Устройство для динамической балансировки роторов

 

Изобретение относится к балансировочной технике и может быть использовано в прецизионном приборостроении . Цель изобретения - повьппение точности и балансировки за счет автоматической подстройки амплитуды и фазы корректирующего воздействия . Устройство содержит датчик I дисбаланса, сигнал которого поступает на блок 4 сравнения, где определяется скорость изменения дисбаланса . Реверсивный счетчик 5 выдает сигнал с частотой, задаваемой задающим генератором 16, этот сигнал поо (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

8 А1 (19) (11) (50 4 G

1 8

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3958767/25-28 (22) 02.10,85 (46) 28.02,87. Бюл. № 8 (72) С.А.Тимофеев, А.В.Белов и А.Я.Шульман (53) 620.1.05;531.382 (088.8) (56) Ковалев M.Ï., Моржаков С.П., Терехова К,С. Динамическое и статическое уравновешивание гидроскопических устройств. M. Машиностроение, 1974, с. 123.

Скворчевский А.К., Промыслов Е.В.

Уравновешивание вращающихся масс гироприборов, M. Машиностроение, 1977, с. 119.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1202373, кл. G 01 М 1/38, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКОЙ

БАЛАНСИРОВКИ РОТОРОВ (57) Изобретение относится к балансировочной технике и может быть ис пользовано в прецизионном приборостроении, Цель изобретения — повьппение точности и балансировки за счет автоматической подстройки амплитуды и фазы корректирующего воздействия. Устройство содержит датчик дисбаланса, сигнал которого поступает на блок 4 сравнения, где опре.деляется скорость изменения дисбаланса. Реверсивный счетчик 5 выдает сигнал с частотой, задаваемой задаю- Я щим генератором 16, этот сигнал по1293508 дается на фазовращатель 7, соединенный с инвертором-повторителем 8, где по сигналам с блока 4 сравнения фаз задается прямое или обратное смещение, Усилитель 9 мощности передает усиленный сигнал на вибровозбудитель 10, управляющий вибрацией

Изобретение относится к балансировочной технике и может быть использовано в прецизионном приборостроении.

Цель изобретения — повьш ение точности и производительности балансировки за счет автоматической подстройки амплитуды и фазы корректирующего воздействия.

На фиг,l представлена блок-схема устройства; на фиг.2 — схема блока сравнения; на фиг.3 — различные случаи процесса балансировки, Устройство содержит измеритель дисбаланса, выполненный в виде датчика 1 дисбаланса и смонтированного усилителя 2, соединенные последовательно с селективным усилителем 2, выпрямитель 3, блок 4 сравнения, реверсивный счетчик, цифроаналоговой преобразователь 6, фазовращатель 7 инвертор-повторитель 8, усилитель 9 мощности, вибровозбудитель 1О с экраном ll. Выход селективного усилителя 2 соединен с сигнальным входом фазовращателя 7, Выход выпрямителя

3 последовательно соединен с компаратором 12, токовым ключом 13, блоком 14 питания, оптическим квантовым генератором (ОКГ)15. Выход блока 4 сравнения соединен с управляющим входом инвертора-повторителя 8.

Вход реверсивного счетчика 5 последовательно соединен с делителем 17 частоты с задающим генератором 16.

Вход делителя 17 частоты соединен с . выходом переключателя 18 коэффициента деления частоты.

Луч ОКГ 15 направлен на фиксирующую линзу 19 и фокусируется последней на поверхности балансируемого экрана И, периодически перекрывающего луч лазера 15. При достижении допустимого уровня дисбаланса блок

14 питания лазера 15 отключается от сигнала токового ключа 13, срабатывающего от компаратора 12, 1 з.п. ф-лы

3 ил.

2 ротора 20, находящегося в баланси— ровочной раме (не показана), Сигнал на блок 4 сравнения поступает через две последовательно сое5 диненные линии 21, 22 задержки на инвертирующий, а через линию 23 задержки — на неинвертирующие входы дифференциального усилителя 24. Ин-i вертирующий вход дифференциального усилителя 24 связан с неинвертирующим входом дифференциального усилителя 25, Инвертирующий вход дифференциального усилителя 25 соединен с неинвертирующим входом дифференциального усилителя 26 и входом блока

4 сравнения, Инвертирующий вход дифференциального усилителя 26 соединен с неинвертирующим входом дифференциального усилителя 24. Неинвертирующий и инвертирующий входы дифференциального усилителя 27 соединены соответственно с выходом дифференциального усилителя 24 и 25. Входы

25 формирователей 28 и 29 сигналов соединены с выходами дифференциальных усилителей 27 и 26 соответственно, Напряжения, выдаваемые с выходов формирователей сигналов 28 и 29, являютсн выходами блока 4 сравнения.

Устройство работает следующим образом, При настройке экран ll выставляют так, чтобы при нулевом сигнале с датчика 1 дисбаланса он полностью перекрывал луч ОКГ 15, Ротор 20 устанавливают в балансировочную раму и разгоняют до частоты балансировки. . За .счет неуравновешенности ротора 20 рама начинает колебаться. Колебания воспринимаются датчиком 1 дисбаланса, усиливаются селективным усили1293508 телем 2, подаются на сигнальный вход фазовращателя 7, который .изменяет фазу выходного сигнала по отношению к входному сигналу в зависимости от напряжения на управляющем входе.

С фазовращателя 7 сигнал поступает на инвертор-повторитель 8, производящий инверсию фазы входного сигнала на 180 в зависимости от направ- 10 ления изменения величины дисбаланса.

Увеличение значения дисбаланса балансируемого ротора 20 указывает на то, что съем массы с ротора происходит в области легкого места. В этом случае с выхода блока 4 сравнения сигнал поступает на управляющий вход инвертора-повторителя 8 и происходит инверсия фазы входного сигнала.

При дальнейшей обработке ротора 20 20 дисбаланс уменьшается, так как съем массы производится в области тяжелого места, Сигнал с инвертора-повторителя 8 поступает на усилитель 9 мощности, который усиливает сигнал для управления вибровозбудителем 10 с экраном 11 °

Управление фазовращателем 7 происходит следующим образом.

Допустим, в процессе работы устройства экран 11 движется так, что уровень сигнала дисбаланса начинает уменьшаться, Напряжение на выходе выпрямителя 3 также уменьшается. С выхода выпрямителя 3 .сигнал поступа- 35 ет на вход блока 4 сравнения, где он обрабатывается и выдается сигнал

"0" или "I" в зависимости от величины скорости уменьшения дисбаланса на вход реверсивного счетчика 5. 40

"011 подается на вход реверсивного счетчика 5 в случае максимальной скорости уменьшения дисбаланса, а

"1" — в противном.

На второй вход подаются импульсы через делитель 17 частоты и переключатель 18 коэффициента деления с генератора 16 Реверсивный счетчик 5 начинает работать в режиме

50 прямого счета (при наличии "0" на входе) или обратного счета (при наличии "1" на входе). На выходе реверсивного счетчика 5 происходит изменение цифровых данных в двоичном ко5 де. Эти цифровые данные с выхода реверсивного счетчика 5.поступают на вход цифроаналогового преобразователя 6, преобразуюшего входные цифровые данные в пропорциональные аналоговые уровни, Выходной сигнал с выхода

I цифроаналогового преобразователя 6 поступает на вход управления фазовращателем 7 и последний в свою очередь изменяет разность фаз входного и,выходного сигналов, 3

При уменьшении значения- дисба.ланса до определенной величины на выходе выпрямителя 3 срабатывает компаратор 12, Сигнал "1" подается на вход токового ключа 13.

Токовый ключ 13 переходит в другое устойчивое состояние. Сигнал с выхода токового ключа 13 отключает блок 14 питания заслонки лазера и генерация ОКГ 15 срывается. Это слу— жит сигналом окончания балансировки> т,е. уменьшения значения дисбаланса ротора 20 до определенной величины (например, допуска на динамическую балансировку).

Допустим, в процессе обработки ротора величина дисбаланса ротора изменяется по одной из кривых: а, б,в (см.фиг.3).

Сигнал в точке Т< (фиг.2), перейдя из точки Тр через линии задержки 21 и 22, и сигнал в точке Т отличаются по напряжению в момент времени. .на определенную величину, пРичем Б„ с Бт, где Бт, Пт

1 э напряжения в точках Т, и Тэ соответственно.

На выходе дифференциального усилителя появляется положительный по- . тенциал, который формируется формирователем 29 до уровня "1" и подается на вход инвертора-повторителя 8 (фиг.1), который в свою очередь инвертирует фазу входного сигнала на

180, перенося тем самым место съема о материала на ту половину дуги окружности ротора, где располагается тяжелое место.

Допустим, в процессе обработки ротора величина дисбаланса ротора изменяется по кривой д (см.фиг.3) . Напряжения в точках Т1, Т, Т> находятся в следующих зависимостях: та тЗ

I Ur, Uri l ) от, — "т,1

Тогда U i U т и на выходе дифферен4 5 циального усилителя в точке Т1, напряжение отрицательное. Пройдя через

1293508 формирователь 28, напряжение на его выходе соответствует "О". Из точки Т9 напряжение с уровнем "0" подается на вход реверсивного счетчика 5 (фиг.1).

С выхода реверсивного счетчика 5 изменяющийся сигнал в сторону уменьшения в виде двоичного кода поступает на вход цифроаналогового преобразователя 6. Преобразованный сигнал проходит на вход управления фазовращателем 7, изменяющего раз — . ность фаз входного и выходного сигналов, чтобы место съема материала сближалось с тяжелым местом на фоторе

8 случае, когда величина дисбаланса ротора изменяется по кривой ж (см.фиг.З), напряжения в точках Т, Т, Т находятся в следующих зависимостях:

Тогда Бт U H Ha выходе дифферен т0 циального усилителя 27 в точке Т7 напряжение положительное, Пройдя через формирователь 28, напряжение на его выходе будет соответствовать

"1". Иэ точки Т напряжение с уровнем "1" подается на вход реверсивно.го счетчика 5 (см.фиг.1), С выхода реверсивного счетчика

5 изменяющийся сигнал в сторону увеличения в виде двоичного кода поступает на вход цифроаналогового преобразователя 6, Преобразованный сигнал приходит на вход управ ления фаэовращателем 7, изменяющего разность фаз входного и выходного сигналов так, чтобы место съема материала сближалось с тяжелым местом на роторе.

Формул а из о бр е т е ни я

1. Устройство для динамической балансировки роторов, содержащее балансировочную раму, измеритель дисбаланса, соединенный .с рамой, оптический квантовый генератор с блоком питания, оптическую систему, фокусирующую луч оптического квантового. генератора, фазовращатель, усилитель мощности и вибровозбудитель с установленным на нем экраном, подключенный к выходу усилитель мощности, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и производительности балансировки, устройство снабжено соединенными последовательно с измерителем дисбалан5 са выпрямителем, блоком сравнения, реверсивным счетчиком и цифроаналоговым преобразователем, выход которого соединен с сигнальным входом фазовращателя, инвертором-повторителем, 101, вход которого соединен с выходом фазовращателя, а выход — с входом

: усилителя мощности компаратора,,15

55 вход которого соединен с выходом выпрямителя, токовым ключом, вход которого соединен с выходом компаратора, а выход - с входом блока питания, делителем частоты, выход которого соединен с управляющим входом реверсивного счетчика, задающим генератором и переключателем, подключенными к соответствующим входам делителя частоты, выход измерителя дисбаланса соединен с сигнальным входом фазовращателя.„ а второй выход блока сравнения — с управляющим входом инвертора — повторите1ля.

2. Уатроиство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок сравнения выполнен в виде двух соединяющих последовательно линий задержки, вход первой из которых представляет собой вход блока сравнения, третьей линии задержки, вход которой соеди-нен с входом первой линии задержки первого, второго, третьего и четвертого дифференциальных усилителей, неинвертирующий вход первого из них и инвертирующий вход третьего соединены с выходом второй линии задержки, инвертирующий вход первого и неинвертирующий вход второго — с выходом третьей линии задержки, инвертирующий вход второго и неинвертирующий вход третьего — с входом первой линии задержки, а выходы первого и второго неинвертирующим и инвертирующим входами четвертого и двух формирователей сигналов, выход четвертого дифференциального усилителя соединен с первым формирователем сигналов, выход которого представляет со-. бой первый выход блока сравнения, а выход третьего — e входом второго формирователя сигналов, выход которого представляет собой второй выход блока сравнения.

1293508

Составитель А.Паникленко

Редактор Н.Швыдкая Техред И.Ходанич Корректор И,Пожо

Заказ 373/42 Тираж 777 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4