Способ определения дисбаланса роторов и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к балансировочной технике. Цель изобретения - расширение частотного диапазона и повышение безаварийности за счет постоянного наращивания скорости вращения. На ротор 1 наносят две метки со сдвигом 90°. В статике компенсируют некруглость с помощью аналогового сумматора 5, приводят ротор 1 во вращение, сигналы с датчиков 2 и 3 угла поворота и дисбаланса, преобразуют в цифровую форму и с помощью блока 15 вычисления параметров дисбаланса определяют амплитуду и фазу последнего, выводя данные на блок 12 отображения. При превышении амплитуды дисбананса критического значения, хранящегося в блоке 14 сравнения, на блоке 12 отображения выводится сигнал на остановку. 2 с.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 G 01 М 1/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

f (21) 4437689/25-28 (22) 08.06.88 (46) 23.03.90; Бюл. N - 11 (71) Институт сверхтвердых материалов АН УССР (72) В.Б.Ефремов и С.Ф.Остриченко (53) 620.1.05:531.382 (088.8) (56).Авторское свидетельство СССР

У 712709, кл. G 01 М 1/22, 1978.

Авторское свидетельство СССР

- 9 1024770, кл. G 01 М 1/22, t982. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИСБАЛАНСА

РОТОРОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕ-

СТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к балансировочной технике. Цель изобрете- ния — расширение частотного диапазо"

„.SU„„1552023 А 1

2 на и повышение безаварийности за счет постоянного наращивания скорости вращения. На ротор 1 наносят две метки со сдвигом 90 . В статике компенсируют некруглость с помощью анаl логового сумматора 5, приводят ротор

1 во вращение, сигналы с датчиков 2 и 3 угла поворота и дисбаланса преобразуют в цифровую форму и с помощью блока 15 вычисления параметров дисбаланса определяют амплитуду и фазу последнего, выводя данные на блок .

12 отображения. При превышении амплитудыдисбаланса критического значения, хранящегося в блоке 14 сравнения, на блоке 12 отображения выводится а сигнал на остановку. 2 с.п.ф-лы, 4 ил.

1552023

Изобретение относится к балансировочной технике и может быть использовано при балансировке роторов различных машин, а также прецизионных станков.

Цель изобретения — расширение частотного диапазона в повышение безаварийности за счет постепенного наращивания скорости вращения при постоянном контроле параметров дисбаланса.

На фиг.1 изображена схема реали" зации способа,: на фиг.2 — блок-схе,ма устройства, реализующего способ; 15 на фиг.3 и 4 — алгоритмы работы уст ройства.

Способ определения дисбаланса роторов заключается в том, что на поверхность ротора наносят две метки 20 со сдвигом 90, в статике определя,ют и компенсируют некруглость ротора, приводят последний во вращение, фиксируют радиальные перемещения ротора при прохождении меток и на любой 25

1 частоте вращения определяют амплитуду и фазу дисбаланса, соответственно, как

А +А ч =агс К—

А

2 А

30 где А и А — ралиальные перемещения ротора при прохождении первой и второй меток.

Устройство для опрецеления дисбаланса роторов содержит предназначен35 ные для взимодействия с ротором 1 датчик 2 угла поворота и датчик 3

1 дисбаланса, последовательно соединен, ные первичный преобразователь 4, вход 40 которого соединен с выходом датчика 3 дисбаланса, аналоговый сумматор 5, усилитель 6, аналого- цифровой преобразователь 7 (АЦП), блок 8 сопряжения с аналоговым сигналом и цифроана- 45 логовый преобразователь (ЦАП) 9,„ выход которого соединен с вторым входом аналогового сумматора 5, последовательно соединенные таймер 10, вход которого соединен с выходом датчика

2 угла поворота и вторым входом АЦП

7, блок 11 сопряжения с цифровыми сигналами и блок 12 отображения„ блок

13 памяти, соединенный двухсторонними связями с блоком 8 сопряжения с аналоговым сигналом и с блоком 11 сопряжения с цифровыми сигналами, соединенный двухсторонней связью с последним блок

14 сравнения и блок 15 вычисления параметров дисбаланса, выполненный в виде последовательно соединенных схемы 16 вычисления квадрата, вход которой соединен с вторым выходом блока

8 сопряжения с аналоговым сигналом, сумматора 17 и схемы 18 вычисления амплитуды дисбаланса, выход которой соединен с вторым входом блока 11 сопряжения с цифровыми сигналами, и соединенной двухсторонней связью с третьим входом последнего, схемы 19 вычисления фазы дисбаланса, вход которой соединен с третьим выходом блока

8 сопряжения с аналоговым сигналом.

Устройство реализует способ по приведенным алгоритмам (фиг.3,4) согласно последовательности операций.

Наносят по окружности ротора 1 две метки со сдвигом 90 ; датчики 2 и 3 угла поворота и дисбаланса устанавливают с возможностью считывания информации с ротора 1, а именно, на одной оси, перпендикулярно оси вращения объекта, в статическом режиме (вручную поворачивая ротор l или же на первом обороте) в моменты фиксации меток датчиком 2 угла поворота с помощью датчика 3 дисбаланса измеряют и запоминают; значения амплитуд в обоих точках А, и А,. Чтобы определить которая из точек 1 или 2 зафиксируется первой, одновременно с определением амплитуд сигналов измеряют время от момента фиксации первой метки до момента фиксации второй метки д,, затем от второй до первой, затем определяют, если, с, то первая метка Х, вторая 7, и, наоборот, Это необходимо для того, чтобы обусловить однозначность посгед ющих вычислений

По сле измерения А, и А, эти значения компенсируются.

Далее вращают ротор 1 и. на последующих оборотах его вращения п и при разгоне или в установившемся режиме, измеряют сигналы в точках тем же методом, что и в статическом режиме,получая параметры А„ и А . Затем определяют дисбаланс по выражениям

i = arcing-- А = А + A

Ае, А,ь где — угол дисбаланса, А — величина дисбаланса;

A), А — значения амплитуд сигналов, измеренных в динамическом режиме, соответственно, в точках 1 и 2.

5 1552023 6

Полученные значения на п-м оборо- сигнал останова и величины параметров те сравнивают с критическими значе- дисбаланса, в противном случае на ниями дисбаланса роторов станков, блок 12 отображения выдаются только которые расчитываются, исходя из кон- параметры дисбаланса. структивных особенностей станка, и Способ, реализованный в устройстосуществляют балансировку ротора 1. ве, позволяет осуществлять балансиВ случае превышения критического ровку любых станков, в том числе тех, значения дисбаланса выдается аварий- вращение роторов которых невозможно ный сигнал на останов вращения шпин- 10 на фиксированной частоте (кроме рабоделя. чей).

Блоки устройства выполняют следующие операции. I

Формула изобретения

В статическом режиме или же на первом обороте ротора 1 с блока 8 со- 15 1. Способ определения дисбаланса пряжения с аналоговыми сигналами на роторов, заключающийся в том, что приЦАП 9 поступает нулевое значение водят ротор во вращение, фиксируют т ° е. на второй вход аналогового сумего радиальные перемещения в течение матора 5 подано напряжение, равное одного полуоборота дважды со сдвигом нулю. Сигнал с датчика 3 дисбаланса 20 0 и определяют амплитуду и фазу диспреобразуется в первичном преобразо- баланса, отличающийся вателе 4, усиливается усилителем 6 тем, что, с целью расширения частоти преобразуется в АЦП 7 цифровой код ного диапазона и повышения безаварийв момент совпадения метки с датчика ности, предварительно на ротор нано2 угла поворота. Далее сигнал запи- . 25 сят две метки со сдвигом 90, компенсывается в блок 13 памяти в виде сиг. сируют некруглость ротора и при враналов А „ и А в зависимости от no-.

fo 7o щении на любой частоте определяют казания значений таймера 10, который амплитуду и фазу дисбаланса соответвысчитывает интервалы времени между ственно, как: двумя метками. После включения вра- 3g щения станка уже на третьем обороте ротора на ЦАП 9 поступают. значения

Ад и А, причем в момент прохождения первой метки мимо датчика 2 угла rpe А, и A > — Радиальные перемещения, поворота на ЦАП 9 выдается значение измеренные при прохожА 1, и с него поступает на второй

35 денни первой и второй вход аналогового сумматора 5. меток.

Сигнал, полученный с первичного 2. Устройство ДлЯ определениЯ диспреобразователя 4, представляет собой баланса РотоРов, содержащее датчики сумму сигнала дисбаланса и сигнала 4g Дисбаланса и Угла повоРота, аналогонекруглости вала. На выходе аналого- вый сУмматоР, блок памяти и блок вывого сумматора 5 получают сигнал дис» числениЯ параметров Дисбаланса, о тбаланса, и в момент прохода метки :л и ч а ю щ е е с я тем, что, с цеАЦП 7 преобразовывает его в цифровой лью Расширения. частотного диапазокод, который фиксируется и поступает- 4 на и повышения безаварийности, оно через блок 8 сопряжения с аналоговыми снабжено таймером, первичным преоб- сигналами на блок .15 вычисления пара- разователем, вход которого соединен метров дисбаланса, а именно, в схему с выходом датчика дисбаланса, а вы16 вычисления квадратов и схему 19 ход — с входом аналогового сумматора, вычисления фазы дисбаланса. последовательно соединенными усилитеПосле измерения обеих координат лем, вход которого соединен с выхоА„ и А происходит вычисление значе- дом аналогового сумматора, аналогоний фазы с и амплитуды дисбаланса, цифровым преобразователем, второй которые сравниваются в блоке 14 срав- вход которого соединен с датчиком нения с критическим, введенным туда 55 угла поворота и входом таймера, блопредварительно. Если произошло превы- ком сопряжения с аналоговым сигналом

У шение критического значения, то через соединенным двухсторонней связью с блок 11 сопряжения с цифровыми сигна- блоком памяти, и цифроаналоговым прелами на блок 12 отображения выдается образователем, выход которого соеди1552023

Датчик ила по3ората нен с вторым входом аналогового сумматора, блоком отображения, блоком сравнения и соединенным двухсторон5 ними связями с последним и с блоком памяти, блоком сопряжения с цифровыми сигналами, вход которого соединен с выходом таймера, а выход — с входом блока отображения, а блок вычисления параметров дисбаланса выполнен в ви- о де последовательно соединенных схемы вычисления квадрата, вход которой соединен с вторым выходом блока сопряжения с аналоговым сигналом сумматора и схемы вычисления амплитуды дисбаланса, выход которой соединен с вторым входом блока сопряжения с цифровыми сигналами, и соединенной двухсторонней связью с третьим входом последнего, схемой вычисления фазы дисбаланса, вход которой соединен с третьим выходом блока сопряжения с аналоговым сигналом.

1552023

1552023

Чвение када, палученнага с АцП (h ) Вы8есаи сигнал на а5арий ный останови

Составитель И.Круглов

Техред А. Кравчук Корректор М.Иаксимишинец

Редактор А.Шандор

Тираж 441

Заказ 323

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101