Способ настройки станка для балансировки коленчатых валов

 

СПОСОБ НАСТРОЙКИ СТАНКА ДЛЯ БАЛАНСИРОВКИ КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ, включающего опоры и измерительные каналы, заключающийся в том, что на опоры станка устанавливают эталонный коленчатый вал с четырьмя противовесами, имеющими каждый по две ортогональные оси коррекции, закрепляют на крайнем противовесе коленчатого вала контрольный груз, при вращении коленчатого ва ла разделяют вторую плоскость коррекции , переставляют контрольный груз на второй крайний противовес в той же осевой плоскости, что и для первого крайнего противовеса, при вращении коленчатого вала разделяют первую плоскость коррекции, устанавливают цену деления измерительного канала второй плоскости коррекции, переставляют контрольный груз на первый крайний противовес, при вращенииколенчатого вала устанавливают цену деления измерительного канала первой плоскости коррекции и удаляют контрольный .груз, о т л ичающийся тем, что, с целью повьщ1ения точности балансировки, на каждом из двух средних противовесов по осям коррекции, расположен (/) ным в первой осевой плоскости, закрепляют одновременно по контрольному грузу и при вращении коленчатого вала устанавливают цену деления измерительного канала третьей плоскости коррекции, снимают оба контрольных груза и аналогично устанавливают цену деления измерительных каналов каждой плоскости коррекции во второй осевой плоскости,ортогональной nepBoii.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

< 1 ((91 Э ((!1

4р G Ol М 1/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3664577/25-28 (22) 23.11.83 (46) 23.06.85. Бюл. ¹ 23 (72) Л.В. Завадский, M.Á. Пальчук и И.Н. Стельман (7)) Минское станкостроительное производственное объединение им.

Октябрьской революции (53) 620.1.05:531.382 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

¹ 530212, кл. G 01 Н 1/22, 1975.

2. Аппаратура для балансировки в двух плоскостях. Модели .2504 и

3905. Проспект фирмы Брюль и Кьер, Дания, Копенгаген, 1983. (54)(57) СПОСОБ НАСТРОЙКИ СТАНКА

ДЛЯ БАЛАНСИРОВКИ КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ, включающего опоры и измерительные каналы, заключающийся в том, что на опоры станка устанавливают эталонный коленчатый вал с четырьмя противовесами, имеющими каждый по две ортогональные оси коррекции, закрепляют на крайнем противовесе коленчатого вала контрольный груз, при вращении коленчатого ва« ла разделяют вторую плоскость коррекции, переставляют контрольный груз на второй крайний противовес в той же осевой плоскости, что и для первого крайнего противовеса, при вращении коленчатого вала разделяют первую плоскость коррекции, устанавливают цену деления измерительного канала второй плоскости коррекции, переставляют контрольный груз на первый крайний противовес, при вращении коленчатого вала устанавливают цену деления измерительного канала первой плоскости коррекции и удаляют контрольный .груз, о т л ич а ю шийсятем, что, с целью повышения точности балансировки, на каждом из двух средних противовесов по осям коррекции, расположенным в первой осевой плоскости, закрепляют одновременно по контрольному грузу и при вращении коленчатого вала устанавливают цену деления измерительного канала третьей плоскости коррекции, снимают оба контрольных груза и аналогично устанавливают цену деления измерительных каналов каждой плоскости коррекции во второй осевой плоскости, ортогональной первой.

1163169

Изобретение относится к балансировочной технике и может быть использовано в станках для балансировки коленчатых валов с тремя плоскостями коррекции. 5

Известен способ настройки станка для балансировки роторов, заключающийся в том, что устанавливают поочередно в каждую из заданных плоскостей коррекции первого из партии 10 балансируемых роторов контрольный груз на известном радиусе и в известное угловое положение, для каждой плоскости измеряют зависимость показаний величины дисбаланса и тарируют измерительную систему станка Ц.

Недостаток этого способа настройки заключается в тбм, что он не учитывает особенностей настройки балансировочных станков с фиксирован. ными системами координат, в которых работают станки для балансировки коленчатых валов с тремя плоскостями коррекции. 25

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ настройки станка для балансировки коленчатых валов, включающего опоры и измерительные каналы, заклю- З0 чающийся в том, что на опоры станка устанавливают эталонный коленчатый вал с четырьмя противовесами, имеющими каждый по дне ортогональные оси коррекции, закрепляют на край-, 35 нем противовесе коленчатого вала контрольный груз, при вращении коленчатого вала разделяют вторую плоскость коррекции, переставляют контрольный груз на второй край- 40 ний противовес в той же осевой плоскости, что и для первого край-. него противовеса, при вращении коленчатого вала разделяют первую плоскость коррекции, устанавливают цену деления измерительного канала второй плоскости коррекции, переста- вляют контрольный груз на первый крайний противовес, при вращении коленчатого вала устанавливают 50 цену деления измерительного канала первой плоскости коррекции и удаляют контрольный груз.

В случае балаь*сировки ротора в двух плоскостях коррекции и в полярной системе координат способ: обес" печивает необходимую точность настройки балансировочного станка (2) .

Недостаток известного способа за ключается в том, что при настройке станков для балансировки коленчатых валов с тремя плоскостями коррекции не обеспечивается настройка измерения проекций дисбаланса в осевых плоскостях коррекции, что при " водит к снижению точности измерения и коррекции дисбаланса и, как следствие, к снижению точности балансировки.

Целью изобретения является повышение точности балансировки.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу настройки станка для балансировки коленчатых валов, включающего опоры и измерительные каналы, заключающемуся в том, что на опоры станка устанавливают эгалонный коленчатый вал с четырьмя противовесами, имеющими каждый по две ортогональные оси коррекции, закрепляют на крайнем противовесе коленчатого вала контрольный груз, при вращении коленчатого вала разделяют вторую плоскость коррекции, переставляют контрольный груз на второй крайний противовес в той же осевой плоскости, что и для первого крайнего противовеса, при вращении коленчатого вала разделяют первую плоскость коррекции, устанавливают цену деления измерительного канала второй плоскости

Э

- коррекции, переставляют контрольный груз на первый крайний противовес,при вращении коленчатого вала устанавливают цену деления измери1ельного канала первой плоскости коррекции и удаляют контрольный груз, на каждом иэ двух средних противовесов по осям коррекции, расположенным в первой осевой плоскости, закрепляют одновременно по контрольному грузу и при вращении коленчатого вала устанавливают цену деления измерительного канала третьей плоскости коррекции, снимают оба контрольных груза и аналогично устанавливают цену деления измерительных каналов каждой плоскости коррекции по второй осевой плоскости, ортогональной первой.

На чертеже изображена структур ная схема измерительного устройства к станку для балансировки коленчатых валов с тремя плоскостями коррекции, настраиваемому по данному способу.

1163169 з

Эталонный коленчатый вал 1 с четырьмя противовесами, двумя крайними и двумя средними, обобщенными как эквивалентный средний прс гивовес, образующими три плоскости коррекции, на которых через Х и Y обозначены оси коррекции, расположенные под углом 90, подготовлен специально для настройки станка.

Через оси коррекции и ось обработки коленчатого вала 1 проведены две перпендикулярные плоскости коррекции. Через а, Ь, с, d, е, f обозначены точки, лежащие на противовесах коленчатого вала и на осях коррекции. В этих точках есть отверстия с резьбой для установки контрольный грузов (не показаны).

Точки а,Ь, с расположены в осевой плоскости 1, а точки d, е, f — в осевой плоскости 1 . Измерительные каналы первой и второй плоскостей коррекции выполнены соответственно в виде последовательно соединенных датчика 2 (3) дисбаланса, суммато-; ра 4 (5), усилителя 6 (7) и фаэовращателя 8 (только для второй плос. кости коррекции). Второй вход сумматора 4 соединен с выходом датчика 3, а второй вход сумматора 5-с выходом датчика 2. Для разложения дисбаланса на проекции X и каждый измерительный канал плоскости коррекции содержит две цепи, выполненные каждая в виде последовательно соединенных синхронного детектора 9 (10-12), сумма ора 13 (14-16 ) и индикатора 17 (18-20) проекций дисбаланса. Измерительные каналы третьей плоскости коррекции для каждой осевой плоскости выполнены каждый в виде последовательно соединенных регулируемого .источника 21 (22)

t постоянного напряжения и индикатора 23 (24) проекций дисбаланса.

Устройство содержит также генера-, тор 25 опорных сигналов, первый выход которого связан с вторыми входами синхронных детектороь 9 и ll проекций а и Ь первой осевой плоскости„ второй выход — с вторыми входами синхронных детекторов 10 и 12 проекций d н е второй осевой плоскости,. а выход каждого регулируемого источника 21 (22) связан также с вторыми входами суммато-.. ров 13 и !5 (14 и 16) соответствующей осевой плоскости.

Способ настройки станка для балансировки коленчатых валов, включаю щего опоры и измерительные каналъ, осуществляют следующим образом, На опоры станка устанавливается эталонный коленчатый вал 1, который приводится во вращение (элементы механической системы станка и !

6. привода вращения на схеме не показа ны). На коленчатый вал 1 (изображен условно) закрепляют поочередно на каждый из крайних противовесов контрольный груз. Колебания опор стан13 ка, пропорциональные дисбалансу от контрольного груза, воспринимаются и преобразуются в электрический сигнал датчиками 2 и 3 дисбаланса.

С помощью сумматоров 4 и 5, в состав которых входят потенциометры

20 (не показаны), производится настройка цепи разделения плоскостей коррекции, совпадающих с крайними противовесами. Выходной сигнал сум25 матора 4 (5 ), пропорциональный дисбалансу, приведенному к плоскости крайнего противовеса, усили-вается и фильтруется от помех усилителем 6 (7) и раскладывается на проекции в прямоугольной системе координат с помощью синхронных детекторов 9 (1)) и 10 (12), на управляющие входы которых приходят сдвинутые на 90 один относительно другого выходные напряжения гене35 ратора 25 опорных сигналов. Выходные напряжения синхронных детекторов 912, пропорциональ.|ые проекциям дисбаланса в крайних противовесах, измеряются и запоминаются индикатора40 ми 17 и 19 проекций для осевой плоскости коррекции )(и индикаторами 18 и 20 — для осевой плоскости Y . .Каждый из индикаторов 17-20 проекций может быть реализован с помощью аналогово45 го запоминающего устройства конденсаторного типа и включенного на его .выход стрелочного прибора с нулем посередине, ток через который регулируется с помощью переменного резисто50 ра. В индикаторах 23 и 24 проекций третьей плоскости корреции, выполняемых аналогично, может быть применен прибор с нулем на краю шкалы."

Каждый из источников 21 и 22 постоянного !

55 напряжения может быть реализован, например, с помощью потенциометра, подключенного к плюсовой и общим шинам источника питания. Таким об1163169 разом, выходное напряжение каждого из источников 21 и 22 может изменяться оператором станка от нуля до напряжения плюсовой шины источника питания.

В автоматическом варианте схемы источники 2! и .22 могут быть реализованы, например, с помощью генератора линейно изменяющегося напряжения. Перед началом измерения необходимо установить в нуль потенциометры, регулируемых источников 21 я 22 постоянного напряжения или отключить источники от схемы. Знаки измеренных проекций дисбаланса определяются по направлению отклонения стрелки индикаторов 17,19,18 и 20 проекций дисбаланса, например, плюс — отклонение вправо, а минусвлево.

Рассмотрим проекции, расположенные в общей осевой плоскости коррекции g, т„е. плоскости, проходящей через ось вращения и направления коррекции, обозначенные на коленчатом валу 1 через 3.М . Если на индикаторах 17 и 19 проекций, относящихся к осевой плоскости М, получены положительные знаки проекций, положение регулятора источника 21 (или не подключают его к схеме), яе изменяют, а считывают показания индикаторов 17 и 19 1,18 и 20 для осевой плоскости Ъ), останавливают вращение шпинделя станка и связанного с ним коленчатого вала I u производят коррекцию дисбаланса в его крайних противовесах согласно показаниям индикаторов проекций (т.е. задача сводится к измерению двух плоскостей коррекции). Если на одном из индикаторов (например, l9) относящихся к осевой плоскости Х, получено отрицательное значение проекции, то начинают изменять выходное напряжение источника 21 вверх от нуля (полярность источника совпадает с полярностью положительной проекции на выходе синхронных детекторов). Так как выход источника 21 соединен с входами обоих сумматоров 13 и 15, то показания индикаторов 17 и 19 начнут изменяться: в индикаторе 17 положительная проекция возрастает, а в индикаторе 19 абсолютное значение отрицательной проекции уменьшается. Одновременно появляются цо43

ЬФ

Допустим, на опоры станка установлен эталонный коленчатый вал, дисбаланс которого меньше допустимого в 3-5 раз (при изменении дисбаланса приборы показывают "0").

Необходимая точность балансировки эталонного вала может быть получена методом обхода грузами. В противовесах коленчатого вала подготовлены места (нанример, отверстия с резьбой ) для установки контрольных грузов, которые совпадают с разрешенными осями коррекции дисбаланса в противовесах (точки а, Ь, с, Й, е, f ). Устанавливают контрольный груз в точку Ь. Дисбаланс, создаваемый контрольным грузом при установке каэания на индикаторе 23, относящемся к средней плоскости коррекции осевой плоскости 1, . В тот момент, когда показания индикатора 19 станут равны нулю, прекращают регулировку напряжения источника 21. Показания индикатора 17 будут равны сумме абсолютных значений отрицательной и положительной проекции в осевой плоскости, а показания индикатора 23 будут равны удвоенной отрицательной цроекции, так как масштаб измерения индикаторов 23 и 24 отличается от масштаба других индикаторов в два раза. Все индикаторы проекций градуируются в единицах коррекции. После аналогичных измерений в осевой плоскости (останавливают вращение коленчатого вала 1 и производят коррекцию дисбаланса в первой и третьей плоскостях коррекции для координат М, а для координат Y согласно показаниям индикаторов 18, 20 и 24. В случае получения на инди,каторах 17 и 19 двух отрицательных проекций, увеличивают выходное напря. жение источника 21 до тех гор, пока большая по абсолютной величине из проек .ий (например, на индикаторе 19) не станет равной нулю., и включают вращение балансируемого коленчатого вала. Показания индикатора 17 будут в э ом случае равны разности абсолютных значений проекций, а индикатора 23 — удвоенному значению проекции, большей по абсолютному значению (на индикаторе 19). Аналогично описанному измеряются проекции дисбаланса коленчатого вала в осевой плоскости коррекции

1163169 8 на противовес коленчатого вала, дол-, жен быть в 10-15 раз выше допускаемого дисбаланса. Включают вращение шпинделя станка и следят за показаниями индикаторов 17,19 18 и 20 проекций дисбаланса. Так как оси проекций могут не совпадать с осями коррекции, то помимо показаний на индикаторе 19, соответствующего точке Ъ, могут быть показания на индикато- 10 ре 20 и на индикаторах 7 и 18 от влияния дисбаланса, создаваемого контрольным грузом, на левую опору балансировочного станка. Потенциометром схемы разделения плоскостей 15 коррекции, входящим в состав сумматора 4, устанавливают стрелки приборов индикаторов 17 и 19 в нулевое положение, отключают вращение шпинделя станка и переносят контрольный 20 груз из точки Ь в точку а. Аналогично описанному потенциометром, входящим в состав сумматора 5, устраняют влияние дисбаланса от контрольного груза на правую опору 25 станка. Таким образом, схема разделения плоскостей коррекции настроена. Не снимая контрольного груза (он расположен в точке а), расфиксируют статор генератора 25 опор- gp

1 ных сигналов и, медленно поворачивая его вокруг оси вращения рото:ра, добиваются максимума показаний индикатора 17> минимума показаний (нуля ) индикатора 19 и фиксируют статор в найденном положении. В результате оси измерительной системы координат совпадут с осями коррек-. ции в левом противове се коленчатого вала (оси Х и Y через точки а и d 40 соответственно). Далее переменным резистором, входящим в состав индикатора 17, устанавливают количество делений прибора, соответствующее поставленному контрольному грузу, т.е. устанавливают цену деления по координате X в левом противовесе коленчатого вала (на этой координате лежит точка а ) . Останавливают вращение коленчатого вала, переносят контрольный груз в точку Ь, включают вращение .коленчатого вала и с помощью фаэовращателя 8 добиваются максимума показаний индикатора 19 и минимума показаний 1нуля) ин-SS индикатора 20 и, таким образом, устраняют фаэовые ошибки (по сравнению с противоположным измерительным каналом) в измерительном кан. ле правой пло кости измерения, так как добиться олной идентичности фазовых характеристик в обоих измерительных каналах очек- трудно из-за наличия в усилителях 6 и 7 избирательных фильтров и разных характеристик левон и правой опор станка. Фазовращатель 8 может быть реализован с помощью операционного усилителя, на входе которого установлен RCфильтр первого порядка, изменяя параметры которого, например R можно изменять фазу выходного напряо жения от 0 до — 180 без изменения амплитуды. Затем с помощью переменного резистора, входящего в состав индикатора 19, устанавливают цену деления, аналогичную цене деления для точки а, по координате X для правого противовеса коленчатого, вала (на этой координате лежит точка b) отключают вращение коленчатого вала, снимают контрольный груз с правого противовеса коленчатого вала и устанавливают по одному грузу на каждый из двух средних противовесов 1 на чертеже они объединены в один) в точку с, лежащую на координате, и по методике, описанной выше с помощью источника 21, измеряют параметры сигнала, пропорционального поставленным грузам. По окончании измерения на всех индикаторах, кроме индикатора 23, будет нулевые показания. Переменным резистором, входящим в состав индикатора 23, устанавливают такое же количество делений прибора индикатора 23, как и для индикаторов 17 и 19. Цена деления будет в этом случае в два раза больше, чем для крайних противовесов коленчатого вала.

Таким образом, на индикаторах, относящих к осевой плоскости коррекции ции Х, цена деления будет выставлена. Затем снимают оба контрольных груза и, поочередно закрепляя контрольный груз в точках, d, е, f, расположенных в осевой плоскости коррекции 1, сначала в каждом из крайних противовесов, а за-ем одновременно по одному контрольному грузу на каждый из двух средних противовесов в каждом случае выставляют цену деления соответствующего инд ;кагора 18, 20 и 24 измерения проекции, ана логичную единицам коррекции в осевой плоскости Х .

Составитель П. Баранов

Редактор i. Кугрышева Техред А.Кикемезей Корректор Л.Пилипенко

Заказ 4095140

Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий !

13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП,"Патент" r. Ужгород, ул. Проектная, 4

9 1163169 10

Таким образом,после проведения всех лов.Операция настройки (или проверки науказанных опЕраций станок для балансира- стройки) выполняется оператором станка вки коленчатыхвалов будет настроен в случае нарушений в работе станка или и подготовлен для балансировки при профилактических работах через оппартии однотипных коленчатых ва- g ределенный интервал времени.