RU2426082C1 - Procedure and device for rotor balancing - Google Patents
Procedure and device for rotor balancing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2426082C1 RU2426082C1 RU2010109646/28A RU2010109646A RU2426082C1 RU 2426082 C1 RU2426082 C1 RU 2426082C1 RU 2010109646/28 A RU2010109646/28 A RU 2010109646/28A RU 2010109646 A RU2010109646 A RU 2010109646A RU 2426082 C1 RU2426082 C1 RU 2426082C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- balanced
- rotor
- plane
- platform
- imbalance
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Testing Of Balance (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к технике балансировки вращающихся тел и может быть использовано для определения и коррекции дисбаланса роторов дискообразной формы с соотношением длины к диаметру меньше 0,2-0,25.The present invention relates to techniques for balancing rotating bodies and can be used to determine and correct the imbalance of disk-shaped rotors with a ratio of length to diameter less than 0.2-0.25.
Способ балансировки роторов дискообразной формы, масса которых приблизительно размещена в одной плоскости, предусматривает измерение параметров неуравновешенности (величина неуравновешенной массы, радиус и угол расположения ее центра относительно оси ротора) путем определения вектора дисбаланса (дисбаланс - векторная величина, равная произведению неуравновешенной массы на радиус-вектор ее центра относительно оси) и приведение центра массы ротора на ось вращения с помощью корректирующей массы, устанавливаемой в одной плоскости, перпендикулярной оси ротора. Эту плоскость называют плоскостью приведения неуравновешенности или плоскостью коррекции (см., например, М.Е.Левит, В.М.Рыженков. Балансировка деталей и узлов. М., Машиностроение, 1986 г.).The method of balancing disk-shaped rotors, the mass of which is approximately located in one plane, involves measuring the parameters of unbalance (the size of the unbalanced mass, the radius and the angle of its center relative to the axis of the rotor) by determining the imbalance vector (unbalance is a vector value equal to the product of the unbalanced mass by the radius vector of its center relative to the axis) and bringing the center of mass of the rotor to the axis of rotation with the help of a correction mass installed in one plane, perp the rotational axis of the rotor. This plane is called the plane of reduction of imbalance or the plane of correction (see, for example, M.E. Levit, V. M. Ryzhenkov. Balancing of parts and assemblies. M., Mechanical Engineering, 1986).
Широко известны способы балансировки ротора, основанные на сообщении ротору вращательного движения и измерении амплитуд и фаз его колебаний в плоскостях, перпендикулярных оси ротора (например, пат. ЕР №0150274, 1985 г.). Плоскости коррекции в соответствии с этим способом фиксируют опорами, в которых устанавливают ротор, а измеренные амплитуды и фазы колебаний ротора осуществляют измерением динамических нагрузок, возникающих в опорах. Недостаток способа связан с необходимостью дополнительной обработки информации о параметрах неуравновешенности в разных плоскостях коррекции.Widely known methods of balancing the rotor, based on the message of the rotor rotational motion and measuring the amplitudes and phases of its oscillations in planes perpendicular to the axis of the rotor (for example, US Pat. EP No. 0150274, 1985). Correction planes in accordance with this method are fixed by the supports in which the rotor is mounted, and the measured amplitudes and phases of the rotor vibrations are carried out by measuring the dynamic loads arising in the supports. The disadvantage of this method is associated with the need for additional processing of information about the imbalance parameters in different correction planes.
Известен способ автоматической балансировки ротора при его вращении, реализуемый в устройстве для автоматической балансировки (пат. RU №2241969 С1, кл. G01M 1/38, 2004 г.), который предполагает применение для автоматической балансировки ротора заполненной жидкостью упругой балансировочной камеры, концентрично надетой на ротор, втулки из упругого крупнопористого материала, поры которого заполнены жидкостью с изменяющейся во времени вязкостью от текучего состояния до полного затвердевания. Применение способа затруднено низкой производительностью и ограничено определенной номенклатурой балансируемых роторов.A known method of automatic balancing of the rotor during its rotation, implemented in a device for automatic balancing (US Pat. RU No. 2241969 C1, class G01M 1/38, 2004), which involves the use for automatic balancing of a rotor filled with liquid elastic balancing chamber, worn concentrically worn on the rotor, bushings made of a resilient large-porous material, the pores of which are filled with a liquid with a viscosity varying in time from a fluid state to complete solidification. The application of the method is hindered by low productivity and is limited by a certain range of balanced rotors.
Общим недостатком способов, основанных на сообщении ротору вращательного движения при установке его в опорах, является сложность реализации автоматической балансировки при совмещении во времени операций определения и устранения неуравновешенности, а также влияние используемых технических средств на результаты измерений из-за вибраций, обусловленных вращением ротора и связанных с биением посадочных поверхностей муфт, овальностью цапф, перекосом наружных колец подшипников качения, наличием смазочного материала в опорах трения скольжения, погрешностями изготовления подшипников качения - волнистостью дорожек качения, гранностью тел качения, дисбалансами сепаратора, аэродинамическими, гидродинамическими и электромагнитными силами.A common disadvantage of the methods based on informing the rotor of the rotational movement when installing it in the supports is the difficulty of implementing automatic balancing when combining the operations of determining and eliminating the imbalance, as well as the influence of the used technical means on the measurement results due to vibrations caused by the rotation of the rotor and the associated with the runout of the seating surfaces of the couplings, the ovalness of the pins, the skew of the outer rings of the rolling bearings, the presence of lubricant in the friction bearings changes in the manufacture of rolling bearings - the waviness of the raceways, the granularity of the rolling elements, the imbalances of the separator, aerodynamic, hydrodynamic and electromagnetic forces.
Настоящее изобретение относится к принципиально иному способу балансировки, характеризующемуся колебательным движением ротора, при котором возможно совмещение во времени операций определения и устранения неуравновешенности, и который позволяет, используя достаточно простые технические средства, повысить точность балансировки.The present invention relates to a fundamentally different balancing method, characterized by the oscillatory motion of the rotor, in which it is possible to combine in time the operations of determining and eliminating the imbalance, and which, using fairly simple technical means, can improve the accuracy of balancing.
Этот способ, реализованный в устройстве для автоматической балансировки деталей вращения, известен по а.с. СССР №289325, кл. G01M 1/38, 1970 г. В соответствии с этим способом ротору, установленному на упругой опоре, сообщают угловое колебательное движение вокруг оси вращения, измеряют его угловое колебательное движение вокруг центра упругой опоры относительно вертикальной оси и устраняют неуравновешенность в процессе движения детали путем ввода в ее технологическое углубление корректирующей массы. Достоинством способа является возможность при ограниченной амплитуде угловых колебаний осуществлять введение корректирующей массы в заранее предусмотренные технологические углубления непосредственно в процессе движения.This method, implemented in a device for automatically balancing rotation parts, is known by A. with. USSR No. 289325, cl.
Известен способ балансировки деталей вращения (а.с. СССР №289325, кл. G01M 1/16, 1971 г.), заключающийся в том, что уравновешиваемой детали сообщают круговое колебательное движение в плоскости, перпендикулярной ее оси вращения, и измеряют возникающие угловые колебания детали относительно этой оси, по амплитуде и фазе которых судят о величине и угловой координате неуравновешенности.A known method of balancing rotational parts (USSR AS No. 289325, class G01M 1/16, 1971), which consists in the fact that the balanced part is informed of circular vibrational motion in a plane perpendicular to its axis of rotation, and the resulting angular oscillations are measured details about this axis, the amplitude and phase of which judge the magnitude and angular coordinate of the imbalance.
В указанном изобретении уравновешиваемой детали сообщают круговое колебательное движение, в результате которого на ось вращения детали постоянно действует центростремительная сила, вектор которой непрерывно вращается в плоскости кругового колебательного движения. Центростремительная сила пропорциональна массе уравновешиваемой детали, квадрату частоты вращения и радиусу круговой орбиты ее центра массы и составляет, например, для детали массой 3 кг, при частоте кругового движения 62,8 рад/с и радиусе орбиты 2 мм, величину, равную 23,6 Н. Под действием этой силы ось вращения уравновешиваемой детали непрерывно смещается относительно системы отсчета, что приводит к значительным погрешностям определения дисбаланса.In the indicated invention of the balanced part, circular oscillatory motion is reported, as a result of which a centripetal force constantly acts on the axis of rotation of the part, the vector of which rotates continuously in the plane of circular oscillatory motion. The centripetal force is proportional to the mass of the workpiece to be balanced, the square of the rotation frequency and the radius of the circular orbit of its center of mass, and is, for example, for a part weighing 3 kg, with a circular frequency of 62.8 rad / s and an orbit radius of 2 mm, a value equal to 23.6 H. Under the influence of this force, the axis of rotation of the balanced part is continuously shifted relative to the reference system, which leads to significant errors in determining the imbalance.
Аналогом настоящего изобретения является также способ по патенту России №2270985 С1, кл. G01M 1/16, 2006 г., направленный на повышение точности измерений амплитуды и фазы угловых колебаний ротора и включающий сообщение ротору и соосному ему уравновешенному телу колебательного движения относительно неподвижной точки на общей оси ротора и уравновешенного тела и измерение амплитуды и фазы угловых колебаний ротора, по которым судят о параметрах неуравновешенности ротора, и заключающийся в том, что одновременно, в каждый момент времени в плоскости, проходящей через неподвижную точку, к уравновешенному телу по касательным прикладывают силы, противодействующие угловым колебаниям тела относительно оси, а в качестве упомянутой неподвижной точки используют точку пересечения оси ротора с одной из плоскостей приведения неуравновешенности ротора, а измеренные амплитуду и фазу угловых колебаний используют для определения параметров неуравновешенности в другой плоскости приведения неуравновешенности. Этот способ является прототипом настоящего изобретения.An analogue of the present invention is also the method according to Russian patent No. 2270985 C1, class.
Общим недостатком данных изобретений является ограничение допустимой амплитуды колебательного движения и, как следствие, снижение чувствительности измерения неуравновешенности. Ограничение амплитуды задаваемых колебаний связано с возникновением при движении балансируемого и уравновешенного тел динамических возмущающих сил, действующих на станину и вызывающих ее колебания с частотой движения. Эти колебания непосредственно передаются балансируемому и уравновешенному телам, что приводит к появлению значительных погрешностей измерения.A common disadvantage of these inventions is the limitation of the permissible amplitude of the oscillatory motion and, as a consequence, the decrease in the sensitivity of the measurement of imbalance. The limitation of the amplitude of the set oscillations is associated with the appearance during the movement of the balanced and balanced bodies of dynamic disturbing forces acting on the frame and causing it to oscillate with the frequency of movement. These vibrations are directly transmitted to the balanced and balanced bodies, which leads to the appearance of significant measurement errors.
Достигаемым техническим результатом при использовании настоящего изобретения является повышение точности балансировки за счет снижения (в идеальном случае за счет исключения) динамических возмущающих сил, действующих на станину.Achievable technical result when using the present invention is to improve the accuracy of balancing by reducing (ideally due to the exception) dynamic disturbing forces acting on the frame.
В соответствии с настоящим изобретением способ балансировки роторов, состоящий в сообщении кругового движения балансируемому ротору и уравновешенному телу в плоскости, перпендикулярной их общей оси, расположенным с возможностью относительного углового смещения, измерении амплитуды и фазы возникающих угловых колебаний балансируемого ротора относительно уравновешенного тела и определении по результатам измерений величины неуравновешенности и угловой координаты ее расположения, дополняют новой операцией, а именно в плоскости кругового движения центра общей массы балансируемого ротора и уравновешенного тела к их общей оси в каждый момент времени прикладывают силу, равную по величине, но противоположную по направлению центростремительной силе общей массы балансируемого и уравновешенного тел. Это приводит к значительному уменьшению (в идеальном случае исключению) динамических возмущающих сил, действующих на станину, исключению ее дестабилизирующего воздействия на балансируемый ротор и уравновешенное тело, что в конечном итоге приводит к уменьшению погрешностей измерения.In accordance with the present invention, a method of balancing rotors, which consists in communicating circular motion to a balanced rotor and a balanced body in a plane perpendicular to their common axis, positioned with relative angular displacement, measuring the amplitude and phase of the resulting angular oscillations of the balanced rotor relative to the balanced body, and determining from the results measurements of the magnitude of the imbalance and the angular coordinates of its location, complement the new operation, namely in the plane of the circle th total weight of the balanced motion of the center of the rotor and the balanced body to their common axis at each time applied a force equal in magnitude but opposite in direction to the centripetal force and the total weight of the balanced balanced bodies. This leads to a significant decrease (in the ideal case, elimination) of the dynamic disturbing forces acting on the bed, to the exclusion of its destabilizing effect on the balanced rotor and balanced body, which ultimately leads to a decrease in measurement errors.
Аналогом устройства, с помощью которого реализуется заявляемый способ, является устройство, известное по а.с. СССР №396575, кл. G01M /1/06, 1973 г. и предназначенное для способа балансировки, основанного на сообщении балансируемой детали кругового колебательного движения в плоскости, перпендикулярной ее оси. Устройство содержит станину, вертикальный вал, установленный в подшипниках плаформы-подвеса, подвешенной к станине на упругих элементах, и предназначенный для закрепления балансируемой детали, и привод круговой вибрации, выполненный в виде двух расположенных на станине, один относительно другого, под углом 90 градусов электромагнитных вибраторов, подключенных к источнику двухфазного напряжения, например трехфазно-двухфазному трансформатору.An analogue of the device by which the inventive method is implemented is a device known by A. with. USSR No. 396575, class G01M / 1/06, 1973, and intended for a balancing method based on the message of a balanced part of circular oscillatory motion in a plane perpendicular to its axis. The device comprises a bed, a vertical shaft mounted in the bearings of the suspension platform, suspended from the bed on elastic elements, and intended to fix the balanced part, and a circular vibration drive made in the form of two electromagnetic devices located on the bed, one relative to the other, at an angle of 90 degrees vibrators connected to a two-phase voltage source, for example a three-phase-two-phase transformer.
Недостатком этого устройства является невысокая точность балансировки из-за действия приложенных к станине динамических сил, возникающих при работе электромагнитных вибраторов и вызываемых при этом ее неинформативных колебаний. Величина модуля вектора равнодействующей динамических сил электромагнитных вибраторов пропорциональна массе станины, квадрату частоты колебаний и амплитуде ее колебаний и составляет, например, для станины массой 30 кг, при частоте и амплитуде колебаний 62,8 рад/с и 0,2 мм соответственно, величину, равную 23,6 Н. При этом вектор силы, приложенный к станине, постоянно меняет свое направление с частотой напряжения питания электромагнитных вибраторов. Под действием этой силы, приложенной со стороны станины к упругим элементам, ось вращения уравновешиваемой детали непрерывно смещается относительно системы отсчета, что приводит к значительным погрешностям определения дисбаланса.The disadvantage of this device is the low accuracy of the balancing due to the action of the dynamic forces applied to the frame that arise during the operation of electromagnetic vibrators and caused by its uninformative vibrations. The magnitude of the vector modulus of the dynamic dynamic forces of electromagnetic vibrators is proportional to the mass of the bed, the square of the vibration frequency and the amplitude of its vibrations and is, for example, for a bed of 30 kg mass, with a frequency and amplitude of oscillations of 62.8 rad / s and 0.2 mm, respectively, equal to 23.6 N. In this case, the force vector applied to the bed constantly changes its direction with the frequency of the supply voltage of electromagnetic vibrators. Under the action of this force applied from the bed to the elastic elements, the axis of rotation of the balanced part is continuously shifted relative to the reference system, which leads to significant errors in determining the imbalance.
Прототипом устройства, с помощью которого реализуется заявляемый способ, является устройство, известное по патенту России №2105962, кл. G01М 1/38, 1993 г. и предназначенное для способа балансировки, основанного на сообщении ротору кругового колебательного движения. Устройство содержит станину, закрепленный на роторе вал, установленный соосно внутри уравновешенного тела на упругих опорах с возможностью его углового смещения вокруг общей оси относительно уравновешенного тела, снабженного на одном конце сферической опорой и связанного регулируемым эксцентриком с валом привода вращательного движения, а также датчики измерения неуравновешенности, датчик опорного сигнала, блок обработки сигналов датчиков и блок измерения и индикации величины и угловой координаты неуравновешенности. Перечисленные датчики и блоки соединены между собой по схеме, обеспечивающей измерение параметров неуравновешенности.The prototype of the device by which the inventive method is implemented is a device known by the patent of Russia No. 2105962, class. G01M 1/38, 1993 and intended for a balancing method based on a message to the rotor of circular oscillatory motion. The device comprises a bed, a shaft mounted on the rotor, mounted coaxially inside the balanced body on elastic supports with the possibility of its angular displacement around the common axis relative to the balanced body, equipped with a spherical support at one end and connected by an adjustable eccentric to the rotational drive shaft, as well as imbalance measuring sensors , a reference signal sensor, a sensor signal processing unit, and a unit for measuring and indicating the magnitude and angular coordinate of the imbalance. The listed sensors and blocks are interconnected according to a scheme that provides the measurement of imbalance parameters.
Общими недостатками этих устройств, также как и известного способа, является недостаточно высокая точность балансировки из-за неинформативных колебаний вала с балансируемой деталью в горизонтальной плоскости, обусловленных действием динамических сил, приложенных к упругому элементу подвеса от колеблющейся станины, а также от действия на станину сил реакции привода, возникающих при контакте непрерывно вращающегося вала привода с регулируемым эксцентриком.The common disadvantages of these devices, as well as the known method, is the insufficiently high balancing accuracy due to uninformative oscillations of the shaft with a balanced part in the horizontal plane, due to the action of dynamic forces applied to the elastic suspension element from the oscillating bed, and also to the forces acting on the bed drive reactions arising from the contact of a continuously rotating drive shaft with an adjustable eccentric.
Техническим результатом, получаемым при применении заявляемого устройства, является повышенная точность балансировки, достигаемая использованием более простых технических средств, не вызывающих неинформативных колебаний вала с балансируемой деталью в горизонтальной плоскости.The technical result obtained by the application of the inventive device is the increased accuracy of balancing, achieved by using simpler technical means that do not cause uninformative oscillations of the shaft with a balanced part in the horizontal plane.
Для реализации способа в устройстве для балансировки роторов, содержащем станину, уравновешенную платформу, подвешенную на станине на упругих элементах, вертикальный вал с соосно закрепленным на одном конце балансируемом роторе, установленный другим концом в упругих опорах в центре уравновешенной платформы, перпендикулярно ее плоскости с возможностью его угловых колебаний, привод кругового движения и блок измерения, включающий датчики измерения неуравновешенности, датчик опорного сигнала, блок обработки сигналов датчиков, соединенный своими входами с выходами датчиков измерения неуравновешенности и опорного сигнала, блок измерения и индикации величины и угловой координаты неуравновешенности, соединенный своим входом с выходом блока обработки сигналов датчиков, упругие элементы в количестве не менее трех выполнены одинаковыми, установлены вертикально и жестко закреплены одними концами на уравновешенной платформе в точках, равноудаленных относительно друг друга и от ее центра, а другими концами жестко закреплены на станине в точках, лежащих в одной горизонтальной плоскости, а привод кругового движения выполнен в виде электродвигателя, установленного на уравновешенной платформе в ее центре так, что ось вала электродвигателя перпендикулярна плоскости платформы, на валу электродвигателя закреплена инерционная масса с заданным эксцентриситетом, центр которой расположен в горизонтальной плоскости, проходящей через центр общей массы уравновешенной платформы с установленными на ней приводом кругового движения, валом с балансируемым ротором, упругими опорами и датчиками неуравновешенности и опорного сигнала.To implement the method in a device for balancing rotors containing a bed, a balanced platform suspended on a bed on elastic elements, a vertical shaft coaxially mounted on one end of a balanced rotor mounted at the other end in elastic supports in the center of the balanced platform, perpendicular to its plane with the possibility of it angular oscillations, a circular motion drive and a measuring unit including imbalance measuring sensors, a reference signal sensor, a sensor signal processing unit, connected unbalanced by its inputs with the outputs of the sensors for measuring the imbalance and the reference signal, the unit for measuring and indicating the magnitude and angular coordinate of the imbalance, connected by its input to the output of the processing unit of the sensor signals, the elastic elements in the amount of at least three are made the same, mounted vertically and rigidly fixed at one end to balanced platform at points equidistant from each other and from its center, and the other ends are rigidly fixed on the bed at points lying in the same horizontal th plane, and the circular motion drive is made in the form of an electric motor mounted on a balanced platform in its center so that the axis of the motor shaft is perpendicular to the plane of the platform, an inertial mass with a given eccentricity, the center of which is located in a horizontal plane passing through the center of the common masses of a balanced platform with a circular drive mounted on it, a shaft with a balanced rotor, elastic supports and unbalance and support sensors Nogo signal.
Предлагаемый способ поясняется чертежом, представленным на фиг.1. На фиг.2 схематично изображено устройство, с помощью которого реализуется способ, на фиг.3 представлена блок-схема устройства измерения и индикации величины угловой координаты неуравновешенности.The proposed method is illustrated by the drawing shown in figure 1. Figure 2 schematically shows the device with which the method is implemented, figure 3 presents a block diagram of a device for measuring and indicating the magnitude of the angular coordinate of imbalance.
Балансируемому ротору (фиг.1), например диску 1, установленному на одной оси с уравновешенным телом 2 с возможностью их относительного углового смещения φ, сообщают круговое колебательное движение, при котором их общий центр массы О совершает движение по круговой траектории радиусом r и частотой ω в плоскости Р-Р, перпендикулярной их общей оси с центром движения О'. На фиг.1 х, у, х', у' - оси системы координат в плоскости Р-Р с центрами в точках О и О'; m, R, α - масса, радиус и угловая координата расположения неуравновешенности балансируемого ротора 1.A balanced rotor (Fig. 1), for example, a
При таком движении на общую ось балансируемого ротора 1 и уравновешенного тела действует центростремительная сила Fц, вектор которой непрерывно вращается вокруг точки О, что приводит к динамическим возмущающим силам, действующим на систему отсчета. Для компенсации центростремительной силы согласно предложенному изобретению к их общей оси в плоскости Р-Р в каждый момент времени приложена сила Fк, равная по величине, но противоположная по направлению Fц - центростремительной силе общей массы балансируемого ротора 1 и уравновешенного тела 2, что исключает динамические возмущающие силы, действующие на систему отсчета. При наличии неуравновешенности ротор 1 совершает угловые колебания относительно уравновешенного тела 2, амплитуда φ и фаза которых однозначно определяют величину и угловую координату расположения его неуравновешенности.With this movement, the centripetal force F c acts on the common axis of the
Устройство для балансировки роторов (фиг.2) содержит станину 10, уравновешенную платформу 2, подвешенную на станине 10 на упругих элементах 11, вертикальный вал 3, с соосно закрепленным на одном конце балансируемым ротором 1, установленным другим концом в упругих опорах 4 с помощью цилиндрической обоймы 5 в центре уравновешенной платформы 2, перпендикулярно ее плоскости с возможностью его угловых колебаний, привод кругового движения, выполненный в виде электродвигателя 6, установленного на уравновешенной платформе 2 в ее центре так, что ось вала электродвигателя 6 перпендикулярна ее плоскости, на валу электродвигателя 6 эксцентрично закреплена инерционная масса 7, центр которой расположен в плоскости, параллельной плоскости платформы 2, проходящей через центр общей массы уравновешенной платформы 2 с установленными на ней электродвигателем 6, инерционной массы 7, обоймой 5, упругими опорами 4, валом 3, балансируемым ротором 1 и другими конструктивными элементами. Упругие элементы 11 в количестве не менее трех выполнены одинаковыми, установлены вертикально и жестко закреплены одними концами на уравновешенной платформе 2 в точках, равноудаленных относительно друг друга и от ее центра, а другими жестко закреплены на станине 10 в точках, лежащих в одной горизонтальной плоскости. Длина упругих элементов 11 выбирается из условия обеспечения частоты собственных колебаний уравновешенной платформы 2 с установленными на ней конструктивными элементами, равной величине порядка 0,05-0,1 от частоты кругового движения ω. Упругие опоры 4 позволяют валу 3 с уравновешенным ротором 1 поворачиваться вокруг оси, ограничивая его угловые колебания, и обеспечивают возврат ротора 1 в исходное состояние при остановке электродвигателя 6. В приведенном на фиг.2 варианте (сечение А-А) упругие опоры 4 выполнены, например, в виде радиально расположенных одинаковых спиц, равномерно распределенных по окружностям опор в плоскостях, перпендикулярных оси вала 3 и жестко закрепленных своими одними концами на внутренней поверхности цилиндрической обоймы 5, а другими - на внешней поверхности вала 3. Датчики 9 измерения величины неуравновешенности закреплены на внешней поверхности цилиндрической обоймы 5 на одном радиусе от оси вала 3 диаметрально противоположно, а их подвижные элементы 12 жестко соединены с валом 3 и расположены на одном радиусе диаметрально противоположно. Датчик опорного сигнала 8 установлен на электродвигателе 6 и выполнен, например, в виде оптопары, рабочий зазор которой перекрывается шторкой, закрепленной на инерционной массе 7 (на фиг.2 не показана); в момент прохождения инерционной массы оси чувствительности оптопары датчика опорного сигнала 8.The device for balancing the rotors (figure 2) contains a
Измерения величины неуравновешенности и ее угловой координаты расположения балансируемого ротора осуществляется с помощью блока измерения (фиг.3), включающего датчики измерения неуравновешенности 9, датчик опорного сигнала 8, блок обработки сигналов датчиков 13, соединенный своими входами с выходами датчиков 9 и 8, блок измерения и индикации величины и угловой координаты неуравновешенности 14, соединенный своим входом с выходом блока 13.The measurement of the imbalance and its angular coordinate of the location of the balanced rotor is carried out using the measuring unit (Fig. 3), including the
Устройство (фиг.2) работает следующим образом. Балансируемый ротор 1 устанавливают и соосно закрепляют на валу 3. Обмотку электродвигателя 6 привода кругового движения подключают к источнику напряжения, и вал электродвигателя 6 вместе с эксцентрично закрепленной инерционной массой 7 приходит во вращательное движение с частотой ω. Значение частоты ω выбрано порядка 62,8 рад/с. При этом возникает центростремительная сила Fк (фиг.1), движущейся по круговой траектории инерционной массы 7, величина которой равна произведению движущейся массы, радиуса круговой траектории и квадрата частоты кругового движения. Вектор центростремительной силы Fк постоянно вращается с частотой ω в плоскости, перпендикулярной оси вращения, и приложен к общей оси вала электродвигателя 6 и вертикального вала 3 с балансируемым ротором 1, установленным на уравновешенной платформе 2. Уравновешенная платформа 2 вместе с установленным в упругих опорах 4 вертикальным валом 3, балансируемым ротором 1, электродвигателем 6, датчиками измерения неуравновешенности 9 и опорного сигнала 8 под действием центростремительной силы Fк, приходит в круговое движение с частотой ω. При таком движении все точки уравновешенной платформы 2 и балансируемого ротора 1 в горизонтальной плоскости описывают круговые траектории радиусом r. Величина радиуса r пропорциональна величине эксцентриситета инерционной массы 7 и определяется соотношением величины движущейся инерционной массы 7 и общей массы уравновешенной платформы 2 с установленными на ней конструктивными элементами и балансируемым ротором 1. Величина радиуса г выбрана равной 1,5-2 мм. Возникающая при круговом движении уравновешенной платформы 2 со всеми установленными на ней конструктивными элементами центростремительная сила Fц в каждый момент времени равна по величине, но противоположна по направлению центростремительной силе Fк. В результате полной компенсации сил в точках крепления упругих элементов 11 к уравновешенной платформе 2 практически отсутствуют динамические силы, действующие на станину 10. Остаток составляют лишь силы, равные проекциям вектора силы тяжести уравновешенной платформы 2 на горизонтальную плоскость при отклонении упругих элементов 11 в точках их крепления к уравновешенной платформе 2 от вертикального положения при круговом движении на величину r. При выбранной длине упругих элементов 11, обеспечивающей соотношение частоты собственных колебаний уравновешенной платформы к частоте ω, равное 0,05-0,1, величина проекции силы тяжести на горизонтальную плоскость уравновешенной платформы 2 со всеми установленными на ней конструктивными элементами и балансируемым ротором 1, не превысит величины 0,002-0,015 от ее суммарной силы тяжести.The device (figure 2) works as follows. The
Благодаря совмещению центра инерционной массы 7 с горизонтальной плоскостью, проходящей через центр общей массы уравновешенной платформы с установленными на ней конструктивными элементами и балансируемым ротором 1, исключен динамический вращающий момент, приложенный к центру общей массы платформы в вертикальной плоскости. Таким образом, существенно уменьшаются динамические воздействия на станину устройства и повышается точность определения неуравновешенности.Due to the combination of the center of
При круговом движении балансируемого ротора 1 вместе с уравновешенной платформой 2, при его неуравновешенности характеризующейся массой m, расположенной на радиусе R, в угловом положении α, ротор 1 совершает угловые колебания относительно уравновешенной платформы 2, амплитуда φ и фаза которых, однозначно определяют величину и угловую координату расположения его неуравновешенности (фиг.1). Амплитуда угловых колебаний ротора 1, вызванных его неуравновешенностью, измеряются датчиками измерения неуравновешенности 9, а фаза, определяющая угловую координату неуравновешенности, определяется с использованием сигнала с выхода датчика опорного сигнала 8 (фиг.3). Преобразованные в блоке обработки сигналов датчиков 13 сигналы поступают на вход блока измерения и индикации величины и угловой координаты неуравновешенности 14, где отображаются в виде измеренных значений величины и угловой координаты неуравновешенности.In the circular motion of the
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010109646/28A RU2426082C1 (en) | 2010-03-15 | 2010-03-15 | Procedure and device for rotor balancing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010109646/28A RU2426082C1 (en) | 2010-03-15 | 2010-03-15 | Procedure and device for rotor balancing |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2426082C1 true RU2426082C1 (en) | 2011-08-10 |
Family
ID=44754674
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010109646/28A RU2426082C1 (en) | 2010-03-15 | 2010-03-15 | Procedure and device for rotor balancing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2426082C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2539810C1 (en) * | 2013-09-05 | 2015-01-27 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Научно-Производственное Объединение "Техномаш" | Method of vertical dynamic balancing of workpiece and device for its implementation |
| CN110907096A (en) * | 2019-12-04 | 2020-03-24 | 哈尔滨电气动力装备有限公司 | Dynamic balancing process for tungsten gold block flywheel of shielded motor |
| CN112326124A (en) * | 2020-10-22 | 2021-02-05 | 中国第一汽车股份有限公司 | Control method and control device for dynamic balance of automobile transmission shaft and storage medium |
| CN114646377A (en) * | 2020-12-21 | 2022-06-21 | 财团法人金属工业研究发展中心 | Vibration force measuring device |
-
2010
- 2010-03-15 RU RU2010109646/28A patent/RU2426082C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2539810C1 (en) * | 2013-09-05 | 2015-01-27 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Научно-Производственное Объединение "Техномаш" | Method of vertical dynamic balancing of workpiece and device for its implementation |
| CN110907096A (en) * | 2019-12-04 | 2020-03-24 | 哈尔滨电气动力装备有限公司 | Dynamic balancing process for tungsten gold block flywheel of shielded motor |
| CN112326124A (en) * | 2020-10-22 | 2021-02-05 | 中国第一汽车股份有限公司 | Control method and control device for dynamic balance of automobile transmission shaft and storage medium |
| CN114646377A (en) * | 2020-12-21 | 2022-06-21 | 财团法人金属工业研究发展中心 | Vibration force measuring device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2426082C1 (en) | Procedure and device for rotor balancing | |
| CN107478385A (en) | A kind of generation can trace to the source amount of unbalance counterweight preparation method | |
| EP1806570A2 (en) | Rotor balancing method and device | |
| CN104019942B (en) | A kind of adaptive varying load vibration platen Balancing-Correcting System and method | |
| CN109540390A (en) | The method and dynamic balancing mandrel of high speed rotor removal amount of unbalance | |
| KR100905397B1 (en) | Dynamic balancing apparatus and methods using periodic angular motion | |
| RU2008120759A (en) | METHOD AND DEVICE FOR AUTOMATIC ROTOR BALANCING | |
| RU2539810C1 (en) | Method of vertical dynamic balancing of workpiece and device for its implementation | |
| RU2427801C2 (en) | Method of predicting variable component of output signal of electromechanical angular velocity sensor (avs) during manufacture of gyromotor thereof based on characteristics of angular vibrations excited by gyromotor, and installation for realising said method | |
| CN109900428A (en) | A kind of position of centre of gravity measurement device and method | |
| US4608867A (en) | Method for the dynamic balancing of rotating machines in assembled condition | |
| JP4140380B2 (en) | Dynamic imbalance calculation method and dynamic balance test equipment | |
| US1343954A (en) | Method of and apparatus for testing for dynamic balances | |
| RU2432557C2 (en) | Stand for complex determination of mass-inertia characteristics of axially symmetric rotors | |
| RU2698536C1 (en) | Device for determining position of the center of mass and moments of inertia of objects | |
| RU2382999C1 (en) | Method for dynamic balancing of rotor | |
| RU2795641C1 (en) | Rotor balancing device | |
| RU2805249C1 (en) | Device for determining position of center of mass and moments of inertia of objects | |
| RU2299409C1 (en) | Rotor balance machine | |
| CN109847952A (en) | A kind of double-axis centrifuge revolving platform dynamic balance method based on driving current | |
| RU2225602C2 (en) | Gear for dynamic balancing of articles | |
| CN204575249U (en) | A kind of fast adjuster of enclosure space internal rotor amount of unbalance | |
| RU2115904C1 (en) | Method determining axial moment of inertia of body and device for its realization | |
| SU1060958A1 (en) | Rotor balancing method | |
| JP2019082383A (en) | Dynamic balance tester |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130316 |