SU1650256A1 - Method of automatic balancing of a centrifuge - Google Patents

Method of automatic balancing of a centrifuge Download PDF

Info

Publication number
SU1650256A1
SU1650256A1 SU843830097A SU3830097A SU1650256A1 SU 1650256 A1 SU1650256 A1 SU 1650256A1 SU 843830097 A SU843830097 A SU 843830097A SU 3830097 A SU3830097 A SU 3830097A SU 1650256 A1 SU1650256 A1 SU 1650256A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
balancing weight
centrifuge
balancing
rotor
rotation
Prior art date
Application number
SU843830097A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Александрович Лотц
Александр Ильич Самбурский
Илья Александрович Серебрийский
Original Assignee
Специальное Конструкторское Бюро Биофизической Аппаратуры
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Специальное Конструкторское Бюро Биофизической Аппаратуры filed Critical Специальное Конструкторское Бюро Биофизической Аппаратуры
Priority to SU843830097A priority Critical patent/SU1650256A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1650256A1 publication Critical patent/SU1650256A1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04BCENTRIFUGES
    • B04B9/00Drives specially designed for centrifuges; Arrangement or disposition of transmission gearing; Suspending or balancing rotary bowls
    • B04B9/14Balancing rotary bowls ; Schrappers
    • B04B9/146Unbalance detection devices

Abstract

Изобретение относитс  к лабораторной технике, может найти применение в биологии , медицине, биохимии и других област х при разделении веществ в центробежных пол х и направлено на повышение срока службы центрифуги путем снижени  динамических нагрузок. В центрифуге при ее разгоне на частоте вращени , меньшей первой критической, осуществл етс  автоматическа  балансировка, когда балансировочный груз путем углового и радиального перемещений занимает положени , при котором осуществл етс  минимальный уровень вибраций. Это положение балансировочного груза запоминаетс . При частотах вращени  & The invention relates to laboratory technology, can be used in biology, medicine, biochemistry, and other areas in the separation of substances in centrifugal fields and is aimed at increasing the service life of the centrifuge by reducing dynamic loads. In the centrifuge, when it is accelerated at a frequency of rotation less than the first critical, automatic balancing is performed, when the balancing weight by angular and radial movements takes positions at which the minimum level of vibrations is carried out. This position of the balancing weight is remembered. At frequencies of rotation &

Description

Изобретение относитс  к лабораторной технике и может найти применение в биологии , медицине, биохимии и других област х при разделении веществ и в центробежных пол х.The invention relates to laboratory technology and may find application in biology, medicine, biochemistry, and other areas in the separation of substances and in centrifugal fields.

Цель изобретени  - повышение срока службы центрифуги путем снижени  динамических нагрузок.The purpose of the invention is to increase the service life of the centrifuge by reducing the dynamic loads.

На фиг.1 изображена схематически центрифуга дл  осуществлени  предлагаемого способа; на фиг.2 - кинематическа  схема центрифуги.Fig. 1 shows schematically a centrifuge for carrying out the proposed method; 2 is a kinematic diagram of a centrifuge.

В камере 1 центрифуги (фиг.1) расположен ротор 2, закрепленный на валу 3 приводного двигател  4. Исполнительный механизм 5 устройства автоматической балансировки , закрепленного под обтекателем 6, состоит из серводвигател  7, которыйIn the centrifugal chamber 1 (FIG. 1) a rotor 2 is mounted on the shaft 3 of the drive motor 4. The actuator 5 of the automatic balancing device, mounted under the fairing 6, consists of a servo motor 7, which

св зан с ходовым винтом 8, обеспечивающим радиальное перемещение балансировочного груза 9. Ограничитель 10 лимитирует перемещение груза 9 в направлении вала 3. Серводвигатель 7 закреплен на втулке 11, нижний торец которой имеет зубчатую периферию и находитс  в зацеплении с черв ком 12. Последний закреплен на валу серводвигател  13, который обеспечивает угловое перемещение груза 9. Приводной двигатель 4 установлен на упругих элементах 14.connected with the lead screw 8, providing radial movement of the balancing weight 9. Limiter 10 limits the movement of the load 9 in the direction of the shaft 3. The servomotor 7 is fixed on the sleeve 11, the lower end of which has a jagged periphery and is in engagement with the worm 12. The latter is fixed to the shaft of the servomotor 13, which provides the angular movement of the load 9. The drive motor 4 is mounted on the elastic elements 14.

На фиг.2 А - центр качани  системы приводной двигатель - вал-ротор; hi - рассто ние от плоскости расположени  центра масс балансировочного груза до центра качани ; ha - рассто ние от плоскости оаспоо . ел о го ел оIn Fig.2, A is the center of the oscillation of a drive motor system — a shaft-rotor; hi is the distance from the plane of the center of mass of the balancing weight to the center of swing; ha is the distance from the oaspoo plane. ate about ate about

ложени  центра масс ротора до центра качани .The center of mass of the rotor to the center of the swing.

Сущность предлагаемого способа состоит в следующем.The essence of the proposed method consists in the following.

В конструкци х лабораторных центрифуг прин та вертикальна  кинематическа  схема расположени  системы двигатель - вал-ротор, причем ротор 2  вл етс  сменным элементом конструкции и устанавливаетс  на вал 3 сверху (фиг.1). Единственным местом дл  установки исполнительного механизма 5 устройства автоматической балансировки  вл етс  свободное пространство между нижней частью ротора 2 и дном камеры 1 центрифуги (фиг.1). При этом плоскости, в которых расположены центры масс ротора и балансировочного груза, расположены на разной высоте (фиг.2).In the designs of laboratory centrifuges, a vertical kinematic scheme for the arrangement of a motor-shaft-rotor system, the rotor 2 being an interchangeable component and mounted on the shaft 3 from above (Fig. 1) is installed. The only place to install the automatic balancing device actuator 5 is the free space between the bottom of the rotor 2 and the bottom of the centrifuge chamber 1 (Fig. 1). In this plane, in which the centers of mass of the rotor and the balancing weight are located, are located at different heights (figure 2).

На частоте вращени  центрифуги, меньшей первой критической, осуществл етс  автоматическа  балансировка, сущность которой состоит в том, что балансировочный груз путем углового и радиального перемещений занимает такое положение, при ко- Toppj выполн етс  условиеAt the centrifugal rotation frequency, less than the first critical one, automatic balancing is carried out, the essence of which is that the balancing weight takes the position by angular and radial displacements when the condition

Kj.p. + Fii.e-O,(1)Kj.p. + Fii.e-O, (1)

где Kip A mi of п - вектор центробежной силы, созданной неуравновешенной массой ротора;where Kip A mi of p is the vector of centrifugal force created by the unbalanced mass of the rotor;

Ami - величина неуравновешенной массы ротора;Ami is the unbalanced mass of the rotor;

о)- текуща  частота вращени ;o) - current rotation frequency;

FT - радиус-вектор центра масс неуравновешенной массы ротора;FT is the radius vector of the center of mass of the unbalanced mass of the rotor;

Рц.б. т2 аг га- вектор центробежной силы, созданной балансировочным грузом;Rts.b. t2 ag ga is the vector of centrifugal force created by the balancing weight;

т2 - масса балансировочного груза;t2 is the mass of the balancing weight;

г - радиус-вектор центра масс балансировочного груза.d is the radius vector of the center of mass of the balancing weight.

Однако моменты, созданные силами Рц.р и Рц.б, относительно центра качени  А (фиг,2) не равны между собой из-за неравенства hi и ha. Поэтому со стороны вращающегос  ротора 2 к валу 3 приложен момент, обращающийс  вокруг оси вращени . Его величина определ етс  из выражени However, the moments created by the forces Rc.r. and Rts.b relative to the center of rolling A (FIG. 2) are not equal to each other due to the inequality hi and ha. Therefore, from the side of the rotating rotor 2, a torque is applied to the shaft 3, which rotates around the axis of rotation. Its value is determined from the expression

Ami ri(h2 -hi ).(2) Ami ri (h2 -hi). (2)

При малых значени х «о, соответствующих частотам вращени , меньшим первой критической оъ. величина Mh мала и вибрации , создаваемые этим моментом, малы.With small values of "o, corresponding to rotational frequencies lower than the first critical one,". the value of Mh is small and the vibrations created by this moment are small.

Виду квадратической зависимости Mh от ш его значение возрастает с увеличением ш и вызывает существенные вибрации при значени х ofpoh. А при о) оь наступает самоцентрирование ротора и необходимость выполнени  услови  (1) практически отпадает.As a quadratic dependence of Mh on w, its value increases with increasing w and causes significant vibrations at the values ofpoh. And when o) oh comes the self-centering of the rotor and the need to fulfill the condition (1) almost disappears.

Поэтому, если при частотах вращени  а) оьбалансировочный груз вернуть в положение минимального балансировочного воздействи , то момент Mh станет фактически равным нулю из-за того, что силы Рц.р. и Рц.б уменьшаютс  практически до нул , так как п и гг станов тс  равными нулю: п вследствие эффекта самоцентрировани , Г2 - в результате возврата балансировочного груза в положение минимального балансировочного воздействи .Therefore, if at frequencies of rotation a) the balancing weight is returned to the position of the minimum balancing effect, then the moment Mh will actually become zero due to the fact that the forces Rc.r. and Рц.б decrease almost to zero, since n and gg become equal to zero: n due to the self-centering effect, G2 - as a result of the return of the balancing weight to the position of the minimum balancing effect.

Дл  того, чтобы в процессе торможени During the braking process

при приближении о) к Здэ сверху обеспечить сбалансированное состо ние ротора, необходимо вернуть балансировочный груз в положение , соответствующее максимальной уравновешенности.when approaching o) to Zde from above to ensure a balanced state of the rotor, it is necessary to return the balancing weight to the position corresponding to maximum balance.

С этой целью необходимо запомнить положение балансировочного груза, соответствующее наилучшей уравновешенности . Запоминание положени  может быть реализовано различными устройствами,To this end, it is necessary to remember the position of the balancing weight, corresponding to the best balance. Position memory can be implemented by various devices

например, путем запоминани  сделанных при уравновешивании чисел оборотов серводвигателей или путем запоминани  интервала времени, потребовавшегос  на перемещение балансировочного груза изfor example, by memorizing the revolutions of servo motors made by balancing or by memorizing the time interval required for moving the balancing weight from

положени  максимальной уравновешенности в положение минимального балансировочного воздействи .position of maximum balance to the position of the minimum balancing effect.

Центрифуга работает следующим образом .The centrifuge works as follows.

Пусть ротор 2 неуравновешен и начат его разгон до заданной частоты вращени . При достижении ротором 2 в процессе разгона частоты со Мо по сигналу датчика вибраций (не показан) начинает работатьLet the rotor 2 be unbalanced and start its acceleration to a given rotation frequency. When reaching the rotor 2 in the process of acceleration of the frequency with Mo on the signal of the vibration sensor (not shown) starts to work

один из серводвигателей 7 и 13 либо оба серводвигател , перемеща  балансировочный груз 9 до тех пор, пока не будет достигнут заданный минимальные; уровень вибраций, при котором допускаетс  дальнейший разгон ротора центрифуги. one of the servomotors 7 and 13 or both servomotors, moving the balancing weight 9 until the specified minimum is reached; vibration level at which further acceleration of the centrifuge rotor is allowed.

При дальнейшем разгоне центрифуги, например при w ( 2 - 3 ) иьбалансировочный груз перемещают с помощью серводвигател  7 в радиальном направлении к центру вращени  ротора центрифуги до ограничител  10, установленного в непосредственной близости от оси вращени  ротора. Это положение соответствует минимальному балансировочному воздействию. Интервал времени, за который балансировочный груз переместитс  до ограничител  10, запоминают . Центрифуга продолжает разгон тьс  до заданной частоты вращени  иUpon further acceleration of the centrifuge, for example, when w (2–3), the balance weight is moved by the servomotor 7 in the radial direction to the centrifuge rotor center to the limiter 10 installed in close proximity to the axis of rotation of the rotor. This position corresponds to the minimum balancing effect. The time interval during which the balancing weight moves to the limiter 10 is memorized. The centrifuge continues to accelerate to the set speed and

работает в дальнейшем на этой частоте вращени .further operates at this rotational speed.

В процессе торможени  при ew (2 - 3 ) ftfc балансировочный груз перемещают с помощью серводвигател  7 в радиальном направлении от оси вращени  ротора в течение запомненного интервала времени. Благодар  этому балансировочный груз оказываетс  в положении, соответствующем максимальному балансировочному воздействию при приближении к частоте вращени  о сверху.In the process of braking with ew (2–3) ftfc, the balancing weight is moved by the servomotor 7 in the radial direction from the axis of rotation of the rotor during the memorized time interval. Due to this, the balancing weight is in the position corresponding to the maximum balancing effect when approaching the rotational speed from above.

Таким образом, исключаетс  возможность возникновени  существенных вибраций на частотах вращени  предупреждаетс  их возникновение при приближении частоты вращени  к значению (Оо сверху. Предлагаемый способ позвол ет существенно уменьшить динамические воздействи  на подшипниковые узлы центрифуги и тем самым увеличить срок ее службы.Thus, the possibility of significant vibrations at rotational frequencies is prevented from occurring when the rotational speed approaches the value (OO from above. The proposed method allows to significantly reduce the dynamic effects on the centrifuge bearing assemblies and thereby increase its service life.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Способ автоматической балансировки центрифуги, заключающийс  в перемеще0A method of automatically balancing the centrifuge, consisting in moving 5five 00 нии балансировочного груза в зависимости от частоты вращени  и уровн  вибраций, от- личающийс  тем, что, с целью повышени  срока службы путем снижени  динамических нагрузок, дополнительно контролируют радиальное положение балансировочного груза запоминают его положение при минимальном уровне вибраций, и приbalancing weight depending on the rotation frequency and vibration level, which is different in that, in order to increase service life by reducing dynamic loads, the radial position of the balancing weight is additionally controlled by its position with a minimum level of vibrations, а) (2 - 3 ) aka) (2 - 3) ak где а - текущее значение частоты вращени ;where a is the current value of the rotational speed; УЬ - перва  критическа  частота вращени , при увеличении частоты вращени  до номинальной перемещают балансировочный груз в положение, отсто щее от оси вращени  на минимальное рассто ние, а при снижении частоты вращени  от номинальной flou)(2-3)uJb возвращают балансировочный груз в запомненное положение .UB - the first critical rotational speed, with an increase in the rotational frequency to the nominal one, the balancing weight is moved to a position that is at a distance from the axis of rotation for a minimum distance, and when the rotational frequency decreases from the nominal flou) (2-3) uJb, the balancing load is returned to the stored position . J гJ g мm ////////////////////////////////////////////////// Фие.1Phie.1 fut.fut. // /7 l 7 7 7 7 7 7 / // 7 l 7 7 7 7 7 7 / / Фт.2,FT 2
SU843830097A 1984-12-25 1984-12-25 Method of automatic balancing of a centrifuge SU1650256A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843830097A SU1650256A1 (en) 1984-12-25 1984-12-25 Method of automatic balancing of a centrifuge

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843830097A SU1650256A1 (en) 1984-12-25 1984-12-25 Method of automatic balancing of a centrifuge

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1650256A1 true SU1650256A1 (en) 1991-05-23

Family

ID=21153390

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU843830097A SU1650256A1 (en) 1984-12-25 1984-12-25 Method of automatic balancing of a centrifuge

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1650256A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2758867A1 (en) * 1997-01-28 1998-07-31 Sorvall Products Lp UNBALANCING TOLERANCE DRIVE SYSTEM FOR A ROTARY DEVICE
US6338708B1 (en) * 1999-07-15 2002-01-15 Hitachi Koki Co., Ltd. Centrifuge with a suspension for locating the drive in an axial direction

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 1050753, кл. В 04 В 9/14, 1983. Патент JP Ne 55-47938, кл. В 04 В 9/14, 1980. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2758867A1 (en) * 1997-01-28 1998-07-31 Sorvall Products Lp UNBALANCING TOLERANCE DRIVE SYSTEM FOR A ROTARY DEVICE
US5921150A (en) * 1997-01-28 1999-07-13 Sorvall Products, L.P. Imbalance tolerant drive system for a rotating apparatus
US6338708B1 (en) * 1999-07-15 2002-01-15 Hitachi Koki Co., Ltd. Centrifuge with a suspension for locating the drive in an axial direction

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0848649B1 (en) Apparatus and method for stabilizing a centrifuge rotor
US4060009A (en) Balancing rotors
CA1087874A (en) Method and device for passing through critical speeds of elongate rotors
US8292793B2 (en) Control method of automatic balancing centrifuge using balancer
CN101915653B (en) Centrifuge used in multi-parameter complex test environment
ES8503622A1 (en) Elevator governor
SE507107C2 (en) Centrifugal separator with maximum load start
US5356367A (en) Centrifugal separator with flexibly suspended restrainable bowl
US4910502A (en) Device for detecting the unbalance of a rotating machine from a predetermined threshold
SU1650256A1 (en) Method of automatic balancing of a centrifuge
GB1480573A (en) Centrifuge apparatus
US3762635A (en) Apparatus for balancing a bucket centrifuge rotor
US3950964A (en) Support assembly of vertical rotor
US5650578A (en) Energy monitor for a centrifuge instrument
RU2148438C1 (en) Centrifuge
EP0918958A1 (en) A method for immobilizing balancing means in an autobalancing device and such an autobalancing unit
US3576133A (en) Means for dynamically balancing a gyroscope
EP0161326A1 (en) Flywheel device
GB2166841A (en) Reaction force compensation
WO1983003985A1 (en) Centrifuge stabilizing bearing
US4224165A (en) Cyclical centrifugal machine
JPS6341076Y2 (en)
SU1050753A1 (en) Centrifugal machine
SU1545296A1 (en) Stand for checking (gas)hydrodynamic bearing of electric motor
RU2052300C1 (en) Centrifuge drive