateral surface of balancing chamber, fulfilled out of dielectric material. Two rings out of current conducting material connected to a source of impulses of electrical current and contacting with the matter are installed on the lateral walls of the chamber.
EFFECT: increases reliability.
1 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для уравновешивания вращающихся элементов машин и механизмов.The invention relates to mechanical engineering and can be used to balance the rotating elements of machines and mechanisms.

Известно устройство для автоматической балансировки роторов (1. В.М.Козин, Г.Д.Шекун. Патент РФ и RU 2189021 С1, 10.09.2002), содержащее устанавливаемую на подшипниковых опорах балансировочную камеру, заполненную отвердевающей жидкостью, при этом балансировочную камеру выполняют в виде полого цилиндра, расположенного внутри ротора. В гнездах подшипниковых опор устанавливают пьезоэлементы, которые посредством токопроводов замыкаются на электронагревательную спираль, расположенную на внутренних стенках балансировочной камеры, а в качестве отвердевающего материала используют легкоплавкие вещества, обладающие способностью неоднократно изменять свое агрегатное состояние. Отвердевающий материал выполняет функцию уравновешивающей массы, а балансировочную камеру заполняют отвердевающим материалом частично.A device is known for automatic balancing of rotors (1. V.M. Kozin, G.D.Shekun. Patent of the Russian Federation and RU 2189021 C1, 09/10/2002), comprising a balancing chamber mounted on bearing bearings filled with hardening fluid, while the balancing chamber is carried out in the form of a hollow cylinder located inside the rotor. Piezoelectric elements are installed in the nests of the bearing bearings, which are closed by current conductors to an electric heating coil located on the inner walls of the balancing chamber, and fusible substances with the ability to repeatedly change their state of aggregation are used as hardening material. The hardening material functions as a balancing mass, and the balancing chamber is partially filled with the hardening material.

Недостатком решения является сложность и ненадежность устройства в эксплуатации.The disadvantage of this solution is the complexity and unreliability of the device in operation.

Задача заявляемого изобретения состоит в упрощении конструкции балансировочного устройства.The task of the invention is to simplify the design of the balancing device.

Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, заключается в повышении надежности устройства при его использовании на различных режимах эксплуатации ротативных систем. Существенные признаки, характеризующие изобретение.The technical result achieved by solving the problem is to increase the reliability of the device when it is used in various operating modes of rotational systems. The essential features characterizing the invention.

Ограничительные признаки:Restrictive signs:

Устройство для балансировки роторов, содержащее устанавливаемую на опорах балансировочную камеру, заполненную отвердевающим материалом, в качестве которого используют легкоплавкие вещества, обладающие способностью неоднократно изменять свое агрегатное состояние при подводе и отводе теплоты, причем отвердевающий материал выполняет функцию уравновешивающей массы, балансировочную камеру заполняют отвердевающим материалом частично и выполняют ее в виде полого цилиндра, расположенного внутри ротора, а для изменения агрегатного состояния легкоплавкого вещества используют источник теплоты.A device for balancing rotors containing a balancing chamber mounted on supports filled with hardening material, which is used as fusible materials, which are able to repeatedly change their state of aggregation during the supply and removal of heat, and the hardening material acts as a balancing mass, the balancing chamber is partially filled with the hardening material and perform it in the form of a hollow cylinder located inside the rotor, and to change the state of aggregation The fusible substances use a heat source.

Отличительные признаки:Features:

Источник теплоты выполнен из легкодеформируемого токопроводящего вещества, нанесенного на внутреннюю боковую поверхность балансировочной камеры, выполненной из диэлектрического материала, при этом на боковых стенках камеры установлены два кольца из токопроводящего материала, которые подключены к источнику импульсов электрического тока и констатируют с веществом.The heat source is made of easily deformable conductive substance deposited on the inner side surface of the balancing chamber made of dielectric material, while two rings of conductive material are installed on the side walls of the chamber, which are connected to the source of electrical current pulses and are detected with the substance.

Известно (2. Шекун Г.Д. Патент РФ № 2118805), что вещество в жидкотекучем состоянии и частично заполняющее балансировочную камеру, при изменении частоты вращения ротора под действием инерционных сил перетекает в наиболее удаленную от оси вращения полость камеры, занимая такое угловое и радиальное положение, которое пространственно противоположно неуравновешенной (избыточной) массе, т.е. “тяжелой” части ротативной системы. Таким образом, обладая свойством начальной текучести, вещество (уравновешивающая масса) концентрируется на стороне “легкой” части ротативной системы. Использование этого эффекта может существенно снизить градиент противоположно направленных динамических сил. Использование веществ, обладающих свойством затвердевать с одновременным схватыванием со стенками камеры, исключает последующее перетекание уравновешивающей массы, что способствует стабилизации динамической системы при рабочей частоте вращения ротора.It is known (2. Shekun GD RF Patent No. 2118805) that a substance in a fluid state and partially filling the balancing chamber, when the rotor speed changes due to inertial forces, flows into the chamber cavity farthest from the axis of rotation, occupying such an angular and radial a position that is spatially opposite to an unbalanced (excess) mass, i.e. The “heavy” part of the rotational system. Thus, having the property of initial fluidity, the substance (balancing mass) is concentrated on the side of the “light” part of the rotational system. Using this effect can significantly reduce the gradient of oppositely directed dynamic forces. The use of substances having the property of hardening with simultaneous setting with the walls of the chamber eliminates the subsequent overflow of the balancing mass, which helps to stabilize the dynamic system at the operating rotational speed of the rotor.

При возникновении необходимости балансировки ротора в процессе его эксплуатации к затвердевшему веществу подводится тепловая энергия. При этом вещество, обладая свойством изменения своего агрегатного состояния, принимает вновь жидкотекучее состояние и процесс уравновешивания ротативной системы возобновляется.If it becomes necessary to balance the rotor during its operation, thermal energy is supplied to the hardened substance. In this case, the substance, possessing the property of changing its state of aggregation, assumes the fluid state again and the process of balancing the rotational system resumes.

Известно (3. Белл Дж.Ф. Экспериментальные основы механики деформируемых твердых тел. Ч.II. Конечные деформации. М.: Наука, 1984. - 286 с.), что при деформировании материала до 90% затраченной энергии превращается в тепловую (см. /3/ с.179). Таким образом, если за счет центробежных сил произойдет достаточная объемная деформация материала, то кинетическая энергия центробежных сил преобразуется в тепловую при возникновении в материале пластических деформаций.It is known (3. Bell J.F. Experimental fundamentals of mechanics of deformable solids. Part II. Final deformations. M .: Nauka, 1984. - 286 p.) That when the material is deformed, up to 90% of the expended energy is converted into heat (see . / 3 / p. 179). Thus, if due to centrifugal forces a sufficient volumetric deformation of the material occurs, the kinetic energy of centrifugal forces is converted into heat when plastic deformations occur in the material.

Известно и то (4. И.В.Овчинников. Электропластичность и управление процессом пластического деформирования. - Вестн. моск. ун-та. Сер.1. Математика. Механика. - 1990. - №4. - С.35-44), что пластические свойства материала при воздействии импульса тока улучшаются, т.е. при действии неизменной внешней нагрузки пластические деформации увеличиваются. Это, в свою очередь, как известно из /3/, приведет к увеличению выделяемой тепловой энергии.It is also known (4. IV Ovchinnikov. Electroplasticity and control of the process of plastic deformation. - Vestn. Mosk. Univ. Ser. 1. Mathematics. Mechanics. - 1990. - No. 4. - S.35-44) that the plastic properties of the material under the influence of a current pulse are improved, i.e. under the action of a constant external load, plastic deformations increase. This, in turn, as is known from / 3 /, will lead to an increase in the released thermal energy.

Изобретение осуществляется следующим образом.The invention is as follows.

Балансировочное пространство, т.е. балансировочную камеру, частично заполняют уравновешивающей массой, в качестве которой используют легкоплавкие, легкодеформируемые (с малым модулем упругости) и токопроводящие вещества, способные неоднократно изменять свое агрегатное состояние при подводе и отводе теплоты, например сплав Вуда. При подводе теплоты вещества приобретают жидкое состояние и, вследствие этого, - способность под действием инерционных сил перемещаться в балансировочном пространстве. Балансировочную камеру выполняют из диэлектрического материала, при этом на боковых стенках камеры устанавливают два кольца из токопроводящего материала, которые через токопроводящие элементы (например, щетки с проводами) подключены к источнику импульсов электрического тока. На внутреннюю поверхность балансировочной камеры наносят уравновешивающее вещество, например, путем его напыления.Balancing space, i.e. the balancing chamber is partially filled with a balancing mass, which is used as fusible, easily deformable (with a small modulus of elasticity) and conductive substances capable of repeatedly changing their state of aggregation during the supply and removal of heat, for example, Wood alloy. When heat is supplied, substances acquire a liquid state and, as a result, the ability to move in the balancing space under the influence of inertial forces. The balancing chamber is made of dielectric material, and two rings of conductive material are installed on the side walls of the chamber, which are connected to the source of electric current pulses through conductive elements (for example, brushes with wires). A balancing substance is applied to the inner surface of the balancing chamber, for example, by spraying it.

При возникновении дисбаланса в процессе эксплуатации ротора для его устранения ротор разгоняют до таких закритических угловых скоростей, при которых за счет центробежных сил инерции в веществе начнут возникать пластические деформации, которые, в свою очередь, приведут к выделению тепла. Для увеличения его количества с целью повышения эффективности процесса балансировки ротора на вещество при помощи предварительно установленных на балансировочной камере токопроводящих элементов включают источник импульсов электрического тока, который, благодаря диэлектрическим свойствам материала балансировочной камеры, будет проходить только через вещество. Это приведет к увеличению пластических деформаций вещества и соответствующему увеличению выделяемого тепла. Нагрев легкоплавкой уравновешивающей массы вызовет ее расплав и, вследствие этого, ее способность перемещаться в балансировочном пространстве. Затем угловую скорость ротора уменьшают до критической и отключают источник импульсов электрического тока. Деформации вещества перестают расти, и источник теплоты исчезает. За счет теплообмена с окружающей средой уравновешивающая масса затвердевает (температура затвердевания легкоплавкого вещества должна быть выше температуры окружающей среды) и ротор зафиксируется в сбалансированном состоянии. После этого ротор становится пригоден к эксплуатации на любых рабочих частотах вращения. Если же при дальнейшей его эксплуатации повторно возникнет дисбаланс, то для его устранения поступают по вышеописанной схеме.If an imbalance occurs during the operation of the rotor, to eliminate it, the rotor is accelerated to such supercritical angular velocities at which plastic deformations begin to occur in the substance due to centrifugal inertia forces, which, in turn, will lead to heat generation. To increase its quantity in order to increase the efficiency of the process of balancing the rotor on a substance, using a conductive element pre-installed on the balancing chamber, an electric current pulse source is included, which, due to the dielectric properties of the balancing chamber material, will only pass through the substance. This will lead to an increase in plastic deformations of the substance and a corresponding increase in the generated heat. Heating with a low-melting balancing mass will cause its melt and, as a result, its ability to move in the balancing space. Then the angular velocity of the rotor is reduced to critical and the source of pulses of the electric current is turned off. Deformations of the substance cease to grow, and the source of heat disappears. Due to heat exchange with the environment, the balancing mass hardens (the solidification temperature of the fusible substance must be higher than the ambient temperature) and the rotor will be fixed in a balanced state. After that, the rotor becomes suitable for operation at any operating speed. If during its further operation an imbalance reappears, then for its elimination proceed according to the above-described scheme.

Изобретение поясняется чертежом.The invention is illustrated in the drawing.

На валу 1 ротора установлена балансировочная камера 2, которая частично заполнена веществом 3. На боковых стенках 4 балансировочной камеры 2 установлены кольца 5 из токопроводящего материала, которые контактируют с веществом 3 и, благодаря токоподводящим элементам, т.е. щеткам 6 и проводам 7, соединены с источником импульсов электрического тока 8. При возникновении дисбаланса ротор начинают вращать с закритической частотой ω и включают источник импульсов электрического тока 8. В результате вещество 3 переместится из положения 9 в оптимальное положение 10.A balancing chamber 2 is installed on the rotor shaft 1, which is partially filled with substance 3. On the side walls 4 of the balancing chamber 2, rings 5 of conductive material are installed, which contact the substance 3 and, thanks to the current-carrying elements, i.e. brushes 6 and wires 7 are connected to a source of electric current pulses 8. When an imbalance occurs, the rotor starts to rotate with a supercritical frequency ω and turns on the source of electric current pulses 8. As a result, substance 3 moves from position 9 to optimal position 10.

Claims (1)

Устройство для балансировки роторов, содержащее устанавливаемую на опорах балансировочную камеру, заполненную отвердевающим материалом, в качестве которого используют легкоплавкие вещества, обладающие способностью неоднократно изменять свое агрегатное состояние при подводе и отводе теплоты, причем отвердевающий материал выполняет функцию уравновешивающей массы, балансировочную камеру заполняют отвердевающим материалом частично и выполняют ее в виде полого цилиндра, расположенного внутри ротора, а для изменения агрегатного состояния легкоплавкого вещества используют источник теплоты, отличающееся тем, что источник теплоты выполнен из легкодеформируемого токопроводящего вещества, нанесенного на внутреннюю боковую поверхность балансировочной камеры, выполненной из диэлектрического материала, при этом на боковых стенках камеры установлены два кольца из токопроводящего материала, которые подключены к источнику импульсов электрического тока и контактируют с веществом.A device for balancing rotors containing a balancing chamber mounted on supports filled with hardening material, which is used as fusible materials, which are able to repeatedly change their state of aggregation during the supply and removal of heat, and the hardening material acts as a balancing mass, the balancing chamber is partially filled with the hardening material and perform it in the form of a hollow cylinder located inside the rotor, and to change the state of aggregation The fusible substance uses a heat source, characterized in that the heat source is made of easily deformable conductive substance deposited on the inner side surface of the balancing chamber made of dielectric material, while two rings of conductive material are installed on the side walls of the chamber, which are connected to the pulse source electric current and come into contact with the substance.
RU2004104963/28A 2004-02-18 2004-02-18 Arrangement for balancing of rotors RU2256892C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004104963/28A RU2256892C1 (en) 2004-02-18 2004-02-18 Arrangement for balancing of rotors

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004104963/28A RU2256892C1 (en) 2004-02-18 2004-02-18 Arrangement for balancing of rotors

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2256892C1 true RU2256892C1 (en) 2005-07-20

Family

ID=35842650

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004104963/28A RU2256892C1 (en) 2004-02-18 2004-02-18 Arrangement for balancing of rotors

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2256892C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015113541A1 (en) 2014-01-30 2015-08-06 Technische Universität Bergakademie Freiberg Bodies fixedly restrained at one end for parts of a system that rotate into the supercritical speed range and method for producing the bodies

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015113541A1 (en) 2014-01-30 2015-08-06 Technische Universität Bergakademie Freiberg Bodies fixedly restrained at one end for parts of a system that rotate into the supercritical speed range and method for producing the bodies

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1129783A3 (en) Centrifuge with tilt control
RU2256892C1 (en) Arrangement for balancing of rotors
TWI804624B (en) Process for coating parts in a dip-spin process
JP2009220875A (en) Material filling apparatus
RU2265814C1 (en) Device for automatic balancing of rotors
SE437097B (en) ELECTRIC ENGINE WITH CONIC MOVEMENT
US4446418A (en) Generator and drive system
JP2015003300A (en) Rotation revolution type agitation defoaming device
JP2011092912A (en) Stirring defoaming method and stirring defoaming apparatus
RU2244277C1 (en) Device for balancing rotors
RU2231763C1 (en) Rotor automatic balancer
RU2234067C1 (en) Device for automatic balancing adjustment of rotors
RU2231766C1 (en) Rotor automatic balancer
RU2189021C1 (en) Rotor automatic balancer
RU2244278C1 (en) Method of automatic balancing rotor
RU2292535C1 (en) Device for automatic and repeated balancing of rotors
JP2006159005A (en) Centrifugal machine
RU2231764C1 (en) Rotor automatic balancer
US1145025A (en) Gyroscopic steering device.
RU2238530C1 (en) Device for balancing rotors
RU2241215C1 (en) Device for automatic balancing of rotors
RU2241213C1 (en) Device for automatic balancing of rotors
RU2257558C1 (en) Device for automatic multiple balancing of rotors
US2838954A (en) Precession control means for upright centrifugal spinner
KR20170017442A (en) Liquid movement gravity difference occurred Rotational power amplifier

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20060219