WO2014178759A1 - Способ балансировки ротора и устройство для его осуществления - Google Patents
Способ балансировки ротора и устройство для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- WO2014178759A1 WO2014178759A1 PCT/RU2014/000314 RU2014000314W WO2014178759A1 WO 2014178759 A1 WO2014178759 A1 WO 2014178759A1 RU 2014000314 W RU2014000314 W RU 2014000314W WO 2014178759 A1 WO2014178759 A1 WO 2014178759A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- balancing
- rotor
- vibration
- resonance
- natural frequency
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
- H02K15/16—Centering rotors within the stator; Balancing rotors
- H02K15/165—Balancing the rotor
Definitions
- the invention relates to measuring equipment, namely, to means of balancing and can be used to determine the imbalance of the rotors of turbines, compressors, pumps, etc. in pre-resonance, resonance, and out-of-resonance modes.
- the prior art method of balancing the rotor accelerates it to the selected speed, register rotor vibrations, determine the imbalance and eliminate it (see AS SU 1464093, class G01M 1 / 24, published on March 7, 1989).
- a device for balancing the rotor including a rotary device, vibration sensors, and at least two supports connected to vibration-absorbing resonators, providing the possibility of changing their natural frequency.
- a disadvantage of the known method and device is the strict restrictions on the diameter of the support journals and the impossibility of varying the balancing parameters (for too light rotors, the sensitivity of the system is not enough, and when balancing too heavy, the probability of destruction of the equipment is high), which greatly limits the arsenal of rotors, the imbalance of which can be determined from their help.
- a well-known system works with only one set accuracy in advance and ensures operation only in the resonance and resonance modes, which unreasonably increases the time for rough measurements and does not allow accurate measurements.
- the objective of the invention is to remedy these disadvantages.
- the technical result is to expand the capabilities and improve the efficiency of the balancing process.
- the problem is solved, and the technical result is achieved by the fact that according to the balancing method, the rotor is mounted on supports connected to vibration-absorbing resonators, accelerate it to the selected speed, register rotor vibrations, determine the imbalance and eliminate it, while before the rotation starts the automatic operational unit introduces the initial balancing parameters, for example, the rotor mass and the required balancing accuracy, determine on their basis the balancing mode: pre-resonance, resonance nans or resonance, and at the command of the operational unit, they automatically set their own frequency of vibration-sensing resonators and rotor speed corresponding to the selected mode. It is advisable to pre-measure the vibration of the floor and enter this value into the operational unit.
- the initial balancing parameters for example, the rotor mass and the required balancing accuracy
- each vibration-sensing the resonator is configured to implement pre-resonant, resonant or out-of-resonance balancing modes, and devices for changing the natural frequency of vibration resonating resonators connected to an automatic operating unit equipped with a device for inputting initial balancing parameters, for example, rotor mass and required balancing accuracy.
- the supports are preferably provided with a mass measuring device connected to a device for inputting initial balancing parameters.
- a universal device for balancing the rotor can be equipped with a device for adjusting the mass distribution of the rotor, for example, a pulsed laser.
- the ability to change the natural frequency of the vibration-sensing resonator can be provided by changing its spatial configuration, or due to the presence of a fluid with a controlled viscosity, or by controlling the electrical and / or magnetic properties of its elements.
- Figure 1 presents a General diagram of the proposed universal device for balancing the rotor, side view
- the proposed universal device for balancing the rotor 1 consists of a rotary device / engine (not shown in the drawings), vibration sensors 2, equipped with rollers 3 bearings 4, connected to vibration-absorbing resonators 5, and the operational unit 6. Supports 4 are connected by a mass measuring device 7, allowing weigh rotor 1 mounted on them.
- Each vibration-sensing resonator 5 is configured to change the natural frequency. This can be achieved by changing its spatial configuration (length of bonds, angle between by them, etc.), either due to a controlled change in the viscosity of the magnetic fluid, or due to the control of the electrical and / or magnetic properties of its elements (electromagnets, capacitors, inductances, elements from magnetic materials, piezoelectrics, etc.). Due to the possibility of changing the natural frequency of the resonators 5, the proposed device allows you to implement any balancing mode: pre-resonance, resonance or resonance.
- Unit 6 is equipped with an input device for balancing initial parameters (for example, an interactive panel 8 with several input ports) connected to a mass measuring device 7 and a floor vibration sensor 9 fixed to the frame 10 .
- initial parameters for example, an interactive panel 8 with several input ports
- a universal rotor balancing device can also be equipped with a rotor mass distribution correction device, for example, a pulsed laser (not shown in the drawings).
- a rotor mass distribution correction device for example, a pulsed laser (not shown in the drawings).
- the proposed universal device operates according to the proposed method of balancing the rotor as follows.
- the rotor 1 is installed on the rollers 3 of the supports 4, where it is weighed using a mass measuring device 7.
- the obtained value is automatically entered into the operational unit 6 (the mass of the rotor can also be entered manually, but this value will be less accurate).
- the value of the value of the floor vibration from the sensor 9 is automatically entered into the operational unit 6.
- the value of the required balancing accuracy is entered into the operational unit 6.
- the operational block 6 determines the preferred balancing mode: pre-resonance, resonant or resonance, and generates a command to install the vibration-sensing resonators 5 and the rotor speed 1 corresponding to the selected natural frequency mode.
- the generated command is sent, respectively, to the natural frequency changing device and the rotary device / engine.
- rotor 1 is accelerated to the selected speed and its oscillations are recorded using sensors 2. Based on the obtained values, taking into account the initial parameters and the parameters of the selected balancing mode, the imbalance is determined.
- the found imbalance is eliminated by adjusting the mass distribution of the rotor 1 due to the installation of additional weights or drilling / evaporation of excess mass (for example, using a pulsed laser).
- the universal device for balancing the rotor is located in the general engineering workshop or machine room with a vibrational floor background of the order of 12 microns.
- the off-resonance balancing mode is best suited, since it is this mode that is not sensitive to interference propagating across the floor, but at the same time has the ability to achieve high balancing accuracy.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Testing Of Balance (AREA)
Abstract
Изобретение относится к измерительному оборудованию, а именно, к средствам балансировки. Согласно способу балансировки ротор устанавливают на опорах, разгоняют его, регистрируют колебания, определяют дисбаланс и устраняют его. До начала вращения в автоматический оперативный блок вводят исходные параметры балансировки, например, массу ротора и требуемую точность балансировки. Затем на основе исходных параметров определяют режим балансировки: дорезонансный, резонансный или зарезонансный. После этого по команде оперативного блока автоматически устанавливают соответствующие выбранному режиму собственную частоту вибровоспринимающих резонаторов опор и частоту вращения ротора. Универсальное устройство для балансировки ротора включает вращающее устройство, датчики колебаний и, по крайней мере, две опоры с вибровоспринимающими резонаторами. Каждый вибровоспринимающий резонатор выполнен с возможностью изменения собственной частоты. Устройства изменения собственной частоты вибровоспринимающих резонаторов соединены с автоматическим оперативным блоком. Изобретение позволяет расширить возможности и повысить эффективность процесса балансировки.
Description
СПОСОБ БАЛАНСИРОВКИ РОТОРА И
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Область техники
Изобретение относится к измерительному оборудованию, а именно, к средствам балансировки и может быть использовано для определения дисбаланса роторов турбин, компрессоров, насосов и т.д. в дорезонансном, резонансом и зарезонансном режимах.
Предшествующий уровень техники
Из уровня техники известен способ балансировки ротора, согласно которому устанавливают ротор на опорах, соединённых с вибровоспринимающими резонаторами, разгоняют его до выбранной частоты вращения, регистрируют колебания ротора, определяют дисбаланс и устраняют его (см. а.с. SU 1464093, кл. G01M 1/24, опубл. 07.03.1989). Из этого же источника известно устройство для балансировки ротора, включающее вращающее устройство, датчики колебаний и, по крайней мере, две опоры, соединённые с вибровоспринимающими резонаторами, обеспечивающими возможность изменения их собственной частоты. Недостатком известных способа и устройства являются жесткие ограничения по диаметру опорных шеек и невозможность варьирования параметров балансировки (для слишком лёгких роторов недостаточно чувствительности системы, а при балансировке слишком тяжёлых велика вероятность разрушения оборудования), что сильно ограничивает арсенал роторов, дисбаланс которых может быть определён с их помощью. Известная система работает только с одной наперёд заданной точностью и обеспечивает работу
только в зарезонансном и резонансном режимах, что неоправданно увеличивает время для грубых измерений и не позволяет проводить точные.
Раскрытие изобретения
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков.
Технический результат заключается в расширении возможностей и повышении эффективности процесса балансировки.
В части способа поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что согласно способу балансировки ротор устанавливают на опорах, соединённых с вибровоспринимающими резонаторами, разгоняют его до выбранной частоты вращения, регистрируют колебания ротора, определяют дисбаланс и устраняют его, при этом до начала вращения в автоматический оперативный блок вводят исходные параметры балансировки, например, массу ротора и требуемую точность балансировки, определяют на их основе режим балансировки: дорезонансный, резонансный или зарезонансный, и по команде оперативного блока автоматически устанавливают соответствующие выбранному режиму собственную частоту вибровоспринимающих резонаторов и частоту вращения ротора. Целесообразно предварительно провести измерение величины вибрации пола и ввести это значение в оперативный блок.
В части устройства поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в универсальном устройстве для балансировки ротора, включающем вращающее устройство, датчики колебаний и, по крайней мере, две опоры, соединённые с вибровоспринимающими резонаторами, обеспечивающими возможность изменения их собственной частоты, каждый вибровоспринимающий резонатор выполнен с возможностью реализации дорезонансного, резонансного или зарезонансного режимов балансировки, а устройства изменения собственной частоты вибровоспринимающих резонаторов
соединены с автоматическим оперативным блоком, оборудованным устройством ввода исходных параметров балансировки, например, массы ротора и требуемой точности балансировки. Опоры предпочтительно снабжены устройством измерения массы, соединённым с устройством ввода исходных параметров балансировки. Устройство ввода исходных параметров балансировки целесообразно также соединить с датчиком вибрации пола. Универсальное устройство для балансировки ротора может быть снабжено устройством корректировки распределения массы ротора, например, импульсным лазером. Возможность изменения собственной частоты вибровоспринимающего резонатора может обеспечиваться за счёт изменения его пространственной конфигурации, или за счёт наличия жидкости с управляемой вязкостью, или за счёт управления электрическими и/или магнитными свойствами его элементов.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 представлена общая схема предлагаемого универсального устройства для балансировки ротора, вид сбоку;
На фиг.2 - то же, вид спереди. Лучший вариант осуществления изобретения
Предлагаемое универсальное устройство для балансировки ротора 1 состоит из вращающего устройства/двигателя (на чертежах не показано), датчиков колебаний 2, снабжённых роликами 3 опор 4 , соединённых с вибровоспринимающими резонаторами 5, и оперативного блока 6. Опоры 4 соединены устройством измерения массы 7, позволяющим взвешивать установленный на них ротор 1.
Каждый вибровоспринимающий резонатор 5 выполнен с возможностью изменения собственной частоты. Это может обеспечиваться за счёт изменения его пространственной конфигурации (длины связей, угла между
ними и т.п.), или за счёт управляемого изменения вязкости магнитной жидкости, или за счёт управления электрическими и/или магнитными свойствами его элементов (электромагнитов, конденсаторов, индуктивностей, элементов из магнитных материалов, пьезоэлектриков и т.п.). За счёт возможности изменения собственной частоты резонаторов 5 предлагаемое устройство позволяет реализовать любой режим балансировки: дорезонансный, резонансный или зарезонансный.
Устройства изменения собственной частоты вибровоспринимающих резонаторов 5 соединены с автоматическим оперативным блоком 6. Блок 6 оборудован устройством ввода исходных параметров балансировки (например, интерактивной панелью 8 с несколькими входными портами), соединённым с устройством измерения массы 7 и датчиком вибрации пола 9, зафиксированным на станине 10.
Универсальное устройство для балансировки ротора может также быть снабжено устройством корректировки распределения массы ротора, например, импульсным лазером (на чертежах не показано).
Предлагаемое универсальное устройство работает согласно предлагаемому способу балансировки ротора следующим образом.
Ротор 1 устанавливают на роликах 3 опор 4, где его взвешивают с помощью устройства измерения массы 7. Полученное значение автоматически вводится в оперативный блок 6 (массу ротора также можно ввести вручную, но такое значение будет менее точным). Также в оперативный блок 6 автоматически вводится значение величины вибрации пола от датчика 9. С помощью интерактивной панели 8 или другого устройства ввода исходных параметров в оперативный блок 6 вводят значение требуемой точности балансировки.
После этого оперативных блок 6 на основе полученных параметров определяет предпочтительный режим балансировки: дорезонансный,
резонансный или зарезонансный, и формирует команду на установку соответствующих выбранному режиму собственной частоты вибровоспринимающих резонаторов 5 и частоты вращения ротора 1. Сформированная команда поступает, соответственно, на устройство изменения собственной частоты и вращающее устройство/двигатель. В соответствии с поступившим сигналом ротор 1 разгоняют до выбранной частоты вращения и регистрируют его колебания с помощью датчиков 2. На основе полученных значений с учётом исходных параметров и параметров выбранного режима балансировки определяют дисбаланс.
Найденный дисбаланс устраняют путём корректировки распределения массы ротора 1 за счёт установки дополнительных грузов или высверливания/испарения излишней массы (например, с помощью импульсного лазера). Пример.
Требуется отбалансировать единичный ротор электродвигателя массой 20 кг с точностью 0.5 г'мм/кг, что соответствует первому Классу точности балансировки ротора. Рабочая скорость ротора составляет 3000 об/мин. Универсальное устройство для балансировки ротора расположено в общемашиностроительном цеху или машинном зале с вибрационным фоном пола порядка 12 мкм.
Для описанных исходных данных лучше всего подходит зарезонансный режим балансировки, поскольку именно этот режим не чувствителен к помехам, распространяющимся по полу, но при этом имеет возможность достижения высоких точностей балансировки.
В случае требований точности балансировки ротора порядка 0,05 г"мм/кг и выше, необходимо было бы перейти на резонансный режим работы станка. Этот режим более трудоёмкий, но даёт возможность на порядок и более повысить точность балансировки.
В случае жёстких исходных требований к высокой производительности труда, при отсутствии фоновой вибрации и наличие требования умеренной точности балансировки, наиболее выгодным был бы резонансный режим работы станка.
Промышленная применимость
Обеспечение возможности выбора оптимального режима балансировки, а также полностью автоматизированная система управления позволяют значительно расширить многообразие балансируемых роторов, упростить и ускорить балансировку, при этом повысив её качество.
Claims
1. Способ балансировки ротора, согласно которому устанавливают ротор на опорах, соединённых с вибровоспринимающими резонаторами, разгоняют его до выбранной частоты вращения, регистрируют колебания ротора, определяют дисбаланс и устраняют его, отличающийся тем, что до начала вращения вводят в автоматический оперативный блок исходные параметры балансировки, например, массу ротора и требуемую точность балансировки, определяют на их основе режим балансировки: дорезонансный, резонансный или зарезонансный, и по команде оперативного блока автоматически устанавливают соответствующие выбранному режиму собственную частоту вибровоспринимающих резонаторов и частоту вращения ротора.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что предварительно измеряют величину вибрации пола и вводят это значение в оперативный блок.
3. Универсальное устройство для балансировки ротора, включающее вращающее устройство, датчики колебаний и, по крайней мере, две опоры, соединённые с вибровоспринимающими резонаторами, обеспечивающими возможность изменения их собственной частоты, отличающееся тем, что каждый вибровоспринимающий резонатор выполнен с возможностью реализации дорезонансного, резонансного или зарезонансного режимов балансировки, а устройства изменения собственной частоты вибровоспринимающих резонаторов соединены с автоматическим оперативным блоком, оборудованным устройством ввода исходных параметров балансировки, например, массы ротора и требуемой точности балансировки.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что опоры снабжены устройством измерения массы, соединённым с устройством ввода исходных параметров балансировки.
5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что устройство ввода исходных параметров балансировки соединено с датчиком вибрации пола.
6. Устройство по п.1 , отличающееся тем, что снабжено устройством корректировки распределения массы ротора, например, импульсным лазером.
7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что вибровоспринимающий резонатор выполнен с обеспечением возможности изменения его собственной частоты за счёт изменения его пространственной конфигурации, или за счёт наличия жидкости с управляемой вязкостью, или за счёт управления электрическими и/или магнитными свойствами его элементов.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013119861/28A RU2544359C2 (ru) | 2013-04-30 | 2013-04-30 | Способ балансировки ротора и устройство для его осуществления |
| RU2013119861 | 2013-04-30 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2014178759A1 true WO2014178759A1 (ru) | 2014-11-06 |
Family
ID=51843759
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2014/000314 WO2014178759A1 (ru) | 2013-04-30 | 2014-04-29 | Способ балансировки ротора и устройство для его осуществления |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2544359C2 (ru) |
| WO (1) | WO2014178759A1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114646378A (zh) * | 2020-12-21 | 2022-06-21 | 财团法人金属工业研究发展中心 | 振动力量测量装置 |
| DE102022130262A1 (de) | 2022-11-16 | 2024-05-16 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Maschine |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2627968C1 (ru) * | 2016-04-14 | 2017-08-14 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-Технический Центр "Завод Балансировочных Машин" | Способ балансировки ротора и устройство для его осуществления |
| RU2655731C1 (ru) * | 2017-05-29 | 2018-05-29 | Общество с ограниченной ответственностью НПЦ "Динамика" - Научно-производственный центр "Диагностика, надежность машин и комплексная автоматизация" | Способ балансировки ротора с применением алгоритма плавного разгона |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU750302A1 (ru) * | 1978-06-19 | 1980-07-23 | За витель Д.П.Лебедев, 5.П.Двойников и Н.В.Л люк | Устройство дл балансировки роторов в процессе их вращени |
| SU1464093A1 (ru) * | 1987-06-01 | 1989-03-07 | Московский энергетический институт | Способ балансировки ротора |
| RU2382999C1 (ru) * | 2008-09-30 | 2010-02-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный университет" (ПГУ) | Способ динамической балансировки ротора |
-
2013
- 2013-04-30 RU RU2013119861/28A patent/RU2544359C2/ru not_active IP Right Cessation
-
2014
- 2014-04-29 WO PCT/RU2014/000314 patent/WO2014178759A1/ru active Application Filing
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU750302A1 (ru) * | 1978-06-19 | 1980-07-23 | За витель Д.П.Лебедев, 5.П.Двойников и Н.В.Л люк | Устройство дл балансировки роторов в процессе их вращени |
| SU1464093A1 (ru) * | 1987-06-01 | 1989-03-07 | Московский энергетический институт | Способ балансировки ротора |
| RU2382999C1 (ru) * | 2008-09-30 | 2010-02-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный университет" (ПГУ) | Способ динамической балансировки ротора |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114646378A (zh) * | 2020-12-21 | 2022-06-21 | 财团法人金属工业研究发展中心 | 振动力量测量装置 |
| DE102022130262A1 (de) | 2022-11-16 | 2024-05-16 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Maschine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2544359C2 (ru) | 2015-03-20 |
| RU2013119861A (ru) | 2014-11-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2014178759A1 (ru) | Способ балансировки ротора и устройство для его осуществления | |
| RU2396384C1 (ru) | Способ управления циклом центрифугирования в стиральной машине и стиральная машина для осуществления способа | |
| CN104632522B (zh) | 一种风电机组振动的监测和控制方法及系统 | |
| CN104458128B (zh) | 一种基于动力学特性的涡轮增压器转子不平衡量控制方法 | |
| CN101187589A (zh) | 一种调整磁悬浮真空分子泵转子动平衡的方法 | |
| KR100685667B1 (ko) | 회전 밸런스 시험 장치 | |
| CN102425561A (zh) | 一种磁悬浮分子泵动平衡方法 | |
| CN102252836A (zh) | 旋转机器支承状态、动平衡及不对中的测试方法和装置 | |
| CN109540390B (zh) | 高速转子去除不平衡量的方法及动平衡芯轴 | |
| CN102425562A (zh) | 一种磁悬浮分子泵动平衡方法 | |
| Dekýš et al. | Understanding of the dynamical properties of machines based on the interpretation of spectral measurements and FRF | |
| KR100905397B1 (ko) | 주기적 회전진동을 이용한 동적 발란싱 장치 및 방법 | |
| CN108801550A (zh) | 一种汽车传动系等效不平衡测试方法 | |
| RU2572657C1 (ru) | Способ автоматической настройки резонансных режимов колебаний вибрационной машины с приводом от асинхронного двигателя | |
| RU2653961C1 (ru) | Способ управления амплитудой при автоматической настройке на резонансный режим колебаний вибрационной машины с приводом от асинхронного двигателя | |
| CN103217254A (zh) | 用于修正永久性标定的方法以及测力式平衡机 | |
| CN104019942A (zh) | 一种自适应的变载荷振动平台动平衡校正系统及方法 | |
| CN104330214A (zh) | 一种简易现场动平衡方法 | |
| US4608867A (en) | Method for the dynamic balancing of rotating machines in assembled condition | |
| CN110926699A (zh) | 转子动平衡校正方法及使用该方法的自动化设备 | |
| CN109482911A (zh) | 高速静压后置式电主轴及动平衡方法 | |
| Nikhil et al. | Design and development of a test-rig for determining vibration characteristics of a beam | |
| CN104236798B (zh) | 旋转机械启停车纯试重奈奎斯特图的单面图解平衡方法 | |
| CN1456870A (zh) | 风扇转子动平衡校正方法及装置 | |
| CN109654157B (zh) | 一种外置式动平衡装置及系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 14791746 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 14791746 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |