SU1096512A1

SU1096512A1 - Method and device for automatic rotor balancing

Info

Publication number: SU1096512A1
Application number: SU823495695A
Authority: SU
Inventors: Владимир Дмитриевич Слезкин
Original assignee: Предприятие П/Я А-3697
Priority date: 1982-09-28
Filing date: 1982-09-28
Publication date: 1984-06-07

Abstract

1 . Способ автоматической балансировки роторов, заключающийс в том, что разгон ют ротор до частоты балансировки , измер ют величину и угол дисбаланса, фокусируют луч лазера посредством оптической системы на поверхности ротора и осуществл ют коррекцию дисбаланса лучом лазера в зависимости от измеренных величины и угла дисбаланса, отлич ающ и и с тем, что, с целью повьпиени точности и производительности балансировки , коррекцию дисбаланса осуП1;ествл ют при nepeMeiuetLiui фокуса оптическойг системы перпендикул рно с поверхности ротора и синфазно с его S вращением. (Л со О5 ел 13one . The method of automatic balancing of rotors, which consists in accelerating the rotor to the frequency of balancing, measuring the magnitude and angle of imbalance, focusing the laser beam through the optical system on the surface of the rotor, and correcting the imbalance with the laser beam depending on the measured magnitude and angle of imbalance, differs In order to improve the accuracy and performance of the balancing, correction of the unbalance of opu1; when the focus of the optical system is nepeMeiuetLiui, perpendicular to the surface of the rotor and infazno S with its rotation. (L with O5 ate 13

Description

2. Устройство дл автоматической баллнс.ировки роторов, -содержащее основание , закрепленные на нем подвес дл установки ротора, лазер, фокусирующую оптическую систему, расположенную по ходу луча лазера и вьтолненную в виде корпуса, установленных в нем объектива, плоской пружины, закрепленной одним концом в корпусе, а другим - на объективе, и вибровоз-. будител , взаимодействующего с пружиной в направлении, перепендикул рном ее плоскости, и последовательно соединенные измеритель дисбаланса, св занный с подвесом, и усилитель, отличающеес тем, что, с целью повышени точности и производительности балансировки, вибровозбудитель св зан с выходом усилител , а плоскость пружины установлена перпендикул рно оптической оси объектива ,фокус которого расположен на рассто нииДР |0 , IF от поверхности ротора, где F - фокусное рассто ние объектива.2. Device for automatic baling of rotors, -containing base, a suspension mounted on it for mounting the rotor, a laser focusing the optical system located along the laser beam and made in the form of a case, lens mounted in it, a flat spring fixed at one end in the case, and the other - on the lens, and vibrovoz-. A wakellor interacting with a spring in a direction perpendicular to its plane, and an unbalance meter connected in series with the suspension, and an amplifier, characterized in that, in order to increase the accuracy and performance of balancing, the exciter is connected to the amplifier output, and the spring plane perpendicular to the optical axis of the lens, the focus of which is located at a distance of DF | 0, IF from the rotor surface, where F is the focal length of the lens.

Изобретение относитс к балансировочной технике и может быть использовано дл автоматической балансировки роторов лучом лазера.This invention relates to a balancing technique and can be used to automatically balance rotors with a laser beam.

Известен способ автоматической балансировки роторов, заключающийс в том, что разгон ют ротор до частоты балансировки, измер ют величину и угол дисбаланса и осуществл ют коррекцию дисбаланса импульсным лучом лазера 1 .A known method of automatic balancing of rotors consists in accelerating the rotor to the frequency of balancing, measuring the magnitude and angle of imbalance, and correcting the imbalance with a pulsed laser beam 1.

Известно устройство дл автоматйческой балансировки роторов, содержщее основание, закрепленные на нем подвес дл установки ротора, лазер, фокусирующую систему, расположенную по ходу луча лазера, последовательно соединенные измеритель дисбаланса и усилитель, выход которого подключен к ч,ходу лазера .A device for automatic balancing of rotors, containing a base, a suspension mounted on it for mounting the rotor, a laser, a focusing system located along the laser beam, an unbalance meter and an amplifier, whose output is connected to the laser path, is known.

Недостатками известных способа и устройства вл ютс низка точность и производительность балансировки , так как вследствие соизмеримости длительности импульсов генерации лазера и периода вращени ротора , след на поверхности ротора при коррекции дисба,панса приобретает каплевидную или бомбообразную форму Величина одновременно удал емой массы уменьшаетс с ростом скорости вращени ротора, а качество поверхности ротора ухудшаетс из-за образовани легкоотлетающих при эксплуатации ротора застывших капель металла , возникающих при взаимодействии лазерного луча с материалом ротора.The disadvantages of the known method and device are low accuracy and performance of balancing, since due to commensurability of laser generation pulse duration and rotor rotation period, the trail on the rotor surface during dysb correction, pans becomes drop-shaped or bomb-shaped. The size of simultaneously removed mass decreases with increasing rotation speed. the rotor, and the surface quality of the rotor is deteriorating due to the formation of frozen during the operation of the rotor frozen metal droplets and interaction of the laser beam from the rotor material.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению вл етс способ автоматической балансировки роторов , заключающийс в том, что разгон ют ротор до частоты балансировки, измер ют величину и угол дисбаланса, фокусируют луч лазера посредством оптической системы на поверхности ротора и осуществл ют коррекцию дисбаланса лучом лазера в зависимости от замеренных величины и угла дисбаланса .The closest in technical essence to the invention is a method of automatic balancing of rotors, which consists in accelerating the rotor to the frequency of balancing, measuring the magnitude and angle of imbalance, focusing the laser beam through the optical system on the surface of the rotor and correcting the imbalance with a laser beam depending on the measured value and the angle of imbalance.

Инициируют лазер в момент прохождени т желого места мимо фокуса оптической системы и перемещают фокус оптической системы синхронно с инициированием лазера в плоскости, перпендикул рной направлению лазерного луча Г2 .The laser is initiated at the moment when the hard spot passes the focus of the optical system and moves the focus of the optical system synchronously with the initiation of the laser in a plane perpendicular to the direction of the G2 laser beam.

Наиболее близким по технической . сущности к изобретению вл етс устройство дл автоматической балансировки роторов 5 содержащее основание , закрепленные на нем подвес дл установки роторов, лазер, фокусирующую оптическую систему, расположенную по ходу луча лазера и выполненную в виде корпуса, установленныхThe closest technical. The essence of the invention is a device for automatic balancing of rotors 5 comprising a base, a suspension mounted on it for mounting rotors, a laser focusing optical system located along the laser beam and made in the form of a housing, installed

в нем объектива, плоской пружины, закрепленной одним концом в корпусе, а другим - на объективе, и вибровозбудител , взаимодействующего с пружиной в направлении, перпендикул рномit has a lens, a flat spring fixed at one end in the housing, and the other on the lens, and a vibration exciter interacting with the spring in the direction perpendicular to

ее плоскости, и последовательно соединенные измеритель дисбаланса, св занный с подвесом,и усилитель, св занный с входом лазера Г 3.its planes, and an imbalance meter connected in series, associated with the suspension, and an amplifier connected to the input of the G 3 laser.

Недостатками известных способа и устройства вл ютс низка точност балансировки за счет наличи электронных блоков, преобразующих и обрабатывающих сигнал дисбаланса, внос щих свои конечные фазовые ошибки в выходные результаты балансировки, а также низка производительность, обусловленна необходимостью затрат времени на расфокусировку луча оператором в зависимости от величины дисбаланса и компенсации угловых погрешностей электронных блоков.The disadvantages of the known method and device are low accuracy of balancing due to the presence of electronic units that convert and process an imbalance signal, introduce their final phase errors in the output balancing results, as well as low productivity due to the need for the operator to defocus the beam depending on the magnitude imbalance and compensation of the angular errors of electronic units.

Цель изобретени - повьш ение точности и производительности балансировки .The purpose of the invention is to increase the accuracy and productivity of balancing.

Поставленна цель достигаетс тем что,согласно способу автоматической балансировки роторов, заключающемус в том, что разгон ют ротор до частоты балансировки, измер ют величину и угол дисбаланса, фокусируют луч лазера посредством оптической системы на поверхности ротора и осуществл ют коррекцию дисбаланса лучом лазера в зависимости от измеренных величины и угла дисбаланса, коррекцию дибаланса осуществл ют при перемещении фокуса оптической системы перпендикул рно поверхности ротора и синфазно с его вращением.The goal is achieved in that, according to the method of automatic balancing of rotors, which consists in accelerating the rotor to the frequency of balancing, measuring the magnitude and angle of imbalance, focusing the laser beam through the optical system on the surface of the rotor, and correcting the imbalance with a laser beam the measured values and unbalance angle, the correction of the unbalance is carried out by moving the focus of the optical system perpendicular to the rotor surface and in phase with its rotation.

В устройстве дл автоматической балансировки роторов, Содержащем основание , закрепленные на нем подвес дл установки ротора, лазер, фокусирующую оптическую систему, расположенную по ходу луча лазера и выполненную в виде корпуса, установленных в нем объектива, плоской пружины, закрепленной одним концом в корпусе, а другим - на объективе, и вибровозбудител , взаимодействующего с пружиной в направлении, перпендикул рном ее плоскости, и последовательно соединенные измеритель дисбаланса, св занный с подвесом, и усилитель, вибровозбудитель св зан с выходом усилител , а плоскость пружины установлена перпендикул рно оптической оси объектива, фокус которого установлен на рассто нии ,1Р1 от поверхности ротора, где F - фокусное рассто ние объектива.In the device for automatic balancing of rotors, containing a base, a suspension mounted on it for mounting the rotor, a laser focusing the optical system located along the laser beam and made in the form of a housing, a lens mounted in it, a flat spring fixed at one end in the housing, and to others on the lens, and the vibration exciter interacting with the spring in the direction perpendicular to its plane, and the unbalance meter connected in series with the suspension and the amplifier in series, It is connected with the amplifier output, and the spring plane is set perpendicular to the optical axis of the lens, whose focus is set at a distance, 1P1 from the rotor surface, where F is the focal distance of the lens.

На фиг. 1 представлена схема устройства дл автоматической балансировки вращающегос ротора; на фиг. 2 - узел креплени элемента оптической системы на вибраторе.FIG. 1 shows a schematic of a device for automatically balancing a rotating rotor; in fig. 2 - unit of fastening the element of the optical system on the vibrator.

Устроистио п.11 аптоматичсской ба .панг.нропки ротсфоБ содержит осноиание 1 , чакреплеиные на нем подвес 2 дли установки рогорп 3, лазер -ч и фокусирук цун) оптическую систему 5, расположенную по ходу луча лазера А и выполненную в виде корпуса 6, установленно1Ч ) в нем объектива 7, плоской пружины 8, лкрепленноГг одним концом в корпусе Ь, а другим - на объектнво 7, и в бропозбудител 9, взаимодействующего с прхткиной 8 в направлении, перпендикул рном ее плоскости, поелодовательпо соединенные измеритель 10 дисбаланса, св занный с подвесом 2., и усилитель 11, выход которого св зан с входом вибровозбудител 9, а плоскость 12 пружины 8 установлена перпендикул рно оптической оси 13 объектива 7, фокус 14 которого расположен на рассто нии ДР О,IF от поверхности ротора 3. Устройство содержит также посто нный магнит 15, закрепленньй на пружине 8, посредством которого она взаимодействует с вибровозбудителем 9.Paragraph 11 of the Apatomichsky ba.pang.rops of Bursa contains basic 1, chakreplein on it suspension 2 for installing rogarp 3, laser-h and focus tsun) optical system 5, located along the beam of laser A and made in the form of body 6, installed 1H ) it has a lens 7, a flat spring 8, a clamped one end in the housing b, and the other on the object 7, and in the exciter 9, interacting with the screw 8 in the direction perpendicular to its plane, the organizer connected to the imbalance meter 10 associated with suspension 2. and effort The driver 11, the output of which is connected to the input of the vibration exciter 9, and the plane 12 of the spring 8 are installed perpendicular to the optical axis 13 of the lens 7, the focus 14 of which is located at a distance DR O, IF from the rotor surface 3. fixed on the spring 8, through which it interacts with the vibration exciter 9.

Устройство, реализующее способ, работает следующим образом.The device that implements the method works as follows.

Неуравновешенньв1 ротор 3, установленный в подвесе 2, разгон ют до частоты балансировки. Враща сь, он вызывает переменные нагрузки в подвесе 2, воспринимаемые измерителем 10 дисбаланса, преобразующим их в электрический сигнал, пропорциональньй величине и углу дисбаланса, который усапиваетс усилителем 11 и передаетс на вибровозбудитель 9, жестко соединенный с объективом 7 оптиче;кой системы 5, вызыва его колебани с частотой вращени ротора 3. Вибровозбудитель 9 подбирают из услови обеспечени смещени Л объектива от расфокусированного положени до сфокусированного подбором длины или жесткости пружины 8.An unbalanced rotor 3 mounted in the suspension 2 is accelerated to the balance frequency. Rotating, it causes variable loads in the suspension 2, perceived by the imbalance meter 10, which converts them into an electrical signal, proportional to the magnitude and angle of the imbalance, which is amplified by the amplifier 11 and transmitted to the exciter 9 rigidly connected to the lens 7 of the optical system 5, causing its oscillations with the frequency of rotation of the rotor 3. The vibration exciter 9 is selected from the conditions for ensuring the displacement L of the lens from the unfocused position to the focused one by selection of the length or rigidity of the spring 8.

На фиг. 2 объектив оптической системы 5 показан в исходном (среднем ) положении, когда луч лазера 4 не сфокусирован на поверхности ротора 3. При наличии дисбаланса вибровозбудитель 9 осуществл ет перемещение объектива 7 оптической системы 5, а следовательно и его фокуса 14, перпендикул рно поверхности ротора 3 так, что его фокус 14 в верхнем крайнем положении совмещаетс с поперхиостью балансируемого ротора 3. Так как фокус 1Д объектива 7 оптическсзй системы 5 колеблетс синфазмо с врао еннем ротора 3, то в момент этого совмещени ротор 3 попернут к фокусу 14 т желым местом . Лазер включаетс в режиме непрерывной генерагии импульсов, однако дисбаланс корректируетс только при совмещенном по.гтожении.FIG. 2, the lens of the optical system 5 is shown in its original (middle) position when the laser beam 4 is not focused on the surface of the rotor 3. If there is an imbalance, the exciter 9 moves the lens 7 of the optical system 5, and hence its focus 14, perpendicular to the surface of the rotor 3 so that its focus 14 in the upper extreme position is aligned with the top of the balanced rotor 3. Since the focus of the 1D objective 7 of the optical system 5 oscillates in sync with the right rotor 3, then at the time of this alignment the rotor 3 is thrust towards su 14 a yellow spot. The laser is turned on in the continuous pulse generation mode, however, the imbalance is corrected only when the combined pulse is applied.

При уменьшении дисбаланса до минимального значени исчезают переменные нагрузки в подвесе 2, прекращаютел колебани объектива 7, луч лазера оказываетс расфокусированным, и процесс балансировки прекращаетс .When the imbalance is reduced to the minimum value, the variable loads in the suspension 2 disappear, the oscillation of the objective 7 stops, the laser beam becomes defocused, and the balancing process stops.

Использование способа автоматической балансировки с использованием нового устройстёа позвол ет повысить точность и производительность балансировки за счет уменьшени угловых погрешностей электронных: блоков и сокращени вспомогательных операций при коррекции дисбалансов лучом лазера .The use of the automatic balancing method with the use of a new device improves the accuracy and performance of balancing by reducing the angular errors of the electronic units and reducing auxiliary operations when correcting imbalances with a laser beam.

Claims

1. The method of automatic balancing of rotors, which consists in accelerating the rotor to the balancing frequency, measuring the magnitude and angle of imbalance, focusing the laser beam through an optical system on the surface of the rotor and correcting the imbalance with the laser beam depending on the measured magnitude and angle of imbalance, о t The reason is that, in order to improve the accuracy and performance of balancing, the imbalance correction is carried out when the optical focus of the system is moved perpendicular to the surface of the rotor and syn phase with its <& rotation.

SU ..., 1096512

FI.G.1

2. Device for automatic balancing of rotors, · containing a base, a suspension mounted on it for mounting the rotor, a laser, a focusing optical system located along the laser beam and made in the form of a housing, a lens installed in it, a flat spring fixed at one end in the housing and to the other, on the lens, and a vibration locomotive interacting with the spring in a direction perpendicular to its plane, and an unbalance meter connected to the suspension, and an amplifier differing in m, which, in order to improve the accuracy and performance of balancing, the exciter is connected with the output of the amplifier, and the plane of the spring is installed perpendicular to the optical axis of the lens, the focus of which is located at a distance ДЕ ^ | 0,1 F! from the surface of the rotor, where F is the focal length of the lens.