RU2445592C1 - Method of checking quality of operation of stand for determining mass-balancing and mass-inertia characteristics of solid body of rotation - Google Patents
Method of checking quality of operation of stand for determining mass-balancing and mass-inertia characteristics of solid body of rotation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2445592C1 RU2445592C1 RU2010126861/28A RU2010126861A RU2445592C1 RU 2445592 C1 RU2445592 C1 RU 2445592C1 RU 2010126861/28 A RU2010126861/28 A RU 2010126861/28A RU 2010126861 A RU2010126861 A RU 2010126861A RU 2445592 C1 RU2445592 C1 RU 2445592C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mass
- inertia
- moments
- centering
- stand
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Testing Of Balance (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля (проверки) качества функционирования стендов, предназначенных для определения моментов инерции или для комплексного определения массо-центровочных и массо-инерционных характеристик, включающего в себя определение как моментов инерции, так и положения центра масс твердых тел вращения - изделий машиностроения роторного типа, принцип действия которых основан на методе крутильного маятника и реализованных по схеме опрокинутого унифилярного подвеса.The invention relates to measuring technique and can be used to control (verify) the quality of the functioning of stands designed to determine the moments of inertia or to comprehensively determine the mass-centering and mass-inertial characteristics, including the determination of both the moments of inertia and the position of the center of mass of solid bodies of revolution - rotor-type mechanical engineering products whose operation principle is based on the torsion pendulum method and implemented according to the overturned unilateral suspension scheme.
Современная технология создания сложных «длинных» осесимметричных роторов - изделий машиностроения роторного типа, включающих в свой состав рамы, отсеки, аппаратуру, - требует экспериментального определения с заданной точностью их массо-центровочных и массо-инерционных характеристик, а именно - главных центральных моментов инерции, массы тела и координат центра масс, а также параметров массо-инерционной асимметрии, к которым относятся величина поперечного смещения и угол отклонения продольной главной оси инерции относительно оси симметрии тела, - после изготовления и сборки изделий. Как правило, массу изделия измеряют обычным взвешиванием на стандартных весах требуемой точности, а определение моментов инерции тела с последующим вычислением остальных массо-центровочных и массо-инерционных характеристик выполняют способом крутильных колебаний относительно неподвижной оси [Левит М.Е., Рыженков В.М. Балансировка деталей и узлов. - М.: Машиностроение, 1986, стр.68]. При этом точность аналитического определения параметров массо-инерционной асимметрии напрямую зависит от точности определения массо-центровочных и массо-инерционных характеристик изделия. При проведении контроля используется специализированное контрольно-измерительное оборудование и технологическая оснастка, учитывающие особенности конструкции контролируемого изделия. Критерием оценки правильности функционирования этого оборудования, как правило, является соответствие его характеристик точности в заданных диапазонах измерений параметров заданным нормированным метрологическим характеристикам. Поэтому разработка простых, надежных и информативных способов и средств контроля качества функционирования оборудования, применяемого для определения массо-центровочных и массо-инерционных характеристик изделий на различных этапах их разработки, производства и испытаний, через контроль их метрологических характеристик была и остается актуальной технической задачей.The modern technology for creating complex “long” axisymmetric rotors — rotor-type mechanical engineering products that include frames, compartments, equipment — requires experimental determination with a given accuracy of their mass-centering and mass-inertial characteristics, namely, the main central moments of inertia, body mass and coordinates of the center of mass, as well as parameters of mass-inertial asymmetry, which include the magnitude of the transverse displacement and the angle of deviation of the longitudinal main axis of inertia relative to the axis of symmetry body etria - after the manufacture and assembly of products. As a rule, the mass of the product is measured by conventional weighing on standard scales of the required accuracy, and the determination of the moments of inertia of the body with the subsequent calculation of the remaining mass-centering and mass-inertial characteristics is performed by the method of torsional vibrations relative to the fixed axis [Levit ME, Ryzhenkov VM Balancing parts and assemblies. - M.: Mechanical Engineering, 1986, p. 68]. Moreover, the accuracy of the analytical determination of the parameters of mass-inertial asymmetry directly depends on the accuracy of determining the mass-centering and mass-inertial characteristics of the product. During the control, specialized control and measuring equipment and technological equipment are used, taking into account the design features of the controlled product. The criterion for assessing the correct functioning of this equipment, as a rule, is the compliance of its accuracy characteristics in the given ranges of parameter measurements with the specified normalized metrological characteristics. Therefore, the development of simple, reliable and informative ways and means of monitoring the quality of the functioning of equipment used to determine the mass-centering and mass-inertial characteristics of products at various stages of their development, production and testing, through monitoring their metrological characteristics, has been and remains an urgent technical task.
Известен, например, способ определения массо-центровочных и массо-инерционных характеристик, основанный на методе крутильных колебаний. Стенд, реализующий этот способ, для повышения удобства эксплуатации выполнен по схеме платформы с опрокинутым унифилярным подвесом [а.с. СССР №1046633, кл. G01M 1/10, 1983. Способ определения центрального момента инерции и координат центра масс в заданной плоскости и массы тела]. Платформа располагается горизонтально и опирается на аэростатический подшипник, исключающий сухое трение между сопрягаемыми поверхностями, при этом ось вращения центрируется также радиальным аэростатическим подшипником. На платформе располагается технологическая оснастка, предназначенная для установки контролируемого изделия и перевода его в различные пространственные положения. Для создания крутильных колебаний платформы к оси платформы прикреплен упругий элемент - торсион, нижняя часть которого через кронштейн соединена с компенсационной мембраной, установленной в основании корпуса стенда и разгружающей торсион от осевых нагрузок. Стенд снабжен узлом закрутки, позволяющим осуществлять поворот платформы на определенный угол, и механизмом фиксации, после освобождения которого платформа начинает совершать свободные колебания.Known, for example, is a method for determining the mass-centering and mass-inertial characteristics, based on the method of torsional vibrations. The stand that implements this method, to improve ease of use is made according to the scheme of the platform with the overturned unifilar suspension [a.s. USSR No. 1046633, cl. G01M 1/10, 1983. A method for determining the central moment of inertia and the coordinates of the center of mass in a given plane and body mass]. The platform is horizontal and rests on an aerostatic bearing, which excludes dry friction between the mating surfaces, while the axis of rotation is also centered by a radial aerostatic bearing. The platform is equipped with technological equipment designed to install a controlled product and translate it into various spatial positions. To create torsional vibrations of the platform, an elastic element is attached to the platform axis - a torsion bar, the lower part of which is connected through a bracket to a compensation membrane installed in the base of the bench body and unloading the torsion bar from axial loads. The stand is equipped with a twist assembly that allows the platform to be rotated by a certain angle, and a locking mechanism, after which the platform begins to make free vibrations.
Определение искомых массо-центровочных и массо-инерционных характеристик производится аналитическим путем по результатам измерений периодов крутильных колебаний вокруг вертикальной оси контролируемого изделия, устанавливаемого на платформу (с использованием специальной технологической оснастки) в заданные пространственно-угловые положения. Затем по измеренным массо-центровочным и массо-инерционным характеристикам рассчитываются параметры массо-инерционной асимметрии контролируемого изделия.The determination of the desired mass-centering and mass-inertial characteristics is carried out analytically by measuring the periods of torsional vibrations around the vertical axis of the controlled product installed on the platform (using special technological equipment) in the specified spatial-angular positions. Then, based on the measured mass-centering and mass-inertial characteristics, the parameters of mass-inertial asymmetry of the controlled product are calculated.
Известный способ позволяет определять массо-центровочные и массо-инерционные характеристики изделия, но не дает возможности проверки качества функционирования самого стенда.The known method allows to determine the mass-centering and mass-inertial characteristics of the product, but does not allow checking the quality of functioning of the stand itself.
Регулярный контроль метрологических характеристик стенда, а также проверка качества его функционирования во всем диапазоне измерений являются актуальной технической задачей при проведении контрольно-испытательных операций по определению массо-центровочных и массо-инерционных характеристик изделий, выполняемых с использованием известного стенда. Сама же задача разработки комплексного способа проверки (контроля) качества функционирования стендов, применяемых для определения массо-центровочных и массо-инерционных характеристик изделий (твердых тел вращения), например унифилярных стендов, не нашла отражения в вышеуказанных источниках, что делает ее решение актуальным для конструкторов-разработчиков, исследователей и испытателей таких стендов для оценки их качества функционирования и технического состояния.Regular monitoring of the metrological characteristics of the stand, as well as checking the quality of its operation in the entire measurement range, is an urgent technical task when conducting control and testing operations to determine the mass-centering and mass-inertial characteristics of products performed using a well-known stand. The very task of developing an integrated method for checking (controlling) the quality of the functioning of stands used to determine the mass-centering and mass-inertial characteristics of products (solid bodies of revolution), for example unifilar stands, was not reflected in the above sources, which makes its solution relevant for designers -developers, researchers and testers of such stands to assess their quality of functioning and technical condition.
Известен способ проверки качества функционирования стенда типа СИМИ [Матвеев Е.В., Крылов В.В., Кочкин Е.В. Оборудование для определения характеристик геометрии масс и массы космических летательных аппаратов // Научно-технические достижения: Межотраслевой научно-технический сборник. - 1992. - №5. - С.42-43, рис.2]. В основе работы стенда заложен метод унифилярного подвеса. Стенд состоит из платформы с измерительным столом, технологической оснасткой (кантователь с поворотными устройствами), предназначенной для установки габаритно-массового макета изделия - образцовой меры моментов инерции - в различные пространственно-угловые положения. Платформа измерительного стола взвешена на опорном аэростатическом подшипнике, а ось вращения центрируется радиальным аэростатическим подшипником. Для создания крутильных колебаний платформы ее механическая связь со станиной осуществляется через упругий элемент - торсион - и компенсационную мембрану. Платформа оборудована узлом закрутки и механизмом фиксации для осуществления ее поворота на определенный угол и фиксации в этом положении. Освобождение механизма фиксации обеспечивает свободные колебания платформы.A known method of checking the quality of the functioning of the stand type SIMI [Matveev EV, Krylov VV, Kochkin EV Equipment for determining the characteristics of the geometry of masses and masses of spacecraft // Scientific and technical achievements: Intersectoral scientific and technical collection. - 1992. - No. 5. - S. 42-43, Fig. 2]. The stand is based on the unifilar suspension method. The stand consists of a platform with a measuring table, technological equipment (tilter with rotary devices), designed to install a mass-dimensional breadboard model of the product - an exemplary measure of the moments of inertia - in various spatial-angular positions. The platform of the measuring table is weighed on a support aerostatic bearing, and the axis of rotation is centered by a radial aerostatic bearing. To create torsional vibrations of the platform, its mechanical connection with the bed is carried out through an elastic element - a torsion bar - and a compensation membrane. The platform is equipped with a twist assembly and a locking mechanism to effect its rotation by a certain angle and fixing in this position. The release of the locking mechanism provides free oscillations of the platform.
Для реализации данного способа используются образцовые меры моментов инерции, каждая из которых представляет собой габаритно-массовый макет изделия, принадлежащего к определенному классу изделий. Каждая образцовая мера моментов инерции реализована в виде динамически сбалансированного осесимметричного твердого тела вращения (цилиндра, усеченного конуса), номинальные массо-центровочные и массо-инерционные характеристики которого определены с высокой точностью. При этом параметры массо-инерционной асимметрии меры моментов инерции, номинальные значения которых, как правило, близки к нулю, также известны с высокой точностью.To implement this method, exemplary measures of moments of inertia are used, each of which is a mass-dimensional model of the product belonging to a certain class of products. Each exemplary measure of the moments of inertia is implemented as a dynamically balanced axisymmetric rigid body of revolution (cylinder, truncated cone), the nominal mass-centering and mass-inertial characteristics of which are determined with high accuracy. Moreover, the parameters of mass-inertial asymmetry are measures of the moments of inertia, the nominal values of which, as a rule, are close to zero, are also known with high accuracy.
Данный способ является наиболее близким к предлагаемому и выбран в качестве прототипа. Он основан на использовании образцовой меры моментов инерции, номинальные габаритные, геометрические и массо-центровочные характеристики которой соответствуют характеристикам и поверхностям изделия, и заключается в измерении периодов крутильных колебаний механической системы, включающей платформу стенда с устанавливаемой на ней в заданных пространственно-угловых положениях образцовой мерой моментов инерции, и определении расчетным путем при проведении итоговой обработки результатов измерений ее массо-центровочных и массо-инерционных характеристик, после чего полученные значения измеренных характеристик сравнивают с соответствующими номинальными массо-центровочными и массо-инерционными характеристиками образцовой меры моментов инерции, рассчитывают погрешности измерений, по которым судят о качестве функционирования стенда.This method is the closest to the proposed and selected as a prototype. It is based on the use of an exemplary measure of moments of inertia, the nominal overall, geometric and mass-centering characteristics of which correspond to the characteristics and surfaces of the product, and consists in measuring the periods of torsional vibrations of a mechanical system that includes a bench platform with an exemplary measure installed on it in given spatial and angular positions moments of inertia, and determination by calculation during the final processing of the measurement results of its mass-centering and mass-inertia characteristics, after which the obtained values of the measured characteristics are compared with the corresponding nominal mass-centering and mass-inertial characteristics of an exemplary measure of moments of inertia, the measurement errors are calculated, which are used to judge the quality of the stand functioning.
В известном способе каждая образцовая мера моментов инерции обладает единственным набором эталонных массо-центровочных и массо-инерционных характеристик, а изготовление и последующая метрологическая аттестация каждой образцовой меры моментов инерции требуемой формы и с требуемыми габаритными, массо-центровочными и массо-инерционными характеристиками являются технически сложной и дорогостоящей задачей. Это не позволяет моделировать различные значения контролируемых параметров изделия и, соответственно, ограничивает возможности оценки качества функционирования стенда в требуемых диапазонах измерений параметров.In the known method, each exemplary measure of the moments of inertia has a unique set of reference mass-centering and mass-inertial characteristics, and the manufacture and subsequent metrological certification of each exemplary measure of the moments of inertia of the required shape and with the required overall, mass-centering and mass-inertial characteristics are technically difficult and an expensive task. This does not allow simulating various values of the controlled parameters of the product and, accordingly, limits the ability to assess the quality of the functioning of the stand in the required measurement ranges of the parameters.
Недостатками известного способа проверки качества функционирования стенда для определения массо-центровочных и массо-инерционных характеристик изделия являются:The disadvantages of the known method of checking the quality of the functioning of the stand to determine the mass-centering and mass-inertial characteristics of the product are:
- проверка осуществляется по результатам контроля единственного набора эталонных массо-центровочных и массо-инерционных характеристик, присущих образцовой мере моментов инерции, используемой при проведении испытаний;- verification is carried out according to the results of the control of a single set of reference mass-centering and mass-inertial characteristics inherent in the exemplary measure of moments of inertia used in testing;
- отсутствует возможность исследования контролируемых метрологических характеристик стенда в требуемых диапазонах измерений;- there is no opportunity to study controlled metrological characteristics of the stand in the required measurement ranges;
- отсутствуют объективные критерии для оценки точности определения массо-центровочных и массо-инерционных характеристик изделия в заданных диапазонах измерений.- there are no objective criteria for assessing the accuracy of determining the mass-centering and mass-inertial characteristics of the product in the given measurement ranges.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение информативности и надежности контроля качества функционирования стенда для определения массо-центровочных и массо-инерционных характеристик изделий (твердых тел вращения).The technical result of the invention is to increase the information content and reliability of the quality control of the functioning of the stand to determine the mass-centering and mass-inertial characteristics of products (solid bodies of revolution).
Указанный технический результат достигается тем, что в способе проверки качества функционирования стенда для определения массо-центровочных и массо-инерционных характеристик твердого тела вращения (изделия), основанном на использовании образцовой меры моментов инерции, номинальные габаритные, геометрические и массо-центровочные характеристики которой соответствуют указанным характеристикам и поверхностям изделия, проверку осуществляют, проводя измерения периодов крутильных колебаний механической системы, включающей платформу стенда с устанавливаемой на ней в заданных пространственно-угловых положениях образцовой мерой моментов инерции, и определяя расчетным путем при проведении итоговой обработки результатов измерений ее массо-центровочные и массо-инерционные характеристики, после чего полученные значения измеренных характеристик сравнивают с соответствующими номинальными массо-центровочными и массо-инерционными характеристиками образцовой меры моментов инерции, рассчитывают погрешности измерений, по которым судят о качестве функционирования стенда, согласно изобретению измерения периодов крутильных колебаний механической системы выполняют для нескольких, не менее трех, точек, равномерно расположенных в каждом контролируемом диапазоне измерений массо-центровочных и массо-инерционных характеристик и характеризующих отклонения центра масс и продольной главной центральной оси инерции от соответствующих номинальных значений этих параметров образцовой меры моментов инерции, причем данные отклонения моделируют путем прикрепления контрольных грузов известной массы к образцовой мере моментов инерции на известных расстояниях от ее центра масс и от оси симметрии вблизи торцов, а после итоговой обработки результатов измерений периодов крутильных колебаний, полученных для каждой контролируемой точки, определяют массо-центровочные и массо-инерционные характеристики, полученные значения сравнивают с соответствующими номинальными и смоделированными массо-центровочными и массо-инерционными характеристиками, после чего в каждой контролируемой точке соответствующего диапазона измерений рассчитывают погрешности измерений, на основании которых принимают решение о качестве функционирования стенда.The specified technical result is achieved by the fact that in the method of checking the quality of the functioning of the stand to determine the mass-centering and mass-inertial characteristics of a rigid body of revolution (product), based on the use of an exemplary measure of moments of inertia, the nominal overall, geometric and mass-centering characteristics of which correspond to the specified characteristics and surfaces of the product, verification is carried out by measuring periods of torsional vibrations of a mechanical system, including a platform with the endow with an exemplary measure of moments of inertia installed on it in given spatial and angular positions, and determining by calculation during the final processing of the measurement results its mass-centering and mass-inertial characteristics, after which the obtained values of the measured characteristics are compared with the corresponding nominal mass-centering and mass and inertial characteristics of the exemplary measure of moments of inertia, calculate the measurement errors by which they judge the quality of the functioning of the stand, according to the invention, measurements of torsional vibration periods of a mechanical system are performed for several, at least three, points uniformly located in each controlled measurement range of mass-centering and mass-inertial characteristics and characterizing deviations of the center of mass and the longitudinal main central axis of inertia from the corresponding nominal values of these parameters an exemplary measure of moments of inertia, and these deviations are modeled by attaching control weights of known mass to an exemplary m After moments of inertia at known distances from its center of mass and from the axis of symmetry near the ends, and after the final processing of the measurement results of the torsional vibration periods obtained for each controlled point, the mass-center and mass-inertial characteristics are determined, the obtained values are compared with the corresponding nominal and simulated mass-centering and mass-inertial characteristics, after which at each controlled point of the corresponding measurement range the errors are calculated and measurements, on the basis of which a decision on an operation of the stand.
Для моделирования значений массо-центровочных характеристик с различными угловыми положениями для расширения диапазона их измерений контрольные грузы прикрепляют к образцовой мере моментов инерции соответственно в различных угловых положениях относительно ее системы координат.To simulate the values of mass-centering characteristics with different angular positions in order to expand the range of their measurements, the control weights are attached to the model measure of moments of inertia, respectively, in different angular positions relative to its coordinate system.
Для удобства крепления грузов к образцовой мере моментов инерции, а также для более точного моделирования значений массо-центровочных характеристик при проверке качества функционирования стенда, образцовую меру моментов инерции изготавливают с равномерным расположением по окружности на ее торцах приспособлений, например резьбовых отверстий, предназначенных для прикрепления контрольных грузов, выполненных, например, в виде резьбовых втулок.For the convenience of securing loads to an exemplary measure of moments of inertia, as well as for more accurate modeling of mass-centering characteristics when checking the quality of the stand, an exemplary measure of inertia moments is made with uniform arrangement of devices, for example, threaded holes for attaching control goods made, for example, in the form of threaded bushings.
Технический результат заключается в следующем. За счет определения массо-центровочных и массо-инерционных характеристик в нескольких (не менее чем в трех) контрольных точках появилась возможность объективно оценивать качество функционирования стенда во всем диапазоне измерений соответствующего контролируемого параметра и, следовательно, повышается информативность и надежность контроля качества функционирования стенда. Число три является на практике минимально допустимым для обеспечения уверенности в объективности оценки качества функционирования стенда для определения массо-центровочных характеристик изделия в требуемых диапазонах измерений контролируемых параметров. Требования по заданию масс и мест установки контрольных грузов вырабатываются испытателем при проведении математического моделирования значений контролируемых массо-центровочных характеристик образцовой меры моментов инерции.The technical result is as follows. By determining the mass-centering and mass-inertial characteristics in several (at least three) control points, it became possible to objectively evaluate the quality of the stand’s functioning in the entire measurement range of the corresponding controlled parameter and, therefore, the information content and reliability of the quality control of the stand’s functioning will increase. The number three is in practice the minimum acceptable to ensure confidence in the objectivity of the quality assessment of the functioning of the stand to determine the mass-centering characteristics of the product in the required measurement ranges of the controlled parameters. Requirements for the task of masses and places of installation of control weights are developed by the tester during mathematical modeling of the values of the controlled mass-centering characteristics of the standard measure of moments of inertia.
На фиг.1 показана образцовая мера моментов инерции.Figure 1 shows an exemplary measure of the moments of inertia.
На фиг.2 показан центр масс, смещенный относительно начала координат образцовой меры моментов инерции.Figure 2 shows the center of mass, offset from the origin of the reference measure of the moments of inertia.
Проверку качества функционирования стенда для определения массо-центровочных и массо-инерционных характеристик изделий (твердых тел вращения), выполненного по схеме платформы с опрокинутым унифилярным подвесом, опирающейся на аэростатический подшипник, на которой размещена технологическая оснастка для установки массогабаритного макета изделия - образцовой меры моментов инерции, и реализующего метод крутильных колебаний, проводят с использованием набора контрольных грузов известной массы и образцовой меры моментов инерции. При этом образцовая мера моментов инерции представляет собой осесимметричный ротор (фиг.1), выполненный в виде цилиндра (усеченного конуса), на наружной поверхности которого выполнены две базовые поверхности 1 для взаимодействия с опорами технологической оснастки. При этом номинальные габаритные, геометрические, массо-центровочные и массо-инерционные характеристики образцовой меры моментов инерции, в том числе параметры ее массо-инерционной асимметрии, известные с высокой точностью, а также базовые посадочные поверхности соответствуют характеристикам и базовым поверхностям изделия. Вблизи каждого из торцов или непосредственно на торцах 2 и 3 образцовой меры моментов инерции, расположенных соответственно на расстояниях х1 и х2 от центра масс 4 и на расстояниях соответственно r1 и r2 от оси симметрии меры моментов инерции, имеются не менее одного приспособления, например резьбового отверстия (1-12), с известными угловыми положениями в системе координат образцовой меры моментов инерции, предназначенных для установки контрольных грузов, например, выполненных в виде резьбовых втулок. Расположение приспособлений для укрепления контрольных грузов непосредственно на торцах 2, 3 образцовой меры моментов инерции облегчает доступ к мере моментов инерции и обеспечивает возможность использования контрольных грузов различной формы без изменения конструкции технологической оснастки стенда, предназначенной для установки и фиксации используемой меры моментов инерции. Прикрепление контрольных грузов в различных угловых положениях к торцам 2, 3 образцовой меры моментов инерции обеспечивает возможность моделирования не только значений, но и направлений вектора 
где m1 и m2 - массы контрольных грузов, установленных соответственно вблизи торцов 2 и(или) 3 образцовой меры моментов инерции;where m 1 and m 2 are the masses of control weights installed, respectively, near the ends 2 and (or) 3 of the exemplary measure of the moments of inertia;
MO - масса образцовой меры моментов инерции;M O is the mass of the exemplary measure of the moments of inertia;
x1M и х2М - расстояния от центра масс образцовой меры моментов инерции до плоскостей установки контрольных грузов m1 и m2 после прикрепления к ней одного их этих грузов или одновременно обоих контрольных грузов при моделировании продольного смещения центра масс;x 1M and x 2M are the distances from the center of mass of the exemplary measure of the moments of inertia to the plane of installation of the control weights m 1 and m 2 after attaching one of these weights to it or simultaneously both control weights when modeling the longitudinal displacement of the center of mass;
х1нач и х2нач - начальные (т.е. априорно известные до установки контрольных грузов) расстояния от центра масс до соответствующих плоскостей установки контрольных грузов m1 и m2;x 1nach and x 2nach - the initial (i.e. a priori known prior to the installation of control weights) distances from the center of mass to the corresponding planes for the installation of control weights m 1 and m 2 ;
L - расстояние между плоскостями установки контрольных грузов m1 и m2;L is the distance between the planes of the installation of control loads m 1 and m 2 ;
IaO и IэO - значения соответственно аксиального и экваториального моментов инерции образцовой меры моментов инерции;I aO and I eO are the values of the axial and equatorial moments of inertia, respectively, of an exemplary measure of the moments of inertia;
уМ - координата по оси Y центра масс 5 образцовой меры моментов, смещенного в результате прикрепления к ней контрольного груза (грузов) при моделировании массо-центровочных характеристик; M is the coordinate along the Y axis of the center of mass of the 5th exemplary measure of moments displaced as a result of attaching the control load (s) to it when modeling the mass-centering characteristics;
zМ - координата по оси Z центра масс 5 образцовой меры моментов, смещенного в результате прикрепления к ней контрольного груза (грузов) при моделировании массо-центровочных характеристик;z M is the coordinate along the Z axis of the center of mass of the 5th exemplary measure of moments displaced as a result of attaching the control load (s) to it when modeling the mass-centering characteristics;
φМ - угол между осью OY и вектором поперечного смещения центра масс образцовой меры моментов инерции 
Для оценки качества функционирования стенда выполняют ряд идентичных циклов измерений периодов крутильных колебаний механической системы. При этом в ходе одного из этих циклов измерений (в начальной точке диапазона измерений) в состав механической системы входят платформа с технологической оснасткой, а также закрепляемая в оснастке и устанавливаемая с помощью этой оснастки в заданные пространственно-угловые положения образцовая мера моментов инерции без контрольного груза. А в остальных циклах измерений (не менее чем в двух точках диапазона измерений) к образцовой мере моментов инерции, устанавливаемой в тех же пространственно-угловых положениях, вблизи ее торцов 2 и 3 или непосредственно на торцах дополнительно прикрепляются контрольные грузы известной массы, обуславливающие задание (моделирование) различных значений массо-центровочных и массо-инерционных характеристик в контролируемых диапазонах измерений, отличающихся от номинальных значений этих характеристик, принадлежащих образцовой мере моментов инерции. При этом масса контрольных грузов задается таким образом, чтобы значения массо-центровочных и массо-инерционных характеристик, моделируемых в результате прикрепления этих грузов к образцовой мере моментов инерции, были равномерно распределены по каждому диапазону измерений контролируемых характеристик. Для получения вполне достоверной информации о качестве функционирования стенда в целом достаточно провести не более пяти измерений в каждой контролируемой точке, по каждому контролируемому диапазону измерений. При последующей обработке результатов измерений для каждого i-го цикла измерений определяют моменты инерции соответствующего i-го объекта контроля - собственно образцовой меры моментов инерции или той же меры моментов инерции, но с прикрепленным к ней контрольным грузом (грузами) - относительно шести осей, пространственно распределенных, но пересекающихся в центре масс этого объекта контроля.To assess the quality of the functioning of the stand, a series of identical cycles of measuring periods of torsional vibrations of the mechanical system are performed. At the same time, during one of these measurement cycles (at the starting point of the measurement range), the mechanical system includes a platform with technological equipment, as well as a standard measure of inertia moments without a control load fixed in the equipment and installed with the help of this equipment in specified spatial-angular positions . And in the remaining measurement cycles (at least at two points in the measuring range), reference loads of a known mass, which determine the task, are additionally attached to the exemplary measure of the moments of inertia set in the same spatial and angular positions, near its ends 2 and 3, or directly at the ends modeling) of various values of the mass-centering and mass-inertial characteristics in the controlled measurement ranges that differ from the nominal values of these characteristics, belonging to the exemplary measure of moment in inertia. In this case, the mass of control weights is set so that the values of the mass-centering and mass inertial characteristics modeled as a result of attaching these weights to the model measure of moment of inertia are evenly distributed over each measurement range of the controlled characteristics. To obtain completely reliable information about the quality of the functioning of the stand as a whole, it is enough to carry out no more than five measurements at each controlled point, for each controlled range of measurements. In the subsequent processing of the measurement results for each i-th measurement cycle, the moments of inertia of the corresponding i-th control object are determined — the actual standard measure of the moments of inertia or the same measure of the moments of inertia, but with the control weight (s) attached to it — relative to six axes, spatially distributed, but intersecting in the center of mass of this object of control.
Затем в ходе итоговой обработки результатов по специальной методике рассчитывают значения массо-центровочных и массо-инерционных характеристик каждого i-го объекта контроля и рассчитывают абсолютную погрешность измерений (ΔЗ) как модуль разности между смоделированным (Зм) и измеренным (Зи) значениями по формулеThen, during the final processing of the results by a special technique, the values of the mass-centering and mass-inertial characteristics of each i-th control object are calculated and the absolute measurement error (ΔЗ) is calculated as the modulus of the difference between the simulated (З m ) and measured (З и ) values by the formula
Сравнивая полученные результаты расчетов погрешностей с нормированными метрологическими характеристиками стенда, судят о качестве функционирования стенда. При этом стенд признается годным к эксплуатации, если во всех проверяемых точках отклонения между смоделированным и измеренным значениями, рассчитанные по формуле (7), не выходят из допускаемых границ, то есть не превышают значений нормированных метрологических характеристик стенда. В противном случае стенд признается несоответствующим заданным требованиям и подлежит ремонту.Comparing the results of the calculation of errors with the normalized metrological characteristics of the stand, judge the quality of the functioning of the stand. At the same time, the stand is deemed fit for use if at all checked points the deviations between the simulated and measured values calculated by formula (7) do not go beyond the permissible limits, that is, do not exceed the values of the standardized metrological characteristics of the stand. Otherwise, the stand is recognized as non-conforming to the specified requirements and is subject to repair.
Предлагаемый способ проверки с использованием калиброванных контрольных грузов и образцовой меры моментов инерции, с одной стороны, прост в реализации и обладает малой трудоемкостью, поскольку не требуется изготавливать и применять набор различных образцовых мер, обладающих различными значениями массо-центровочных и массо-инерционных характеристик. С другой стороны, этот способ обладает по сравнению с известным способом большей информативностью и надежностью в контроле качества функционирования, так как он позволяет с использованием единственной образцовой меры моментов инерции проводить оценку работы стенда в требуемых диапазонах измерений параметров, а также при этом позволяет моделировать множество различных комбинаций при задании значений массо-центровочных и массо-инерционных характеристик.The proposed verification method using calibrated control weights and an exemplary measure of the moments of inertia, on the one hand, is simple to implement and has little laboriousness, since it is not necessary to manufacture and apply a set of different exemplary measures that have different values of mass-centering and mass-inertial characteristics. On the other hand, this method is more informative and reliable in controlling the quality of operation compared to the known method, since it allows using the only exemplary measure of moment of inertia to evaluate the operation of the bench in the required measurement ranges of the parameters, and also allows you to simulate many different combinations when setting the values of mass-centering and mass-inertial characteristics.
Таким образом, предлагаемый способ проверки качества функционирования стенда для определения массо-центровочных и массо-инерционных характеристик изделий - твердых тел вращения, в том числе сложных «длинных» роторов произвольной формы, и устройство для его осуществления с достаточной для практики степенью точности, информативности, надежности и трудоемкости с помощью простых и надежных технических средств позволяют проводить оценку качества функционирования стенда как в процессе его метрологической аттестации, так и непосредственно перед проведением испытаний контролируемых изделий, и особенно, что очень важно, например, на этапе серийного производства продукции.Thus, the proposed method for checking the quality of the functioning of the stand to determine the mass-centering and mass-inertial characteristics of products - solid bodies of revolution, including complex "long" rotors of arbitrary shape, and a device for its implementation with a sufficient degree of accuracy, information content for practice, reliability and labor intensity with the help of simple and reliable technical means allow us to assess the quality of the functioning of the stand both in the process of its metrological certification and directly about before testing controlled products, and especially, which is very important, for example, at the stage of mass production.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010126861/28A RU2445592C1 (en) | 2010-06-30 | 2010-06-30 | Method of checking quality of operation of stand for determining mass-balancing and mass-inertia characteristics of solid body of rotation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010126861/28A RU2445592C1 (en) | 2010-06-30 | 2010-06-30 | Method of checking quality of operation of stand for determining mass-balancing and mass-inertia characteristics of solid body of rotation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010126861A RU2010126861A (en) | 2012-01-10 |
| RU2445592C1 true RU2445592C1 (en) | 2012-03-20 |
Family
ID=45783381
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010126861/28A RU2445592C1 (en) | 2010-06-30 | 2010-06-30 | Method of checking quality of operation of stand for determining mass-balancing and mass-inertia characteristics of solid body of rotation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2445592C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2513280C1 (en) * | 2012-12-27 | 2014-04-20 | Олег Иванович Квасенков | "ekzotika" tomato sauce preparation method |
| RU2513207C1 (en) * | 2012-12-27 | 2014-04-20 | Олег Иванович Квасенков | "ekzotika" tomato sauce preparation method |
| RU2722962C1 (en) * | 2019-11-08 | 2020-06-05 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") | Method of determining stand error for measuring characteristics of mass geometry of articles and device for its implementation |
| RU201170U1 (en) * | 2020-01-13 | 2020-12-01 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | WORKING STANDARD OF THE CONTROL AND MEASURING STAND FOR MODELING THE MASS-CENTER AND INERTIAL CHARACTERISTICS OF THE CONTROLLED OBJECT |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111382932B (en) * | 2020-03-04 | 2023-09-05 | 江苏徐工工程机械研究院有限公司 | Inner hole quality control method and system |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1046633A1 (en) * | 1982-03-12 | 1983-10-07 | Smirnov Gennadij G | Method of determination of central moment of inertia, mass center coordinates in given plane and mass of the body |
-
2010
- 2010-06-30 RU RU2010126861/28A patent/RU2445592C1/en active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1046633A1 (en) * | 1982-03-12 | 1983-10-07 | Smirnov Gennadij G | Method of determination of central moment of inertia, mass center coordinates in given plane and mass of the body |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Левит М.Е., Рыженков В.М. Балансировка деталей и узлов. - М.: Машиностроение, 1986, с.68. * |
| Матвеев Е.В., Крылов В.В., Кочкин Е.В. Оборудование для определения характеристик геометрии масс и массы космических летательных аппаратов // Научно-технические достижения: Межотраслевой научно-технический сборник, 1992, №5, с.42-43, рис.2. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2513280C1 (en) * | 2012-12-27 | 2014-04-20 | Олег Иванович Квасенков | "ekzotika" tomato sauce preparation method |
| RU2513207C1 (en) * | 2012-12-27 | 2014-04-20 | Олег Иванович Квасенков | "ekzotika" tomato sauce preparation method |
| RU2722962C1 (en) * | 2019-11-08 | 2020-06-05 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") | Method of determining stand error for measuring characteristics of mass geometry of articles and device for its implementation |
| RU201170U1 (en) * | 2020-01-13 | 2020-12-01 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | WORKING STANDARD OF THE CONTROL AND MEASURING STAND FOR MODELING THE MASS-CENTER AND INERTIAL CHARACTERISTICS OF THE CONTROLLED OBJECT |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010126861A (en) | 2012-01-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6431550B2 (en) | How to determine the amount of unbalance in the rotor | |
| RU2445592C1 (en) | Method of checking quality of operation of stand for determining mass-balancing and mass-inertia characteristics of solid body of rotation | |
| US9354134B2 (en) | In-situ load system for calibrating and validating aerodynamic properties of scaled aircraft in ground-based aerospace testing applications | |
| CN104296924B (en) | Power assembly inertial parameter method of testing | |
| RU201170U1 (en) | WORKING STANDARD OF THE CONTROL AND MEASURING STAND FOR MODELING THE MASS-CENTER AND INERTIAL CHARACTERISTICS OF THE CONTROLLED OBJECT | |
| EP2657670A1 (en) | Reference standard for calibrating a moment weight scale | |
| CN208206389U (en) | A kind of analog dynamic wheelo balancer verification rotor arrangement | |
| CN106596057A (en) | Surface shape inspection method of large-aperture reflector assembly | |
| RU2562273C2 (en) | Test bench for measurement of mass-inertia characteristics of item | |
| JP2001133316A (en) | Automatic submultiple and multiple test weight calibration apparatus | |
| CN111198086B (en) | Vibration testing method applied to multistage series energy storage module | |
| CN110346084B (en) | Centroid detection device and method | |
| RU2434212C1 (en) | Method of checking quality of operation of low-frequency dynamic balancing stand | |
| RU2562445C2 (en) | Test bench for measurement of stato-dynamic characteristics of physical objects | |
| Dovydenko et al. | System for metrological support for traceability of measurements of mass geometry characteristics | |
| RU2530428C1 (en) | Method of hydraulic turbine rotor wheel balancing | |
| Jana et al. | Optimal input location for modal identification | |
| KR101326280B1 (en) | Portable center of gravity measuring device | |
| KR101280860B1 (en) | Remote mass measurement and training system | |
| CN109883611A (en) | A kind of easy force sensor caliberating device and method | |
| Tian et al. | Calibration of cyclic force with inertial force correction to a fatigue testing machine | |
| CN108036895A (en) | A kind of analog dynamic wheelo balancer verification rotor arrangement and application method | |
| US20020148276A1 (en) | Method and arrangement for calibrating an unbalance measuring apparatus | |
| CN221803391U (en) | Vector force test platform device compatible with multi-measurement assembly layout | |
| Narayanan | Apparatus to Measure the Moments of Inertia of Nanosatellites |