SU1464093A1 - Способ балансировки ротора - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано дл  балансировки ротора на маг- опорах и позвол ет повысить точность и чувствительность за счёт исключени  промежуточных звеньев колебательной систе№1 и изменени  демп4 1ровани . Корпус ротора 1 крепитс  на основании 7, жесткость опор fff Aflff которого устанавливаетс  максимально возможной. Ротор, установленный в своих , Опорах с регулируемой жесткостью , в качестве которых использована магнитна  опора 2 с измен емым коэффициентом контура регулировани , разгон ют до частоты вращени  вьше резонансной. Регистрируют при этом колебани  ротора, определ ют значение и угол дисбаланса в балансировочном блоке и балансируют ротор до минимально возможного уровн . Затем измен ют жесткость магнитных опор 2, воздейству  на них контуром регулировани  до достижени  режима резонанса при вращении ротора на фиксированной частоте. Измер ют параметры дисбаланса, корректируют его балансировочным инструментом и повтор ют эти операции несколько раз до получени  заданного уровн  дисбаланса. 1 3.п. ф-лы, 5 ил, (Л /4/ АРП Фиг. 1 AffO

Description

1, 1Изобретение относитс  к машиностроению и может быть использовано дл  балансировки ротора на магнитных опорах.

Цель изобретени  - повьшение точ- нос ти и чувствительности за счет исключени  промежуточных звеньев колебательной системы и изменени  демпфировани .

На фиг.1 представлена электромеханическа  часть устройства,реализующего предлагаемый способ балансировки; на фиг.2 - схема управлени  устройства; на фиг.З - пример устройства, реализукщего изменение резонансной частоты системы ротор - опоры; на фиг.4 и 5 - характеристики, по сн ющие процесс балансировки ротора,

Электромеханическа  часть устройства содержит балансируемый ротор 1, установленный в радиальных регулируемых магнитных опорах 2, например электромагнитных, имеющих не менее четырех обмоток 3 в каждой опоре. Аксиальные магнитные опоры 4 выполнены электромагнитными с обмотками 5. Дл  стабилизации ротора в аксиальном направлении на статоре установлены датчики 6 аксиального положени . Основание 7 с опорами (не показаны) служит дл  жесткого креплени  корпуса ротора. Дл  осуществлени  разгона ротор имеет активную часть, расположенную против статора 8 электродви- гател  9, На статоре также установлены датчики 10 радиального положени . Схема управлени  включает контуры 11 регулировани  радиальных регулируемых магнитных опор, состо щие из датчиков радиального положени , регул торов 12 выполненных, например на операционных усилител х 13, и реа.пизующих пропор- ционально-интегро-дифферен1 (ирующий закон управлени , а также усилители 14 мощности линейного или ключевого типа, соединенные с обмотками магнитных опор. Схема управлени  содержит также балансировочшзй блок 15, включающий вычислитель 16. величины и фазы дисбаланса, соединенный входами с одним или несколькими контурами регулировани  радиальных магнитных опор, а выходом - с усилителем 17 мощности, который в свою очередь че- рез преобразователь 18 соединен с балансировочным инструментом 19, в качестве которого могут быть использованы , например сверлильные или ла

5

0

5

0

0

5 0 5

i0932

зерны(. головки, осуществл ющие непосредственное локальное удаление материала ротора п необходимом коли-- чествй и соответствуюцем месте. Вычислитель величины и фазы дисбаланса состоит из аналого-цифровых преобразователей 20 и 21, один из которых соединен с одним или несколькими регул торами . Аналого-цифровые преобразователи пвдключены к микропроцессору 22, выход которого соединен с циф- роаналоговым преобразователем 23. Регул торы содержат операционный усилитель с измен емым коэффициентом усилени ,, В цепь обратной св зи операционного усилител  включен переменный резистор 24, Усилитель соединен с аналого-цифровым преобразователем через переменный резистор 25, движок которого жестко соединен с движком переменного резистора 24.

Способ балансировки ротора реализуют следующим образом.

Корпус ротора 1 крепитс  на основание 7, жесткость опор которого устанавливаетс  максимально возможной. Ротор,, установленный в опорах с ре- гулирз/емой жесткостью, в качестве которых использована магнитна  опора 2 с измен емым коэффициентом усилени  контура 11 регулировани , разгон ют до частоты вращени  вьщге резонансной. Регистрируют при этом колебани  ротора , отфедел ют значение и угол дисбаланса в балансировочном блоке 15 и балансируют до минимально возможного зфовн . Затем измен ют жесткость магнитных опор 2, воздейству  на них контуром 11 регулировани  до достижени  режима резонанса при вращении ротора на фиксированной частоте, изг-.с мер ют параметры дисбаланса,корректи- рукзт его балансировочными инструментами 19 и повтор ют эти операции несколько раз до получени  заданного уровн  дисбаланса.

П р и м е р. После включени  статора 8 в сеть осуществл ют разгон ротора 1 до частоты вращени  и), (фиг.4), соответствующей максимально допустимой (ладанной) амплитуде колебаний ротора, затем разгон прекращаетс , производ т первичную (грубую) балансировку ротора (точка 1 - точка 2). Затем продолжают разгон ротора до частоты вращени , превьппающей резо- нансн то частоту колебательной системы ротор - опоры сл б на которой осуществл етс  балансировка, например, до рабочей (номинальной) частоты враще 1и . На этой частоте вращени  измер ют амплитуду радиальных колеба- НИИ ротора, использу  дл  этого, например , датчик 10 радиального положени . Если амплитуда радиальных колебаний ротора меньше предела чувствительности датчика 10 или измеритель- ной аппаратуры, что соответствует точке 1 на фиг.5, то производ т увеличение резонансной частоты бо . (фиг.5, CxJo) путем, например, увеличени  коэффициента усилени  кон- тура регулировани  до тех пор,пока амплитуду колебаний ротора не окажетс  в заданном диапазоне (А, А ) (фиг.5, точка 2). Затем по амплитуде и коэффициенту усилени  посредством вычислител  16 величины и фазы дисбаланса определ ют значе- - ние и угол дисбаланса. При неизменны прочих пара метрах колебательной системы ротор - магнитные опоры ампли- туда А и фаза вынужденных колебаний ротора tc при посто нной частоте вращени  однозначно определ ютс  величиной его дисбаланса G и коэффициентом усилени  контура 11 регулировани  :

А f,(G, d} , (1) , Ц /(Ю.(2)

Функции (1) и (2) получаютс  расчетным или экспериментальньш путем и ввод тс  в виде таблиц или аналитических зависимостей в микропроцессор 22. Алгоритм расчета места и величины удал емой массы ротора зави- сит от формы ротора, его геометри- ческих параметров, технологических . возможностей и конкретных технических решений конструкции балансировочного устройства, а также вида дисбаланса (статический, динамический), Затем после преобразовани  в усилителе 17 мощности измеренный сигнал А и f поступает на преобразователь 18,  вл ющийс  по сути приводом инструмента 19, осуществл ющего балансиров- ку ротора удалением,(или добавлением) части массы ротора (или иньм изввст г ным способом) в месте, определенном вычислителем 16. После этого вновь увеличивают резонансную частоту tOo путем, например, увеличени  коэффициента усилени  операционного усилител  13, реализующего пропорциональное звено регул тора 12. Это приводит к

s 0 5 о

5

- 0 5 g 5

увеличению амплитуды - колебаний ротора от остаточного дисбаланса. При достижении амплитуды колебаний максимально возможной .(или допустимой) осуществл ют повторную балансировку до минимально возможного тровн . Этот процесс увеличени  коэффициента усилени  и балансировки осуществл етс  до тех пор, пока не будет достигнуто предельное значение коэффициента усилени  с/ по условию устойчивости (либо дисбаланс, будет так мал, что амплитуда колебаний не будет практически измен тьс ). Балансировка ротора может осуществл тьс  любым известным методом с остановкой ротора или без остановки. Если с остановкой ротора , то осуществл етс  повторный . разгон до первоначальной частоты вращени , на которой осуществл лись из мерени .

В случае возникновени  недопустимых по амплитуде радиальных колебаний ротора при разгоне коэффициенты усилени  контуров 11 регулировани  могут быть снижены на врем  разгона регул тором 12, в котором измен ют коэффициент обратной св зи усилител  13 резистором 24. Степень изменени  коэффициентов усилени  должна при этом соответствовать допустимой величине измер емой амплитуды колебаний ротора. Это изменение коэффициента усилени  может осуществл тьс  вручную либо автоматически с соответствующим приводом резистора 24 (и 25) по сигналу датчика Ю положени  (система не показана).

Claims (2)

1. Способ балансировки ротора в опорах на основании с опорами, заклю- чагацийс  в том, что разгон ют ротор до частоты вращени  выше резонансной, регистрируют колебани  ротора, определ ют значение и угол дисбаланса, .балансируют до минимально возможного уровн , измен ют жесткость опор основани  и балансируют несколько раз до получени  заданного уровн  дисбаланса , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности, в качестве опор .ротора используют опоры с регулируемой жесткостью, воздействуют на них до достижени  режима резонанса при вращении ротора на фиксированной частоте, а жесткость опор

5146Д0936

основани  устанавливают максимально ки  чувствительности, в качестве ре- возможной. гулируемой опоры ротора используют

2. Способ по п.1, отличаю- магнитную с измен емым коэффициентом щ и и с   тем, что, с целью повыше- усилени  контура регулировани .

Фиг.г

НАЦП21

АмкаГ-

i.- ill

(tfo, «QV

вС(«.)Л4

0 M

-Л/г 1

«.5

Составитель B.CyrophmH Редактор И.Горна  Техред М.Дидык Корректор С.Черни .

Фиг.

г2 - настроит 3 SajiuHCUpotKu t-настройнл

04

or