Способ определения параметров вектора дисбаланса роторов и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к балансировочной технике. Цель изобретения - повьциение точности за счет исключения динамической погрешности. По окружности ротора 4 наносят II равноудалённых мето/с 5, одну из них принимают за нулевую метку 6. При вращении ротора 4 фиксируют сигналы с датчиков 1,2 и 3 дисбаланса, нулевой метки и меток. В счетчике 17 меток отсчитывают число меток от нулевой до метки, совпадающей с моментом перехода через нуль сигнала с датчика 1 дисбаланса, (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (111

< 11 4 G 01 М I /?2 (5 ?

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4132766/25-28 (22) 08.10.86 (46) 30.04.88. Бюл.Р 16 (71) Институт сверхтвердых материалов

АН УССР (72) Г.Г.Добровольский, В.Б,ЕФремов, В.Л.Лрилуцкий, А.Н.Муравский и Л.М.Савченко (53) 620.1.05:531.382(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 378034, кл. С 01 М 1/22, 1969.

Авторское свидетельство СССР

У 664073, кл. G Ol М 1/22, 1977.

Авторское свидетельство СССР

У 1249358, кл. G 01 М 1/22, 1984.

Авторское свидетельство СССР

У 996885, кл. G OI М l/22, 1981. (54) С11ОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ

ВЕКТОРА ДИСБАЛАНСА РОТОРОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к балансировочной технике. Цель изобретения повьыение точности за счет исключения динамической погрешности. Цо окружности ротора 4 наносят И равноудалЬнных меток 5, одну из них принимают за нулевую метку 6. При вращении ротора

4 Фиксируют сигналы с датчиков 1,2 и 3 дисбаланса, нулевой метки и ме". ток. В счетчике 17 меток отсчитывают число меток от нулевой до метки, совпадающей с моментом перехода через нуль сигнала с датчика 1 дисбаланса, 1392414 что Фиксируется с помощью нуль-органа 13, зятем к полученному числу меток прибянляют И(4 меток с помощью счетчика меток и получают число М,, соответствующее Фазе дисбаланса, которая определяется как с = 2 т11 /N

Изобретение относится к балансироночной технике и может быть использовано при балансировке роторов различных машин, а также прецизионных станков н условиях повышенных 5 вибраций фундаментов.

Цель изобретения — повышение точности за счет исключения динамической погрешности, достигаемое путем учета изменения скорости вращения за один оборот.

На фиг.l представлен балансируе" мый ротор с нанесенными метками и установленными датчиками, общий вид; на фиг.2 — эпюра сигнала дисбаланса при постоянной скорости вращения ротора; на Фиг.3 — то же, при переменной скорости вращения ротора; на фиг.4 — функциональная схема устройства.

Способ определения параметров век" тора дисбаланса заключается в том, что наносят по окружности N равноудаленных меток, одну из которых принимают за нулевую, отмечая ее любым известным способом, приводят ротор во вращение, фиксируют сигнал с датчика дисбаланса, отсчитывают число

N меток от нулевой метки до метки, совпадающей с моментом перехода 30 через нулевое значение сигнала с датчика дисбаланса, от этой метки отсчитывают дополнительно N/4 меток для определения итоговой метки, определяемой числом N, и по сигналу с дятчи-35 ка дисбаланса в момент фиксации итоговой метки Л судят об амплитуде дис"3 баланса, я по положению итоговой метки — Фазе дисбаланса, определяе" мой кяк =- Ж;1 /11. 40

Устройств Лля реализации способа содержит дят икп 1,2 и 3 дисбаланса и индицируется с помощью индикатора

18 угла дисбаланса. Амплитуда дисбаланса Фиксируется н момент отсчета

N метки и индицируется на индика3 торе !9 величины дисбаланса, 2 с.п ° и I з.п. Ф-лы, 4 ил. нулевой метки и меток, расположенных на прямой, параллельной оси опор для ротора 4, на который нанесены метки 5 и нулевая метка 6, блок 7 формирования опорных сигналов, входы которого соединены с выходами датчиков 2 и 3 нулевой метки и меток, первый и второй перемножающие блоки 8 и 9, входы которых соединены с выходомдатчика 1 дисбаланса, первый и второй синхронные детекторы 10 и 11 первые входы которых соединены с выходами соответствующих перемножающих блоков

8 и 9, а вторые — со вторыми входами последних и с соответствующими выходами блока 7 формирования опорных сигналов, последовательно соединенные сумматор 12, входы которого соединены с выходами синхронных детекторов IO и 11, нуль-орган 13, схему

И 14 и счетчик 15 меток, последовательно соединенные вторую схему И 16, второй вход которой соединен с вторым нходом первой схемы И 14 и выходом датчика 3 меток, и второй счетчик 17 меток, второй вход которого соединен с вторым входом первого счетчика 15 меток и с выходом датчика 2 нулевой метки, и измеритель дисбаланса, выполненный в виде индикатора 18 угла дисбаланса и индикатора 19 величины дисбаланса, первые входы которых со" единены между собой, с первым входом нторой схемы И 16 и с выходом первого счетчика 15 меток, а вторые соответственно с выходами второго счетчика 17 меток и суммато ра 12.

Блок формирования опорных сигналов предстанляет собой княдрятурный цифровой генератор.

1 !92414

Перемп<жаюи!ие блоки и синхп п)и te детекторы выполцепы на основе цнфро«налогоного преобразователя °

Индикаторы величины дисбаланса и с, угла дисбаланса выполнены с запоминанием и меняют свои показания только н момент фиксации итоговой метки.

Сумматор, нуль-орган и счетчики меток могут быть выполнены по любой известной н технике схеме.

Устройство работает следующим образом.

Раскручивается ротор 4 (фиг.5) с нанесенными на него метками 5 и 6. 15

При прохождении нулевой метки 6 мимо датчика 2 нулевой метки на его выходе формируется сигнал, который устанавливает н исходное нулевое состояние счетчики 15 и 17 меток, предназначенные соответственно для подсчета N/4 и N меток °

Одновременно сигнал, пропорциональный механическим колебаниям ротора 4, с ныхода датчика 1 дисбаланса 25 поступает на входы перемножающих блоков 8 и 9, на другие входы которых поступают напряжения с блока 7 формирования опорных сигналон, меняющиеся по синусоидальному закону и Зо сдвинутые один относительно другого о на 90 с частотой, ранной частоте вращения ротора 4. Управление блоком

7 формирования опорных сигналов осу ществляетоя сигналами датчика 2 нуле35 вой метки и датчика 3 меток угла ротора. Сигналы дисбаланса с выходов перемножающих блоков 8 и 9 поступают на входы соответствующих синхронных детекторов 10 и 11. На другие входы 4р синхронных детекторов 10 и 11 поступают сигналы с выходов блока 7 формирования опорных сигналов. Далее сигналы с выходов синхронных детекторов

10 и 11 поступают на входы сумматора 45

12, на выходе которого формируется синусоидальный сигнал оборотной частоты, амплитуда которого пропорциональна амплитуде вектора дисбаланса, а фазовая характеристика соответству- 50 ет фазоной характеристике вектора дисбаланса. Этот сигнал поступает на индикатор 19 величины дисбаланса и н нуль-орган 13. На выходе нуль-органа 13 логический сигнал запрещает, прохождение импульсов с выхода датчика 3 меток угла ротора через первую схему И 14 на вход первого счетчика

l5 меток ° Уровень логического сигнала на вь ходе и< следнего pl ÷ðeíèå T про— хождение импульсных сигналон через вторую схему И !6 от датчика 3 меток угла ротора па вход второго счетчика

I7 меток. В тот момент, когда сигнал дисбаланса на выходе сумматора 1 пересекает нулевую ось (Фиг.3), на вы— ходе нуль-органа 13 формируется управляющий сигнал, разрешающий прохождение импульсов от датчика 3 меток угла ротора через первую схему И 14 на выход первого счетчика 15 меток, который отсчитывает одновременно с вторым счетчиком 17 меток количество меток, нанесенных на четвертую часть окружности ротора.

После того, как счетчик 15 отсчи тает количество импульсов, равное количеству меток, нанесенных на четвертую часть окружности ротора 4, на

его выходе появляется управляющий сигнал, который запрещает прохождение импульсон от датчика 3 меток угла рот тора через вторую схему И 16 на вход второго счетчика 17 меток, который останавливается и на его выходе устанавливается код, cooTBPTcTB IUHA количеству меток от нулевой до итоговой.

В момент, когда происходит остановка второго счетчика 17 меток, производится фиксация амплитуды вектора дисбаланса индикатором 19 величины дисбаланса и фазы индикатора

18 угла дисбаланса. При дальнейшем вращении ротора 4 цикл измерения повторяется на каждом следующем обороте.

Предлагаемый способ позволяет определить угол вектора дисбаланса

1 с погрешностью = — IOOX которая

N определяется количеством меток, нанесенных на ротор.

При нанесении на ротор, например, 4096 меток погрешность определения угла (р вектора дисбаланса не превышает 0,08-0,09 °, Кроме того, исключается погрешность довольно сложных вычислений, а также погрешность при измерениях, которая составляет порядка 5-10Х.

Таким образом, точность определения угла вектора дисбаланса повысилась в 4-10 раэ, поньппение точцости определения величины вектора дисбаланса происходит эа счет исключения подмены его истинного значения усред1 392 F1 А ненной величиной. 11ри этом существенна сокращается время, необходимое для опредепения параметров вектора дисбаланса в срзвнении с известным

5 где определение параметров происходит эа время, 6п.пырее одного периода вращения ротора.

Формула из обретения 10

1. Способ определения параметров вектора дисбаланса роторов, заключающийся в том, что по окружности ротора наносят равноудаленные метки, 15 одну из которых принимают за нулевую, приводят ротор во вращение и c) параметрах вектора дисбаланса судят по сигналу с датчика дисбаланса, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с 20 целью повьппения точности, отсчитывают число меток в интервале от нулевой метки до метки, совпадающей с момен . том перехода сигнала с датчика дисбаланса через нулевое значение, от этой 25 метки дополнительно отсчитывают четверть общего числа меток для определения итоговой метки, и о фазе дисбаланса судят по положению последней, а об амплитуде по сигналу с дат- 30 чика дисбаланса — в момент фиксации итоговой метки.

2. Устройство для определения па" раметров вектора дисбаланса роторов, содержащее опоры для ротора датчик

Э 35 дисбаланса, два соединенных с ним перемножающих блока, последовательно соединенные нуль-орган и схему И, датчик нуленой метки и измерит ль дисбаланса, n -. л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности, оно снабжено блоком формирования опорных сигналов, вход которого соединен с выходом датчика нулевой метки, а выходы — с вторыми входами перемпожающих блоков, сумматором, первым и вторым синхронными детекторами, первые входы которых соединены с выходами соответствующих перемножающих блоков, вторые входы — с соответствующими выходами блока формирования опорных сигналов, а выходы — с входами сумматора, второй схемой И, датчиком меток, выход которого соединен с вторыми входами обеих схем И и блока формирования опорных сигналов, и первым и вторым счетчика" ми меток, первые входы которых соединены с выходами соответствующих схем И, а вторые — с выходом датчика нулевой метки, а измеритель дисбаланса выполнен в виде индикатора угла дисбаланса и индикатора величины дисбаланса, первые входы которых соединены между собой, с первым входом второй схемы И и с выходом первого счетчика меток, а вторые — соответственно с выходом второго счетчика меток и соединенными между собой выходом сумматора и входом нуль-органа.

3. Устройство по п.2, о т л и ч аю щ е е с я тем, что датчики дисбаланса, нулевой метки и меток расположены по прямой, параллельной оси опор для ротора.

1392414

Составитель Ю.Круглов

Редактор Л.Повхан Техред М.Дидык Корректор Н.Король

Заказ 1804/46 Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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