RU2382999C1 - Method for dynamic balancing of rotor - Google Patents
Method for dynamic balancing of rotor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2382999C1 RU2382999C1 RU2008138835/28A RU2008138835A RU2382999C1 RU 2382999 C1 RU2382999 C1 RU 2382999C1 RU 2008138835/28 A RU2008138835/28 A RU 2008138835/28A RU 2008138835 A RU2008138835 A RU 2008138835A RU 2382999 C1 RU2382999 C1 RU 2382999C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- oscillations
- axis
- unbalance
- unbalanced
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Testing Of Balance (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к технике динамической балансировки тел вращения и может быть использовано для определения дисбаланса жестких роторов.The present invention relates to techniques for dynamically balancing bodies of revolution and can be used to determine the imbalance of rigid rotors.
Способ балансировки жестких роторов предусматривает измерение параметров неуравновешенности (величины неуравновешенной массы, радиуса и угла расположения ее центра относительно оси ротора) путем определения в общем случае двух векторов дисбаланса, которые лежат в двух произвольных плоскостях, перпендикулярных оси ротора.The method of balancing rigid rotors involves measuring the parameters of unbalance (the value of the unbalanced mass, radius, and angle of its center relative to the axis of the rotor) by determining in the general case two unbalance vectors that lie in two arbitrary planes perpendicular to the axis of the rotor.
Известны способы балансировки роторов [1], в которых для определения параметров неуравновешенности ротор вращают вокруг оси.Known methods for balancing rotors [1], in which to determine the parameters of imbalance, the rotor is rotated around an axis.
Для определения параметров неуравновешенности в динамическом режиме измеряют колебания оси ротора либо динамические реакции в опорах. Амплитуда этих колебаний либо реакций при определенных условиях пропорциональна величине дисбаланса, а фазовый сдвиг их относительно начала измерений (либо опорного сигнала) указывает на угловую координату его расположения. По полученным данным определяется главный вектор и главный момент дисбаланса, которые по известным соотношениям [1] можно заменить эквивалентной схемой, состоящей из двух дисбалансов, расположенных в двух произвольных плоскостях, перпендикулярных оси ротора и называемых плоскостями приведения дисбаланса.To determine the instability parameters in the dynamic mode, the oscillations of the rotor axis or dynamic reactions in the supports are measured. The amplitude of these oscillations or reactions under certain conditions is proportional to the magnitude of the imbalance, and their phase shift relative to the start of measurements (or the reference signal) indicates the angular coordinate of its location. According to the data obtained, the main vector and the main moment of the imbalance are determined, which, according to the known relations [1], can be replaced by an equivalent circuit consisting of two imbalances located in two arbitrary planes perpendicular to the rotor axis and called the unbalance reduction planes.
Способы балансировки при вращении отличаются режимами (дорезонансный, резонансный и зарезонансный) и типами применяемых механических систем балансировочный устройств, которые имеют классификацию по числу степеней свободы и по числу степеней свободы ротора.The methods of balancing during rotation are distinguished by the modes (pre-resonance, resonance and resonance) and the types of mechanical systems used balancing devices that are classified by the number of degrees of freedom and the number of degrees of freedom of the rotor.
Известен способ балансировки ротора, основанный на сообщении ротору, установленному в опорах, вращательного движения. Отличительной особенностью такого способа является то, что для разделения дисбалансов в плоскостях приведения неуравновешенности ротора после проведения измерений параметров колебаний при одном положении ротора его поворачивают на 180° и снова измеряют амплитуду и фазу колебаний ротора, после чего проводят обработку полученных данных, рассчитывая дисбаланс в каждой из плоскостей приведения неуравновешенности [2]. Недостатками этого способа являются высокая трудоемкость и низкая производительность.A known method of balancing the rotor, based on the message to the rotor installed in the bearings, rotational motion. A distinctive feature of this method is that to separate the imbalances in the planes of reducing the rotor imbalance after measuring the vibration parameters at one position of the rotor, it is rotated 180 ° and the amplitude and phase of the rotor vibrations are measured again, after which the received data are processed, calculating the imbalance in each from the planes of reduction of imbalance [2]. The disadvantages of this method are the high complexity and low productivity.
Известен способ динамической балансировки ротора с двумя плоскостями приведения при его вращении [3], при котором одну из плоскостей совмещают с осью качания рамы. Вращают ротор, разгоняют его до частоты выше резонансной, отключают привод и на выбеге измеряют дисбаланс в плоскости, которая не совпадает с осью качания. После снижения частоты вращения ниже резонанса повторно измеряют давление в опоре, по которому определяют дисбаланс другой плоскости.A known method of dynamic balancing of a rotor with two reduction planes during its rotation [3], in which one of the planes is combined with the swing axis of the frame. They rotate the rotor, accelerate it to a frequency higher than the resonant one, turn off the drive and measure coastal imbalance in a plane that does not coincide with the swing axis. After reducing the speed below resonance, the pressure in the support is re-measured, by which the imbalance of the other plane is determined.
Недостатками такого способа являются трудности с разделением сигналов от различных дисбалансов в различных плоскостях приведения, сравнительно невысокая производительность, связанная с необходимостью разгона и торможения ротора, высокие динамические нагрузки на сам ротор, что исключает применение такого способа при балансировке легкоразрушаемых роторов, высокие энергетические затраты и принципиальная невозможность автоматизации процесса балансировки.The disadvantages of this method are the difficulties with the separation of signals from various imbalances in different alignment planes, the relatively low productivity associated with the need to accelerate and decelerate the rotor, high dynamic loads on the rotor itself, which excludes the use of this method when balancing easily destroyed rotors, high energy costs and fundamental the inability to automate the balancing process.
Из известных наиболее близких по технической сущности является способ балансировки роторов [4], согласно которому уравновешиваемому ротору сообщают колебательное движение вокруг его продольной оси. Из-за наличия неуравновешенности с определенной угловой координатой ротор начинает совершать угловые колебания относительно горизонтальной оси, проходящей через точку, расположенную на оси. Амплитуда этих колебаний пропорциональна при определенных условиях величине неуравновешенности, а ориентация горизонтальной оси результирующих угловых колебаний указывает на местом ее расположения.Of the known closest in technical essence is the method of balancing the rotors [4], according to which the balanced rotor is informed of the oscillatory movement around its longitudinal axis. Due to the imbalance with a certain angular coordinate, the rotor begins to make angular oscillations relative to the horizontal axis passing through a point located on the axis. The amplitude of these oscillations is proportional under certain conditions to the magnitude of the imbalance, and the orientation of the horizontal axis of the resulting angular oscillations indicates its location.
Недостатком известного способа является невозможность определения динамического дисбаланса.The disadvantage of this method is the inability to determine the dynamic imbalance.
Техническим результатом предлагаемого способа является расширение области применения за счет появления возможности балансировки роторов с более чем одной плоскостью приведения дисбаланса.The technical result of the proposed method is to expand the scope due to the possibility of balancing rotors with more than one plane of reduction of imbalance.
Это достигается тем, что установленному вертикально ротору сообщают колебательные движения относительно его оси, а параметры дисбаланса определяют как функцию колебаний ротора относительно горизонтальной оси. При этом первоначально одну из плоскостей приведения совмещают с горизонтальной осью, относительно которой происходят колебания, возникающие от действия тангенциальных составляющих неуравновешенных сил инерции. Такое расположение ротора исключит влияние неуравновешенности этой плоскости на результат измерения этого этапа. После определения и устранения неуравновешенности в этой плоскости ротор перемещают в осевом направлении на фиксированное расстояние и измерения повторяются.This is achieved by the fact that oscillatory movements about its axis are reported to the vertically mounted rotor, and unbalance parameters are defined as a function of rotor vibrations about the horizontal axis. In this case, initially one of the reduction planes is combined with the horizontal axis, relative to which oscillations occur, arising from the action of the tangential components of unbalanced inertia forces. This arrangement of the rotor will exclude the influence of the imbalance of this plane on the measurement result of this stage. After determining and eliminating the imbalance in this plane, the rotor is moved in the axial direction at a fixed distance and the measurements are repeated.
Кроме того, балансируемому ротору, находящемуся в режиме угловых колебаний, одновременно сообщают равномерный поворот вокруг собственной оси на угол не более φmax=181° до момента появления максимального значения амплитуды колебаний относительно горизонтальной оси, возникающих от неуравновешенных сил инерции.In addition, a balanced rotor in the mode of angular oscillations is simultaneously informed of a uniform rotation around its own axis by an angle of not more than φ max = 181 ° until the maximum value of the amplitude of oscillations relative to the horizontal axis arising from unbalanced inertial forces.
На фиг.1 показано первоначальное положение ротора, а на фиг.2 - положение на втором этапе измерений; на фиг.3 - вид сверху ротора (и дисбаланса) в процессе балансировки.Figure 1 shows the initial position of the rotor, and figure 2 shows the position in the second measurement stage; figure 3 is a top view of the rotor (and imbalance) in the process of balancing.
Способ реализуется следующим образом: на нижнем основании 1 установлен колебательный привод 2 и ротор 3 (см. фиг.1, 2). Нижнее основание 1 соединено с верхним основанием 4 стойками 5, которые позволяют перемещаться нижнему основанию вместе с ротором в осевом направлении. Верхнее основание 4 со станиной соединяется с помощью двух торсионов 6, на которых система совершает вынужденные колебания, вызванные силами инерции от неуравновешенности ротора.The method is implemented as follows: on the
Ротор 3 вместе с основанием 1 и приводом 2 установлен с возможностью перемещения его вдоль оси на величину h и фиксации его в двух положениях, в первом из которых одна из плоскостей приведения, например нижняя, проходит через центр торсионов 6, а во втором смещена (см. фиг.2). Датчики 7 и 8 производят измерения фазы и амплитуды вынужденных колебаний от действия сил инерции от неуравновешенности ротора.The
Процесс балансировки ротора с двумя плоскостями приведения начинается с измерения неуравновешенности в верхней плоскости. При этом нижнюю плоскость совмещают с осью торсионов (см. фиг.1). Затем запускают привод и ротор начинает совершать крутильные колебания относительно собственной оси, при этом постепенно поворачиваясь. При наличии неуравновешенности в верхней плоскости приведения на ротор действует динамический момент, вызывающий поворот всей системы относительно оси ОХ. Причем момент, а соответственно и колебания будут максимальными в том случае, когда угол φ=0 (см. фиг.3). Измерение величины неуравновешенности производят датчиком 8, установленным на верхнем основании относительно неподвижной системы отсчета. Датчик опорного сигнала 7, установленный на роторе, предназначен для получения сигнала о положении ротора в каждый момент времени с целью определения местоположения неуравновешенности (квадранта).The process of balancing a rotor with two reduction planes begins with measuring the imbalance in the upper plane. In this case, the lower plane is combined with the axis of the torsion bars (see Fig. 1). Then the drive is started and the rotor begins to perform torsional vibrations relative to its own axis, while gradually turning. In the presence of imbalance in the upper plane of reduction, a dynamic moment acts on the rotor, causing the entire system to rotate relative to the OX axis. Moreover, the moment, and, accordingly, the oscillations will be maximum in the case when the angle φ = 0 (see figure 3). The measurement of the imbalance produced by the
После определения неуравновешенности в верхней плоскости приведения необходимо устранить ее с целью исключения влияния этого дисбаланса на последующее измерения. В противном случае его нужно учитывать при дальнейших измерениях.After determining the imbalance in the upper plane of reduction, it is necessary to eliminate it in order to exclude the influence of this imbalance on subsequent measurements. Otherwise, it must be taken into account in further measurements.
После устранения (или измерения) неуравновешенности в верхней плоскости приведения ротор вместе с нижним основанием и приводом перемещают вверх на величину h (величину h выбирают, учитывая конструктивные параметры балансируемого ротора, к примеру, величину h можно принять равной 1/2…1/4 расстояния между плоскостями приведения) и производят повторные измерения (см. фиг.2).After eliminating (or measuring) the imbalance in the upper plane of reduction, the rotor together with the lower base and the drive are moved up by h (the value of h is selected, taking into account the design parameters of the balanced rotor, for example, the value of h can be taken equal to 1/2 ... 1/4 of the distance between the reduction planes) and make repeated measurements (see figure 2).
Таким образом, использование заявляемого способа позволяет измерить параметры неуравновешенности ротора с высокой точностью в двух плоскостях приведения неуравновешенности. Способ удобен в эксплуатации и не требует больших материальных затрат на его реализацию.Thus, the use of the proposed method allows you to measure the parameters of the unbalance of the rotor with high accuracy in two planes to bring the imbalance. The method is convenient in operation and does not require large material costs for its implementation.
Источники информацииInformation sources
1. М.Е.Левит, В.М.Рыженков, Балансировка деталей и узлов. - М., Машиностроение, 1986 г.1. M.E. Levit, V. M. Ryzhenkov, Balancing of parts and assemblies. - M., Engineering, 1986
2. Патент США №5359885, кл.73/146, 1994 г.2. US patent No. 5359885, CL 73/146, 1994
3. Авторское свидетельство СССР №1497496, кл. G01M 1/16, 1989 г.3. USSR author's certificate No. 1497496, cl. G01M 1/16, 1989
4. Авторское свидетельство СССР №712708, кл. G01M 1/16, 1980 г.4. Copyright certificate of the USSR No. 712708, cl.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008138835/28A RU2382999C1 (en) | 2008-09-30 | 2008-09-30 | Method for dynamic balancing of rotor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008138835/28A RU2382999C1 (en) | 2008-09-30 | 2008-09-30 | Method for dynamic balancing of rotor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2382999C1 true RU2382999C1 (en) | 2010-02-27 |
Family
ID=42127921
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008138835/28A RU2382999C1 (en) | 2008-09-30 | 2008-09-30 | Method for dynamic balancing of rotor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2382999C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014178759A1 (en) * | 2013-04-30 | 2014-11-06 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Диамех 2000" | Rotor balancing method and device |
RU2674423C2 (en) * | 2017-05-11 | 2018-12-10 | Акционерное общество "Конструкторское бюро специального машиностроения" | Method for vertical dynamic balancing of workpiece |
-
2008
- 2008-09-30 RU RU2008138835/28A patent/RU2382999C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014178759A1 (en) * | 2013-04-30 | 2014-11-06 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Диамех 2000" | Rotor balancing method and device |
RU2544359C2 (en) * | 2013-04-30 | 2015-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ДИАМЕХ-2000" | Method of rotor balancing and device for its realisation |
RU2674423C2 (en) * | 2017-05-11 | 2018-12-10 | Акционерное общество "Конструкторское бюро специального машиностроения" | Method for vertical dynamic balancing of workpiece |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8272265B2 (en) | System and method for active detection of asymmetry in rotating structures | |
CN106289645B (en) | Rotor dynamic balance measuring method and device based on steady state excitation method | |
PL225215B1 (en) | Balancing machine of cardan shafts and the propshaft balancing method | |
CN110118632A (en) | By the method for the degree of unbalancedness of displacement sensor axis elastic rotor | |
EP1806570A2 (en) | Rotor balancing method and device | |
RU2382999C1 (en) | Method for dynamic balancing of rotor | |
JP2009236880A (en) | Standard exciter | |
JP3990098B2 (en) | Unbalance measuring device and method | |
KR100905397B1 (en) | Dynamic balancing apparatus and methods using periodic angular motion | |
RU2426976C2 (en) | Procedure and device for automatic rotor balancing | |
RU2426082C1 (en) | Procedure and device for rotor balancing | |
JP4098429B2 (en) | Balance test machine and balance test method | |
JP2003194653A (en) | Measuring method and correction method of unbalance of body of rotation device therefor | |
RU2539810C1 (en) | Method of vertical dynamic balancing of workpiece and device for its implementation | |
CN112710869A (en) | Harmonic oscillator rigid shaft identification device and method based on additional electrostatic rigidity principle | |
RU2299409C1 (en) | Rotor balance machine | |
JP2016045060A (en) | Vibration measuring method and device of rotor | |
CN204575249U (en) | A kind of fast adjuster of enclosure space internal rotor amount of unbalance | |
Huo et al. | Unbalance identification for mainshaft system of 2-DOF precision centrifuge: a displacement sensor-based approach | |
RU2077038C1 (en) | Method of determination of value and angle of disbalance | |
RU2319127C2 (en) | Method of balancing rotors | |
RU2185609C2 (en) | Method of dynamic balancing | |
CN114427933A (en) | Rotor system holographic dynamic balance method based on composite vector | |
Ciszkowski et al. | Prototype of a device used for dynamic balancing power units of unmanned platforms | |
Li et al. | Research on inhibition of frequency split in paraboloid of revolution shaped resonator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20111128 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161001 |