SU800752A1

SU800752A1 - Apparatus for determining rotor gravity centre displacement

Info

Publication number: SU800752A1
Application number: SU782619369A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Семенович Чурсин; Валентин Васильевич Кобзев
Original assignee: Институт Проблем Механики Ан Ссср
Priority date: 1978-05-25
Filing date: 1978-05-25
Publication date: 1981-01-30

Description

Изобретение относитс к иэмерительной технике и может быть использовано в балансировочной технике при балансировке вращающихс тел с применением метода дерного гаммарезонансного излучени , в основе которого лежит эффект Мессбауэра. Известно устройство дл определени смещени центра т жести вращающегос тела при его балансировке на подвижных опорах, содержащее источник излучени в виде пьезоэлектрического датчика, взаимодействующего с вращающимс телом/ блоки преобразовани сигнала датчика и схему выделени сигнала неуравновешенности И . За счет того,что источник излуче ни вл етс точечным, устройство позвол ет измерить отклонение только в одной точке, что вл етс недостаточным при осуществлении балансировки вращающегос тела, а следовательно , снижает точность балансировки. Наиболее близкое к предлагаемому устройство дл определени смещени центра т жести вращающегос тела при его балансировке на подвижных опорах содержит корпус, размещенные в нем подвижные опоры дл установки тела. стакан с радиоактивным источником гамма-излучени нанесенным на его внутреннюю поверхность, приемник излучени , соосно расположенный в стакане , и л оллиматор, выполненный в виде полого цилиндра с радиальным отверстием t23 . Недостатком устройства вл етс расположение источника излучени на подвижной опоре, что приводит к по влению дополнительного спектра скоростей и,., соответственно, уменьшению полезного сигнала из-за колебани опоры, например от приводного двигател . Механическое воздействие на источник излучени может привести к попаданию его в окружаквдее прострай-ство за счет распылени ит.д. Такое расположение .источника излучени снижает точность балансировки. Цель изобретени - повышение точности . Указанна цель достигаетс тем, что устройство снабжено резонансным поглотителем, установленным в отверстии вращающегос коллиматора,жестко св занного с балансируемым телом, а стакан и приемник излучени жестко закреплены на корпусе устройства. The invention relates to a measurement technique and can be used in a balancing technique for balancing rotating bodies using nuclear gamma resonance radiation, which is based on the Mössbauer effect. A device for determining the displacement of the center of gravity of a rotating body when it is balanced on moving supports is known, which contains a radiation source in the form of a piezoelectric sensor interacting with a rotating body / transducer signal conversion units and an imbalance signal separation circuit I. Due to the fact that the radiation source is a point source, the device allows to measure the deviation at only one point, which is not sufficient when performing the balancing of a rotating body, and consequently, reduces the accuracy of the balancing. The closest to the proposed device for determining the displacement of the center of gravity of a rotating body when it is balanced on movable supports includes a housing, movable supports accommodated therein for mounting the body. a glass with a radioactive source of gamma radiation deposited on its inner surface, a radiation receiver coaxially located in the glass, and an ollimator made in the form of a hollow cylinder with a radial orifice t23. The disadvantage of the device is the location of the radiation source on the movable support, which leads to the appearance of an additional velocity spectrum and,. A mechanical impact on a radiation source can lead to its penetration into the surrounding area due to spraying and so on. This arrangement of the radiation source reduces the accuracy of balancing. The purpose of the invention is to improve accuracy. This goal is achieved by the fact that the device is equipped with a resonant absorber installed in the aperture of a rotating collimator, rigidly connected with the body to be balanced, and the glass and the radiation receiver are rigidly fixed on the body of the device.

На фиг. 1 изображено устройство дл определени смещени центра т жести вращающегос тела на фиг,2 сечение А-А на фиг. 1.FIG. 1 shows a device for determining the displacement of the center of gravity of a rotating body in FIG. 2, section A-A in FIG. one.

Устройство содержит корпус 1,размещенные в нем подвижные опоры 2 дл установки роторов 3, стакан 4, радиоактивный источник 5 гамма-излучени , который в виде узкого кольца нанесен на внутреннюю поверхность стакана 4, приемник б излучени ,соосно расположенный в стакане 4 и также , как стакан 4, жестко закрепленный на корпусе 1 устройства, коллиматор 7, выполненный в виде полого цилиндра с радиальным отверстием, жестко св занного с приводом 8 стакана (не показан), резонансный поглотитель 9, установленный в отверстии коллиматора 7. Приемник б излучени соединен со схемой выделени сигнала неуравновешенности, котора включает последовательно соединенные усилитель 10, нормализатор 11. импульса по амплитуде и длительности и блок 12 компенсации, вход которого соединен с генератором 13 опорного напр жени . Выход блока 12 компенсации соединен с входами дискриминаторов-ограничителей 14 и 15 верхнего и нижнего уровн резонансной линии, первые выходы которых соединены с интегратором 16, соединенным с блоком 17 обработки и преобразовани информации, выход которого соединен с индикатором 18 дисбаланса.The device comprises a housing 1, movable supports 2 accommodated therein for mounting the rotors 3, a cup 4, a radioactive source 5 of gamma radiation, which is in the form of a narrow ring deposited on the inner surface of the cup 4, a radiation receiver b coaxially located in the cup 4 and also as a cup 4 rigidly fixed on the device case 1, a collimator 7 made in the form of a hollow cylinder with a radial hole rigidly connected to an 8-cup drive (not shown), a resonant absorber 9 mounted in the hole of the collimator 7. Receiver b-beam It is connected to an imbalance signal extraction circuit, which includes a series-connected amplifier 10, a pulse normalizer 11. in amplitude and duration, and a compensation unit 12, the input of which is connected to a reference voltage generator 13. The output of the compensation unit 12 is connected to the inputs of the discriminators-limiters 14 and 15 of the upper and lower levels of the resonance line, the first outputs of which are connected to the integrator 16 connected to the information processing and conversion unit 17, the output of which is connected to the unbalance indicator 18.

Привод В соединен с двум выходами блока 19 управлени , которые соединены также с выходами генератора 20 синхронизирующих меток, два выхода которого соединены с вторыми выходами дискриминаторов-ограничителей 14 и 15,между генератором 20 меток и интегратором 16 расположен блок 21 синхронизации.Drive B is connected to two outputs of control unit 19, which are also connected to the outputs of the generator 20 of synchronization marks, two outputs of which are connected to the second outputs of discriminators-limiters 14 and 15, between the generator 20 of marks and the integrator 16 is located the synchronization unit 21.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Балансируемый ротор приводитс во вращение приводом 8, а коллиматор 7 вращаетс с заранее выбранной скоростью , например, через редуктор.При вращении коллиматора 7 через отверстие с каждого участка источника 5 излучение проходит через резонансный поглотитель 9 на приемник 6 излучени . Если ротор 3 сбалансирован, то коллиматор 7 враща сь не испытывает дополнительного перемещени в направлении источника и приемника излучени . При этом на- выходе приемника 6 излучени будет сигнал посто нный при повороте коллиматора на полный оборот. Если ротор 3 не полностью сбалансирован, то резонансный поглотитель 9 при вращении будет испытывать дополнительное перемещение относительно источника (приемника),излучени , так как опора 2 с ротором 3 будет в таких услови х перемещатьс и,соответственно, сигнал на выходе приемника 6 изменитс при повороте ротора 3 на полный оборот.Изменение сигнала св зано пропорционально со скоростью движени резонансного поглотител 9 относительно источника 5 излучени , излученные гаммакванты с которого регистрируютс приемником б излучени . С выхода приемника б импульсы поступают на усилитель 10, где они усиливаютс до определенной амплитуды с последующей нормализацией импульсов по амплитуде и длительности в нормализаторе 11, позвол ющем осуществить стандартизацию импульсов, котора облегчит дальнейшую обработку и преобразование информации.The balanced rotor is driven by the drive 8, and the collimator 7 rotates at a pre-selected speed, for example, through a gearbox. When the collimator 7 rotates through the hole from each portion of the source 5, the radiation passes through the resonant absorber 9 to the radiation receiver 6. If the rotor 3 is balanced, the collimator 7 rotates without experiencing additional movement in the direction of the source and the radiation receiver. In this case, at the output of the radiation receiver 6, the signal will be constant when the collimator is rotated a full turn. If the rotor 3 is not fully balanced, then the resonant absorber 9 will experience additional movement relative to the source (receiver), radiation, as the support 2 with the rotor 3 will move under these conditions and, accordingly, the signal at the output of the receiver 6 will change when turning rotor 3 for a complete revolution. The signal change is proportional to the speed of the resonant absorber 9 relative to the radiation source 5, the emitted gamma rays from which are recorded by the radiation receiver b. From the output of receiver b, the pulses go to amplifier 10, where they are amplified to a certain amplitude, followed by normalization of the pulses in amplitude and duration in the normalizer 11, which allows standardization of the pulses, which will facilitate further processing and conversion of information.

Учитыва симметричность резонанс ной ,линии относительно вертикальной оси, необходимо режим работы выбирать на одном из склонов резонансной линии дл увеличени чувствительности и возможности определени направлени отклонени центра т жести тела вращени . В этом случае при отсутствии движени резонансного поглотител в направлении источника излучени приемник raiviMa-квантов регистрирует некоторое количество излучени , пропорциональное рабочей точке на полуширине резонансной линии. Дл компенсации этого сигнала служит блок Taking into account the symmetry of the resonant line about the vertical axis, it is necessary to choose the mode of operation on one of the slopes of the resonance line in order to increase the sensitivity and the ability to determine the direction of deviation of the center of gravity of the body of rotation. In this case, when there is no motion of the resonant absorber in the direction of the radiation source, the raiviMa quanta detector records a certain amount of radiation proportional to the operating point on the half-width of the resonance line. A block is used to compensate for this signal.

12компенсации, на второй вход которого поступает сигнал от генератора12 compensation, the second input of which receives a signal from the generator

13опорного напр жени . Дискриминаторы-ограничители 14 и 15 управл ютс сигналами блока 12 сравнени ,срабатывают при достижении заданного уровн сигнала на их входах, и определ таким образом диапазон излучени в пределах линейного участка одного из склонов резонансной линии. Выбранный уровень срабатывани ограничителей определ ет точность измерени , так как расширение их диапазона срабатывани приводит к режиму работы на нелинейных участках резонансной линии. Выход дискриминаторов-ограничителей св зан со входом интег .ратора 16, где осуществл етс преобразование сигнала дл определени амплитуды смещени центра т жести балансируемого ротора. Выход интегратора 16 св зан со входом индикатора 18 дисбаланса, на второй вход которого поступают синхронизирующие импульсы дл определени направлени смещени центра т жести ротора 3.13 support voltage. The discriminator limiters 14 and 15 are controlled by the signals of comparator unit 12, trigger when a given signal level is reached at their inputs, and thus determine the emission range within the linear portion of one of the slopes of the resonant line. The selected level of operation of the limiters determines the accuracy of the measurement, since the expansion of their range of operation leads to the operation mode on the nonlinear sections of the resonant line. The output of the limit discriminators is connected to the input of the integrator 16, where the signal is converted to determine the amplitude of the displacement of the center of gravity of the balanced rotor. The output of the integrator 16 is connected to the input of the unbalance indicator 18, to the second input of which synchronizing pulses are received to determine the direction of displacement of the center of gravity of the rotor 3.

В канал синхронизации входит генератор 20 синхронизирующих меток, блок 21 синхронизации и блок 19 управлени . Частота синхронизирующих меток определ етс углом поворота приводного двигател и после прохождени меток блока синхронизации 21, служащего дл выбора масштаба, поступает в конечный каскад, где происходит временна разбивка основного информационного сигнала.The synchronization channel includes a generator of 20 synchronization marks, a synchronization unit 21, and a control unit 19. The frequency of the sync marks is determined by the angle of rotation of the drive motor, and after passing the marks of the synchronization unit 21, which serves to select the scale, enters the final stage, where a temporary breakdown of the main information signal occurs.

При возрастании дисбаланса резонансный поглотитель 9 перемещаетс относительно источника 5 излучени с большой скоростью, величина которой может превысить линейный участок резонансной линии, в пределах которого осуществл етс измерение . Это приводит к срабатыванию ограничителей , которые включают блок 19 управлени , измен ющий скорость вращени двигател до величины, когда дисбаланс не будет превышать заданный диапазон измерени . При отсутствии дисбаланса на одной скорости вращени провод т балансировку ротора на других режимах работы двигател .As the unbalance increases, the resonant absorber 9 moves relative to the radiation source 5 at high speed, the magnitude of which may exceed the linear portion of the resonance line within which the measurement is made. This leads to the triggering of the limiters, which turn on the control unit 19, which changes the rotation speed of the engine to a value when the imbalance does not exceed the specified measurement range. In the absence of an imbalance at one rotational speed, the rotor is balanced on other engine operating modes.

Таким образом, предлагаемое устройство с размещением источниками приемника излучени на станине станка позвол ет исключить вредные колебани источника, привод щие к уменьшению точности, а расположение резонансного поглотител , жестко св занного с коллиматором, отверстие которого перекрыто резонансным поглотителем , позвол ет исключить механические св зи, что способствует поВЕЛшению точности балансировки.Thus, the proposed device with the placement of radiation sources on the machine bed eliminates harmful source oscillations leading to a decrease in accuracy, and the location of the resonant absorber rigidly connected with the collimator, the opening of which is blocked by a resonant absorber, eliminates mechanical connections, which contributes to the accuracy of balancing.

Claims

Invention Formula

A device for determining the displacement of the rotor plate center, containing the body, movable supports for installing the rotors, a glass with a radioactive source of gamma radiation deposited on its inner surface, a radiation receiver coaxially located in the glass, and a collimator, hollow a cylinder with a radial hole, characterized in that, in order to increase accuracy, it is equipped with a resonant absorber mounted in the hole of a rotating collimator rigidly connected to the balanced body And glass and radiation receiver are rigidly fixed on the chassis,

Information sources,

taken into account in the examination 1.Levi. M.E., Roizman V.P. Vibration and balancing of rotors. M., 1970, p. 132-159.

2. USSR author's certificate

According to application number 2429485 / 25-28,

cl. G 01 M 1/22, 1976 (prototype).