RU2259545C2 - Device for automatic balancing of rotors - Google Patents

Device for automatic balancing of rotors Download PDF

Info

Publication number
RU2259545C2
RU2259545C2 RU2003111499/28A RU2003111499A RU2259545C2 RU 2259545 C2 RU2259545 C2 RU 2259545C2 RU 2003111499/28 A RU2003111499/28 A RU 2003111499/28A RU 2003111499 A RU2003111499 A RU 2003111499A RU 2259545 C2 RU2259545 C2 RU 2259545C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotor
balancing
support
chamber
vibration
Prior art date
Application number
RU2003111499/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003111499A (en
Inventor
В.М. Козин (RU)
В.М. Козин
Е.В. Баранов (RU)
Е.В. Баранов
П.В. Фролов (RU)
П.В. Фролов
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 RU2003111499/28A priority Critical patent/RU2259545C2/en
Publication of RU2003111499A publication Critical patent/RU2003111499A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2259545C2 publication Critical patent/RU2259545C2/en

Links

Landscapes

  • Testing Of Balance (AREA)
  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering.
SUBSTANCE: device has circular balancing chamber, fully filled with hardening material, with property to melt when support is heated by friction, appearing because of rotor vibration, and harden due to natural loss of heat as a result of heat exchange between support and surrounding environment after disappearance of rotor vibration. In rotor in place of connection of inner case of balancing chamber ball-like convexity is made. Balancing chamber is made in form of cylindrical tank with piston, position of which relatively to tank is selected from condition of self-mounting of rotor with its given rotation speed during balancing.
EFFECT: decreased time of unbalanced state of system during balancing process.
1 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для автоматического уравновешивания роторов, машин и механизмов.The invention relates to mechanical engineering and can be used to automatically balance rotors, machines and mechanisms.

Известно устройство для автоматической балансировки роторов (RU 2171457, кл. G 01 М 1/32), содержащее кольцевую камеру, заполненную отвердевающим материалом и имеющую упругие торцевые стенки, жесткость которых выбирается из условия обеспечения самоустановки ротора при заданной скорости его вращения в процессе балансировки. Опору ротора на газовой смазке устанавливают внутри кольцевой камеры. В качестве отвердевающего материала используют легкоплавкие вещества, обладающие способностью расплавляться при разогреве опоры, вызванном вибрацией ротора, и отвердевать за счет естественного отвода теплоты в результате теплообмена между опорой и окружающей средой при исчезновении вибрации ротора.A device is known for automatic balancing of rotors (RU 2171457, class G 01 M 1/32), containing an annular chamber filled with hardening material and having elastic end walls, the rigidity of which is selected from the condition of ensuring the self-installation of the rotor at a given speed of rotation during balancing. The gas-lubricated rotor support is installed inside the annular chamber. As a hardening material, low-melting substances are used, which have the ability to melt when the support is heated, caused by vibration of the rotor, and to harden due to the natural removal of heat as a result of heat exchange between the support and the environment when the rotor vibration disappears.

Недостатками решения является длительность и большие энергозатраты на перемещение оси ротора в более «легкое» положение, а также возможность его использования только на опорах на газовой смазке.The disadvantages of the solution are the duration and high energy consumption for moving the rotor axis to a “lighter” position, as well as the possibility of its use only on supports with gas lubrication.

Задачей заявляемого изобретения является возможность создания универсального балансировочного устройства для установки на любые роторные системы.The task of the invention is the ability to create a universal balancing device for installation on any rotary system.

Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, заключается в уменьшении времени нахождения системы в разбалансировочном состоянии в процессе балансировки.The technical result achieved by solving the problem is to reduce the time the system is in an unbalanced state during the balancing process.

Указанный технический результат обеспечивается тем что, при возникновении дисбаланса происходит биение ротора в опорах и одновременно разогревание их. Легкоплавкие вещества внутри камеры меняют свое агрегатное состояние с твердого на жидкое, и тут же ротор переходит в более «легкое» положение вследствие явления самоцентрирования.The specified technical result is ensured by the fact that, when an imbalance occurs, the rotor beats in the bearings and at the same time they are heated. Fusible substances inside the chamber change their state of aggregation from solid to liquid, and then the rotor goes into a “lighter” position due to the phenomenon of self-centering.

Существенные признаки, характеризующие изобретение.The essential features characterizing the invention.

Ограничительные признаки: устройство для автоматической балансировки ротора, содержащее кольцевую балансировочную камеру, полностью заполненную отвердевающим материалом, обладающим способностью расплавляться при разогреве опоры из-за сил трения, возникающих от вибрации ротора, и отвердевать за счет естественного отвода теплоты в результате теплообмена между опорой и окружающей средой при исчезновении вибрации ротора.Limiting signs: a device for automatic balancing of the rotor, containing an annular balancing chamber, completely filled with hardening material, which is able to melt when the support is heated due to frictional forces arising from the vibration of the rotor, and harden due to natural heat removal as a result of heat exchange between the support and the surrounding environment with the disappearance of vibration of the rotor.

Отличительные признаки: балансировочная камера выполнена в виде цилиндрической емкости с поршнем, положение которого относительно емкости выбирается из условия обеспечения самоустановки ротора при заданной скорости его вращения в процессе балансировки.Distinctive features: the balancing chamber is made in the form of a cylindrical container with a piston, the position of which relative to the container is selected from the condition of ensuring the self-installation of the rotor at a given speed of rotation in the balancing process.

Общеизвестно, что балансировка - это технологический процесс совмещения главной центральной оси инерции ротора с его осью вращения. Одним из методов балансировки является изменение положения опор ротора так, чтобы ось вращения ротора, обычно проходящая через центры сечений подшипниковых опор, совпала с главной центральной осью инерции ротора. Для достижения результата применяют балансировочную камеру, устанавливаемую между ротором и подшипниковой опорой, заполненную отвердевающей жидкостью.It is well known that balancing is a technological process of combining the main central axis of inertia of the rotor with its axis of rotation. One of the balancing methods is to change the position of the rotor bearings so that the axis of rotation of the rotor, usually passing through the centers of sections of the bearing bearings, coincides with the main central axis of inertia of the rotor. To achieve the result, a balancing chamber is used, which is installed between the rotor and the bearing support, filled with hardening fluid.

При эксплуатации ротативной конструкции неизбежно возникновение дисбаланса из-за: изменения скорости вращения ротора; наличия на вращающемся роторе изношенных, сломанных, дефектных, недостающих, недостаточно прочно закрепленных и т.д. деталей и узлов; особенностей эксплуатации данного оборудования, приводящих к неравномерному нагреву и искривлению роторов; появления сколов или налипания среды на вращающиеся части машины, их коррозионного износа, ослабления связей в составных роторах, ослабления опор и фундаментных конструкций. При этом работоспособность машины сохраняется и требуется балансировка. Важным фактором будет являться время нахождения системы под нагрузкой, на рабочей частоте вращения с дисбалансом, в течение эксплуатации которого резко вырастают динамические усилия на опоры. Время реагирования балансировочного устройства определит долговечность конструкции.During operation of the rotational structure, imbalance is inevitable due to: changes in rotor speed; the presence on the rotating rotor of worn, broken, defective, missing, insufficiently firmly fixed, etc. parts and assemblies; features of the operation of this equipment, leading to uneven heating and curvature of the rotors; the appearance of chips or sticking of the medium to the rotating parts of the machine, their corrosion wear, weakening of bonds in composite rotors, weakening of supports and foundation structures. In this case, the operability of the machine is maintained and balancing is required. An important factor will be the time the system is under load, at the operating speed with an imbalance, during the operation of which the dynamic forces on the supports sharply increase. The response time of the balancing device will determine the durability of the structure.

В заявляемом устройстве время нахождения системы в разбалансированном состоянии зависит только от состояния легкоплавких веществ, находящихся внутри балансировочной камеры. При возникновении вибрации выделяется большое количество тепла, происходит расплавление легкоплавких веществ, которые в свою очередь позволяют поршню перемещаться относительно камеры. Данная операция происходит на закритических скоростях вращения (это регулируется подбором температуры плавления легкоплавких веществ). При получении свободы движения поршень вместе с ротором смещается, совмещая ось вращения с главной центральной осью инерции ротора. Это явление называется самоцентрированием (Дондошанский В.К. Динамика и прочность судовых газотурбинных двигателей. Л.: Судостроение, 1978). После балансировки автоматически прекращается вибрация, и происходит отвод теплоты от легкоплавких веществ, которые застывают, и ротор вращается в сбалансированном состоянии.In the inventive device, the time spent by the system in an unbalanced state depends only on the state of fusible substances inside the balancing chamber. When vibration occurs, a large amount of heat is generated, fusible substances melt, which in turn allow the piston to move relative to the chamber. This operation takes place at supercritical rotation speeds (this is regulated by the selection of the melting point of low-melting substances). Upon obtaining freedom of movement, the piston together with the rotor is displaced, combining the axis of rotation with the main central axis of inertia of the rotor. This phenomenon is called self-centering (Dondoshansky V.K. Dynamics and strength of marine gas turbine engines. L .: Sudostroenie, 1978). After balancing, the vibration automatically stops, and heat is removed from fusible substances that freeze, and the rotor rotates in a balanced state.

Устройство состоит из внутренней обоймы или цилиндрической емкости 1 и внешней обоймы или поршня 2, которые в свою очередь составляют балансировочную камеру. Внутри камера заполнена легкоплавкими веществами 3. Балансирочная камера крепится внешней обоймой к подшипнику 5, а внутренней - к ротору 4, который имеет в месте крепления шарообразную выпуклость. В рабочем состоянии при возникновении дисбаланса происходит разогрев легкоплавких веществ. Они изменяют свое агрегатное состояния с твердого на жидкое и позволяют внутренней обойме перемещаться относительно внешней. Но при этом первоначальное положение оси ротора будет параллельно конечному. Таким образом, можно устранить лишь статическую неуравновешенность. Но также устройство обязано устранять и моментную неуравновешенность (ГОСТ 22061-76 Система классов точности балансировки. М.: Издательство стандартов, 1977). Поэтому для устранения моментной неуравновешенности предусмотрена шарообразная выпуклость. С ее помощью ось ротора может не только параллельно перемещаться относительно своего первоначального положения, но и принимать угол, необходимый для устранения моментной неуравновешенности.The device consists of an inner cage or cylindrical container 1 and an external cage or piston 2, which in turn make up the balancing chamber. Inside the chamber is filled with fusible substances 3. The balancing chamber is attached with an outer cage to the bearing 5, and the inner one - to the rotor 4, which has a spherical convexity in the place of attachment. In working condition, when an imbalance occurs, heating of fusible substances occurs. They change their state of aggregation from solid to liquid and allow the inner cage to move relative to the external. But in this case, the initial position of the axis of the rotor will be parallel to the final. Thus, only static imbalance can be eliminated. But also the device is obliged to eliminate momentary imbalance (GOST 22061-76 System of classes of accuracy of balancing. M: Publishing house of standards, 1977). Therefore, to eliminate momentary imbalance, a spherical convexity is provided. With its help, the rotor axis can not only move in parallel with respect to its initial position, but also take the angle necessary to eliminate momentary imbalance.

Claims (1)

Устройство для автоматической балансировки роторов, содержащее кольцевую балансировочную камеру, полностью заполненную отвердевающим материалом, обладающим способностью расплавляться при разогреве опоры из-за сил трения, возникающих от вибрации ротора, и отвердевать за счет естественного отвода теплоты в результате теплообмена между опорой и окружающей средой при исчезновении вибрации ротора, отличающееся тем, что в роторе, в месте крепления к нему внутренней обоймы балансировочной камеры, выполнена шарообразная выпуклость, а балансировочная камера выполнена в виде цилиндрической емкости с поршнем, положение которого относительно емкости выбирается из условия обеспечения самоустановки ротора при заданной скорости его вращения в процессе балансировки.A device for automatic balancing of rotors, containing an annular balancing chamber, completely filled with hardening material, which is able to melt upon heating of the support due to friction forces arising from the vibration of the rotor, and harden due to the natural removal of heat as a result of heat exchange between the support and the environment upon disappearance rotor vibration, characterized in that in the rotor, in the place of attachment to it of the inner holder of the balancing chamber, a spherical convexity is made, and the balance the alignment chamber is made in the form of a cylindrical container with a piston, the position of which relative to the container is selected from the condition of ensuring the self-installation of the rotor at a given speed of rotation in the balancing process.
RU2003111499/28A 2003-04-21 2003-04-21 Device for automatic balancing of rotors RU2259545C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003111499/28A RU2259545C2 (en) 2003-04-21 2003-04-21 Device for automatic balancing of rotors

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003111499/28A RU2259545C2 (en) 2003-04-21 2003-04-21 Device for automatic balancing of rotors

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003111499A RU2003111499A (en) 2004-10-27
RU2259545C2 true RU2259545C2 (en) 2005-08-27

Family

ID=35138173

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003111499/28A RU2259545C2 (en) 2003-04-21 2003-04-21 Device for automatic balancing of rotors

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2259545C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2474799C1 (en) * 2011-07-26 2013-02-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Амурский гуманитарно-педагогический государственный универистет" Rotor balancing device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2474799C1 (en) * 2011-07-26 2013-02-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Амурский гуманитарно-педагогический государственный универистет" Rotor balancing device

Also Published As

Publication number Publication date
RU2003111499A (en) 2004-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2610255C (en) Vacuum pump
CN102628747B (en) Multifunctional tribology performance test system
US10088033B2 (en) Drive mechanism for a spin test rig
JP5873954B2 (en) Passive dynamic inertia rotor balance system for turbomachinery
WO2016045178A1 (en) Washing machine inner drum and washing machine
RU2259545C2 (en) Device for automatic balancing of rotors
JPS5944902B2 (en) Rotary drive shaft device for high-speed rotating machinery
CN102749195B (en) High-speed water bearing performance test device with air seal
CN111504798B (en) Centrifugal supergravity experimental device for material preparation and performance test
CN203336197U (en) Disc separator high-speed bearing lubricating device
CN207636242U (en) A high-speed dynamic balancing rolling bearing support device for motor rotor
CN103322396B (en) Disk centrifuge high-speed bearing lubricating fitting
RU2561880C2 (en) Method of dumping of radial oscillations of rotor rotating using inserted parts on hydrostatic suspension of journal bearing
RU2474799C1 (en) Rotor balancing device
CN106662109B (en) Vertical shaft pump
CN115479777A (en) Vertical rotor structure for large-diameter casing containment test
JP2004336917A (en) Rotating electric machine and micro gas turbine having the same
CZ302361B6 (en) Precessional liquid turbine
RU2255316C1 (en) An arrangement for automatic and multiple balancing of rotors
RU92626U1 (en) GRINDING MACHINE WITH SELF-BALANCING DEVICE
RU2171457C1 (en) Gear for automatic balancing of rotors
CN106574623B (en) Vertical shaft pump
RU2241214C1 (en) Device for automatic balancing of rotors
CN202055972U (en) Wedge cylinder type bushing structured novel hydraulic turbine guide bearing assembly
RU2241215C1 (en) Device for automatic balancing of rotors

Legal Events

Date Code Title Description
FA92 Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted)

Effective date: 20040913

FZ9A Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal)

Effective date: 20041210

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees