Устройство для определения статического дисбаланса дисковых роторов

 

Изобретение относится к балансировочной технике и предназначено для определения статических дисбалансов дисковых роторов с центральным отверстием, например , шлифовальных кругов. Целью изобретения является повышение точности и автоматизации процесса измерения дисбаланса за счет бесконтактного измерения положеНИН балансируемого ротора относительно оси шпинделя и использования измерительной системы. Устройство содержит стойку 2 с гидроцилиндром 3, которая определяет геометрическую ось балансировочной платформы 7, измерительной головки 10 и шпинделя 13. Отклонение геометрической оси балансируемого ротора определяется пневмоиндуктивными преобразователями 12 линейных перемещений с привязкой в угловом положении относительно нулевой метки шпинделя 13 до установки на балансировочную платформу 7. Все перемещения ротора, его силовое воздействие на балансировочную платформу 7 измеряются соответствующими датчиками, сигналы от которых поступают в измерительную систему, которая производит расчет по алгоритмам и выдает команды на работу устройства по проведению измерений в определенной последовательности . Результаты расчета выводятся на дисплей. 3 ил. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„,Я0„„1402818 А1 (5D 4 G 01 М 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ й,, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ / ":;..

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

17

Id (21) 4085374/25-28 (22) 10.07.86 (46) 15.06.88. Бюл. № 22 (71) Волжский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института абразивов и шлифования (72) Б. В. Лесной, Н. С. Тимошенко, В. Е. Надель и О. В. Сухоруков (53) 621-387 (088.8) (56) Патент ЕРП № 0063220, кл. G 01 М 1/12, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

СТАТИЧЕСКОГО ДИСБАЛАНСА ДИСКОВЫХ РОТОРОВ (57) Изобретение относится к балансировочной технике и предназначено для определения статических дисбалансов дисковых роторов с центральным отверстием, например, шлифовальных кругов. Целью изобретения является повышение точности и автоматизации процесса измерения дисбаланса за счет бесконтактного измерения положения балансируемого ротора относительно оси шпинделя и использования измерительной системы. Устройство содержит стойку 2 с гидроцилиндром 3, которая определяет геометрическую ось балансировочной платформы 7, измерительной головки 10 и шпинделя 13. Отклонение геометрической оси балансируемого ротора определяется пневмоиндуктивными преобразователями 12 линейных перемещений с привязкой в угловом положении относительно нулевой метки шпинделя 13 до установки на балансировочную платформу 7. Все перемещения ротора, его силовое воздействие на балансировочную платформу 7 измеряются соответствующими датчиками, сигналы от которых поступают в измерительную систему, которая производит расчет по алгоритмам и выдает команды на работу устройства по проведению измерений в определенной последовательности. Результаты расчета выводятся на дисплей. 3 ил.

1402818

10

Изобретение относится к балансировочной технике и предназначено для определения статического дисбаланса дисковых роторов с центральным отверстйем, например, шлифовальных кругов.

Целью изобретения является повышение точности и автоматизации процесса измерения дисбаланса за счет бесконтактного измерения положения балансируемого ротора относительно оси шпинделя и использования измерительной системы.

На фиг. 1 изображено устройство для

: определения статического дисбаланса дисковых роторов, общий вид; на фиг. 2 — блок,схема измерительной системы; на фиг. 3—, схема определения статического дисбаланса . дисковых роторов.

Устройство для определения статического дисбаланса дисковых роторов содержит станину 1, на которой установлена жесткая стойка 2, в полости которой установлен гидроцилиндр 3, двигатель 4 с удлиненной шестерней 5. Соосно стойке 2 установлен механизм 6, состоящий из балансировочной платформы 7, установленной на взаимно перпендикулярных опорах 8, выполненных в виде карданового подвеса, несущих балансируемый дисковый ротор, опирающийся на четыре ортогонально установленных пьезоэлектрических преобразователя 9 силы, измерительную головку 10 по центрирующему пояску 11, содержащую два установленных диаметрально противоположно и соосно балансировочной платформе 7 пневмоиндуктивных преобразователея 12 линейных перемещений.

На стойке 2 соосно ей установлен шпиндель 13, опирающийся на подшипниковый узел 14 с возможностью вращения от двигателя 5 через шестерню 6 и с возможностью перемещения вдоль оси, который фиксируется датчиком 15 отсчета его вертикальных перемещений от гидроцилиндра 3 по командам из измерительной системы. На невращающейся опорной части шпинделя 13 установлены планка 16 с м.икроотверстиями 17, взаимодействующая с датчиком 15 отсчета вертикальных перемещений шпинделя, и оптический датчик 18 углового поворота шпинделя 13, взаимодействующий с равномерно расположенными по окружности микроотверстиями 19 и смещенным по радиусу относительно последних микроотверстием 20, выполненных в диске 21, который установлен соосно шпинделю 13.

Выходы пневмоиндуктивных преобразователей линейных перемещений, преобразователей силы, датчиков отсчета вертикальных перемещений и углового поворота шпинделя соединены с входом блока 22 аналого-цифрового преобразователя измеритель ной системы, которая содержит логический блок 23, содержащий блок задатчиков и задатчик 24 типоразмеров балансируемых роторов (задаются наружный и внут15

2 ренний диаметры 0 и d балансируемого ротора, его высота Н и плотность материала у), задатчик 25 вертикального перемещения шпинделя с балансируемым ротором задатчик 26 дискретности считывания сигналов углового поворота шпинделя с балансируемым ротором, арифметическилогический блок 27, производящий обработку сигналов, поступающих в него, и выдачу команд исполнительным механизмам счетного блока 28, служащего для приема информации от датчика 15 отсчета вертикальных перемещений шпинделя 13, и дисплей 29, служащий для индикации результатов балансировки ротора.

Устройство работает следующим образом.

По команде из измерительной системы шпиндель 13 выталкивается гидроцилиндром

3 в крайнее верхнее положение и балансируемый ротор устанавливается манипулятором на шпиндель 13, после чего подается команда на его опускание, в процессе которого перемещается жестко связанная с ним планка 16 с микроотверстиями 17, прохождение которых фиксируется датчиком

15 отсчета вертикальных перемещений шпинделя так, что на входе из него через каждые 0,5 мм перемещения шпинделя 13 формируется импульсный сигнал, подаваемый в счетный блок 28.

После отработки числа импульсов, установленных на задатчике 25, соответствующих перемещению шпинделя 13 с балансируемым ротором таким образом, что середина высоты (Н/2) балансируемого ротора совместится с плоскостью сопел пневмоиндуктивных преобразователей 12 линейных перемещений, подается команда íà его останов и на выдвижение штоков с соплами пневмоиндуктивных преобразователей 12 линейных перемещений, которые создают измерительный зазор относительно внутреннего отверстия балансируемого ротора. Измерительная система включает вращение шпинделя 13 с балансируемым ротором и по перемещениям штоков пневмоиндуктивных преобразователей 12 линейных перемещений получают сигналы q;, пропорциональные смещению внутреннего отверстия балансируемого ротора, определяющего его геометрическую ось, относительно измерительной головки 10, определяющей ось вращения шпинделя 13 и остальных элементов устройства, связанных с ним, которые фиксируют через определенный угол поворота ф; шпинделя 13, зависящий от шага между микроотверстиями 19, фиксируемого датчиком 18 его углового поворота. Сигналы

q„поступают в блок 22 аналого-цифрового преобразователя и далее в арифметически-логический блок 27, где обрабатываются по алгоритму

q,= — Zq;cos ф,; q,= — Х q, sin ф;, 2" . 2

21 L= 71 =1

1402818 где q„, q„ — проекции координат смещения геометрической оси отверстия балансируемого ротора относительно оси измерительной головки 10, ориентированные по осям взаимно перпендикулярных опор

8; и — число точек измерения в пределах 360, ф — угол поворота шпинделя.13, при котором происходит замер сигналов q„.

Значения проекций координат q, и q„поступают в блок 27, где происходит операция перемножения каждой из проекций координат qÄ п ц„на массу балансируемого ротора, определяемую как д2 )2) 4 а затем получают расчетные значения проекций статических моментов М q, и

М qy.

Полный оборот шпинделя 13 определяется датчиком 18 его углового поворота по метке, создаваемой микроотверстием 20, и подается команда на останов шпинделя 13, а по числу импульсов от микроотверстий 19 измеряют его угловой перебег о к его полному обороту, после чего в блоке арифметически-логического устройства 27 значения

М Чк и М q умножаются íà sin6, cos6, в результате чего осуществляется привязка углового положения балансируемого ротора к осям координат, ориентированным по взаимно перпендикулярным осям опоры

8, балансировочной платформы 7, и производится определение проекций статических моментов М„ и M„i, создаваемых массой балансируемого ротора от смещения его геометрической оси относительно осей взаимно перпендикулярных опор 8. После этого подается команда на плавное опускание шпинделя 13 гидроцилиндром 3, который занимает крайнее нижнее положение, а балансируемый ротор устанавливается на балансировочную платформу 7, опирающуюся на преобразователи 9 силы.

Так как центр масс балансируемого ротора смещен относительно оси балансировочной платформы 7, то Мр создает статические моменты, которые зафиксируют какие-то два из 4 преобразователей 9 силы и выдадут сигналы U, и U в блок 22 аналого-цифрового преобразователя, которые пос4 ле обработки поступают в блок арифметически-логического устройства 27, где они приводятся к размерности моментов Мк и 1ф и обрабатываются по алгоритму (M„— М»1 + где К вЂ” коэффициент пропорциональности; ! — действительное смещение центра масс ротора относительно посадоч10 ного отверстия.

Значение угловой координаты статического дисбаланса ротора рассчитывается по алгоритму

М вЂ” Mi = агс1д--,к — ; к— к к1

После завершения расчетов в блоке 27 результаты измерения 1 u rp выводятся на дисплей 29, подается команда на перемещение шпинделя 13 в крайнее верхнее по2р ложение, после чего ротор снимается и производится цикл измерения со следующим ротором.

Формула изобретения

Устроиство для определения статического дисбаланса дисковых роторов, содержащее станину, взаимно перпендикулярные опоры, взаимодействующую с ними балансировочную платформу, стойку, установленную

З0 на станине, преобразователи силы и измерительную систему, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и автоматизации процесса измерения, оно снабжено установленным с возможностью перемещения вдоль оси шпинделем с датчиками отсчета его вертикальных перемещений и углового поворота, измерительной головкой с пневмоиндуктивными преобразователями линейных перемещений, установленной соосно бал ансировочной платформе, взаимодействующей с преобразователями силы, измери40 тельная головка и балансировочная платформа установлены на стойке, взаимодей-ствующей со шпинделем, измерительная система выполнена в виде последовательно соединенных блока аналого-цифрового преобразователя, логического блока и дисплея, преобразователь силы выполнен пьезоэлектрическим, а выходы пневмоиндуктивных преобразователей линейных перемещений, преобразователей силы, датчиков отсчета вертикальных перемещений и углового поворо50 та шпинделя соединены с входом аналого-цифрового преобразователя.

1402818

1 и г Д 1 ! ц Z h измериптельным мехсмизмом

Составитель А. Пушкарев

Редактор А. Долинич Техред И. Верес Корректор С. Черни

За каз 2844/28 Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Рау шская наб., д. 4/5

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