SU838481A1

SU838481A1 - Automatic shaft balancing device

Info

Publication number: SU838481A1
Application number: SU792821391A
Authority: SU
Inventors: Владимир Иванович Белошицкий; Юрий Александрович Крыженков; Виктор Степанович Джигирей; Степан Алексеевич Апостолюк
Original assignee: Львовский Лесотехнический Институт
Priority date: 1979-09-21
Filing date: 1979-09-21
Publication date: 1981-06-15

Description

Изобретение относитс к балансиро вочной технике и может быть применен в машиностроительной промышленност и дл динамической балансировки вращаю щихс валов газотурбинных двигателей . Известно устройство дл балансировки вращающихс элементов, содержащее грузы, размещенные в опорах, которые выполнены в виде втулки, и размещенной в ней оси, а на равном рассто нии от центра масс враща ющегос элемента размещены одинаковые по величине, расположенные в од ной плоскости и противоположно направленные от оси опоры, балансирующие грузы, одна пара на втулке, друга на оси, а также привод поворота корректирующих грузов, выполненный в виде зубчатой передачи i Недостатком данного устройства вл етс его конструктивна сложнос наличие привода дл поворота коррек тирующих грузов, исключающее автоматическую балансировку валов, и не высока точность балансировки, вызванна наличием зубчатой передачи в приводе поворота. Наиболее близким к изобретению вл етс устройство дл автоматичес кой-балансировки валов, содержащее опоры дл установки вала, привод врайдени вала, выполненный в виде св занной с валом крыльчатки, приводимой в движение струей сжатого воздуха; а также два корпуса, св занные с торцами вала,в которых расположены сепараторы с корректирующими грузами , выполненнЕлми в виде тел качени шаров , расположенных в два р да 121. Недостатком данного устройства вл етс невысока точность балансировки , так как изменение уравновешивакнцего усили производ т относительным перемещением р дов щаров, а изменение фазы - синхронным перемещением обоих р дов в обоих направлени х . . Цель изобретени - повышение точности . Поставленна цель достигаетс тем, что каждаай корректирующий груз выполнен в виде герметичного цилиндрического стакана, заполненного в зкой жидкостью, и сыпучим материалом, грузы устанавливаютс в корпусах соосно с балансируемым валом и св заны между собой и с корпусом упругими элементами, а масса каждого груза обратно пропорционсшьна рассто ниюThe invention relates to a balancing technique and can be applied in the engineering industry and for dynamic balancing of rotating shafts of gas turbine engines. A device for balancing rotating elements is known, which contains weights placed in supports, which are made in the form of a sleeve, and an axis placed in it, and at an equal distance from the center of mass of the rotating element, identical in size, arranged in one plane and oppositely directed from the axis of the support, balancing weights, one pair on the hub, another on the axis, as well as a drive for turning the correction weights, made in the form of a gear transmission i The disadvantage of this device is its structural complexity the presence of a drive for turning the correction weights, which excludes automatic balancing of the shafts, and the balancing accuracy caused by the presence of a gear transmission in the turn drive is not high. Closest to the invention is a device for automatic balancing of shafts, comprising supports for mounting a shaft, a shaft drive, made in the form of an impeller shaft driven by a jet of compressed air; as well as two bodies connected to the ends of the shaft, in which the separators with corrective weights are located, are made in the form of rolling bodies of balls arranged in two rows 121. The disadvantage of this device is low balancing accuracy, since the change in the balance force is relative movement of rows of balls, and phase change - synchronous movement of both rows in both directions. . The purpose of the invention is to improve accuracy. The goal is achieved by the fact that each correction weight is made in the form of a sealed cylindrical cup filled with a viscous liquid and bulk material, the weights are mounted in the housings coaxially with the balanced shaft and connected to each other and to the body by elastic elements, and the weight of each load is inversely proportional to distance

от его торца до торца вала, а также тем, что устройство снабжено резиновыми втулками, размещенными в опорах вала.from its end to the end of the shaft, as well as the fact that the device is equipped with rubber bushings placed in the shaft supports.

На чертеже изображено устройство дл автоматической балансировки валов , общий вид.The drawing shows a device for automatic balancing of shafts, a general view.

Устройство содержит опоры дл установки вала 1, выполненные в виде радиальных сферических шарикоподшипников 2 и 3 с регулируемьЛми по жесткости резиновыми втулками 4 и 5., устанавливаемых в корпусе 6 и 7 привода (не показан ) вращени вала 1. На торцах вала 1 закреплены два корпуса 8 и 9, закрытые кожухами 10 и 11. В корпусах 8 и 9 размещены корректирующие грузы соответственно: в корпусе 8 -.грузы 12-14, а в корпусе 9 - грузы 15-17. Каждый корректирующий груз 12-17 ВЕЛполнен в виде герметичного цилиндрического стакана 18, заполненного в зкой жидкостью 19 и сыпучим материалом 20, объем которого составл ет до 0,42 объема полости стакана 18, зак .рытого крышкой 21 и обрезиненного по наружной поверхности посредством оболочки , что позвол ет герметизировать полость стакана 18.The device contains supports for mounting shaft 1, made in the form of radial spherical ball bearings 2 and 3 with adjustable stiffness rubber sleeves 4 and 5. installed in drive housing 6 and 7 (not shown) of shaft 1 rotation. 8 and 9, enclosed by covers 10 and 11. Corrective weights are placed in shells 8 and 9, respectively: cargo 15–14 are in body 8, and cargo 15–17 are in body 9. Each correction weight 12-17 is WELL filled in the form of a sealed cylindrical cup 18 filled with a viscous liquid 19 and bulk material 20, the volume of which is up to 0.42 the volume of the cavity of the cup 18, closed with a cover 21 and rubberized on the outer surface by means of a shell which makes it possible to seal the cavity of the cup 18.

Грузы 12-17 устанавливаютс в соответствующем корпусе 8 и 9, соосно с валом 1 и св заны между собой и с соответствующим корпусом упругими элементами 22, например, коническими цилиндрическими пружинами сжати . Св зь может быть осуществлена таким образом, что упругий элемент 22 крепитс к торцу груза одним концом, а другой конец упругого элемента свободен, при этом к обоим торцам крайних грузов 12-17 креп тс упругие элементы 22. Масса наждого груза 12-17 обратно пропорцио .нальна рассто нию от его торца до торца вала 1, т.е. чем больше это рассто ние, тем меньшей должна быть масса груза.The weights 12-17 are mounted in the corresponding housing 8 and 9, coaxially with the shaft 1 and connected to each other and to the corresponding housing by elastic elements 22, for example, conical cylindrical compression springs. The connection can be carried out in such a way that the elastic element 22 is attached to the end of the load at one end, and the other end of the elastic element is free, while the elastic elements 22 are attached to both ends of the extreme weights 12-17. the distance from its end to the end of shaft 1, i.e. the greater this distance, the smaller should be the mass of the load.

Количество корректирующих грузов определ етс , исход из конструктивных соображений так, чтобы при осевом их перемещении отсутствовало заклинивание грузов в полост х корпусов 8 и 9.The number of corrective weights is determined on the basis of design considerations so that when axially moving them, there is no seizure of the goods in the cavities of the housings 8 and 9.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Лри вращении вала 1 в корпусах 8 4, 9 вращаютс расположенные в них корректирующие грузы 12-17. При возникшем дисбалансе вала 1 за счет действи центробежного ускорени происходит его деформаци , котора передаетс на корпуса 8 и 9. Так как центр масс любой вращающейс системы остаетс неподвижным в пространстве . Корректирующие грузы 12-1 автоматически стрем тс зан ть соответствующее положение в полост х корпусов 8 и 9, которые перемещаютс таким образом, чтобы центр масс системы, состо щей из вала 1, корпусов 8 и 9 и расположенных в них корректирующих грузов 12-17, оставалс неподвижным. За счет наличи резиновых оболочек стакана 18, происход т быстрозатухающие колебани корректирующих грузов 12-17 в полост х корпусов 8 и 9. При этом вибрационное воздействие между грузами облегчает продольное перемещение грузов , которые стрем тс переместитьс в зону максимальных амплитуд вибраций .The rotation of the shaft 1 in the housings 8 4, 9 is rotated by the correction weights 12-17 located in them. When an imbalance occurs, the shaft 1 is deformed by the action of centrifugal acceleration, which is transmitted to the housings 8 and 9. As the center of mass of any rotating system remains stationary in space. Corrective weights 12-1 automatically tend to occupy a corresponding position in the cavities of bodies 8 and 9, which are moved so that the center of mass of the system, consisting of shaft 1, bodies 8 and 9 and corrective weights located in them 12-17, remained motionless. Due to the presence of the rubber shells of the cup 18, the rapidly damping oscillations of the correction weights 12-17 occur in the cavities of the housings 8 and 9. At the same time, the vibration effect between the weights facilitates the longitudinal movement of the weights which tend to move to the zone of maximum amplitudes of vibrations.

Сыпучий материал под действием центробежнрго ускорени перемещаетс в полости стаканов 18 корректирующих грузов 12-17, таким образом, чтобы энерги системы корректирук цего груза была минимальной, т.е. в сторону участка стакана 18, противоположную стороне, на которой возник дисбаланс . Это создает дополнительный эксцентриситет уравновешивающей (балансирующей ) массы, который усиливаетс из-за наличи в корректирующих грузах резиновых оболочек. Податливость резиновых оболочек обеспечивает необходимый уравновешивающий эксцентриситет сыпучего материала в полости грузов 12-17. Создаетс как бы эффект гибкого вала.Under the action of centrifugal acceleration, the bulk material moves in the cavities of the glasses 18 of the correction weights 12-17, so that the energy of the correction system of this cargo is minimal, i.e. towards the side of the glass 18, opposite to the side where the imbalance occurred. This creates an additional eccentricity of the balancing (balancing) mass, which is enhanced due to the presence of rubber shells in the correction weights. The elasticity of the rubber shells provides the necessary balancing eccentricity of the bulk material in the cavity of the cargo 12-17. It creates a kind of flexible shaft effect.

При остановке вала 1 корректирующие грузы 12-17 возвращаютс в исходное положение, за счет наличи упругих . элементов 22.When the shaft 1 is stopped, the correction weights 12-17 are returned to their original position due to the presence of elastic ones. elements 22.

Путем регулировки степени сжати резиновых втулок 4 и 5 облегчаетс проход вала 1 через резонанс при разгоне , и улучшаетс качество балансировки , за счет улучшени условий продольной подвижности корректирующих грузов 12-17. После достижени необходимого качества автобалансировки производитс ужесточение резиновых втулок 4 и 5.By adjusting the compression ratio of the rubber bushings 4 and 5, the passage of the shaft 1 through the resonance during acceleration is facilitated, and the quality of balancing is improved by improving the conditions of the longitudinal mobility of the correction weights 12-17. After achieving the required autobalancing quality, the rubber bushings 4 and 5 are tightened.

Наличие резиновых втулок, размещенных в опорах вала, позвол ет осуществить автоматическую балансиров- . ку в любом скоростном режиме работы валов. Подбором в зкости жидкости, упругости оболочки корректирук цих грузов и упругости упругих элементов св зывающих грузы между собой и с корпусом, достигаетс повышение точности балансировки.The presence of rubber bushings placed in the shaft supports allows automatic balancing. ku in any speed mode of shafts. By selecting the viscosity of the fluid, the elasticity of the shell, the adjustments of the weights and the elasticity of the elastic elements connecting the weights to each other and to the body, an increase in the accuracy of balancing is achieved.

Claims

1. Device for automatic balancing of shafts, comprising supports for mounting the shaft, driving the shaft rotation, two housings connected to the ends of the shafts, and correction weights accommodated in housings, characterized in that, in order to improve accuracy, each adjustment weight is made in the form of hermetic

a cylindrical cup filled with a viscous liquid and a bulk material, the loads are mounted in housings coaxially with the balancing shaft and connected to each other and to the body by elastic elements, and the mass of each load is inversely proportional to the distance from its end to the end of the shaft 2. The device according to claim 1, characterized in that it is provided

rubber bushings placed in the shaft bearings.

. Sources of information taken into account in the examination

1. Authors certificate of the USSR V 395788, cl. G 01 M 1/38, 1972.

2. Authors certificate of the USSR 405035, cl. G 01 M 1/36, 1971 (prototype,).

7