Способ автоматической балансировки роторных систем

 

Изобрет(ение относится к балансировочной технике и может быть использовано для проведения автобалансироаки на докритимеских частотах. \ Цель изобретения - расширение технологических вбзможностей путем сниже- •ния частоты вращения ротора системы в процессе автобалансировки за счет дополнительного воздействия на систему вибрацией. Для реализации способана ротор системы с вертикально ориентированной осью соосно с ним устанавливают обойму с корректирующими массами в виде свободно перемещающихся облуженных шариков, систему упруго закрепляют, вращают на рабочей частоте и воздействуют на нее внешней синусоидальной силой, перпендикулярной оси ее ротора, на частоте, равной или кратной половине радиальной собственной частоты роторной системы, с амплитудой, обеспеииващек! перемещение корректирующих масс, ив течение времени, необходимого для достижения допустимого дисбаланса. Далее обойма с корректирующими массами быстро разогревается внешним электромагнитным полем ло температуры плавления припоя, которым произведено облуживание внутренней поверхности обоймы и корректирующих масс« и при охлаждении они фиксируются в требуемом положении. 2 ил.g(ЛсИзобретение относится к способам автобалансировки роторных систем и может быть использовано для уравновешивания на докритических частотах вращения.Целью изобретения является расши- • рение технологических возможностей балансировки путем снижения частотывращения роторной системы в процессе балансировки.На фиг. 1 представлена схема установки, реализующей предлагаемый способ автоматической балансировки роторных систем; на фиг.2 - график зависимости остаточного дисбаланса D-электродвигателя НБ-22-23 и числа N корректирующих шариков (масса шарика равна 0,04 г,диаметр 1 мм) от величины амплитуды вибрации по показаниям анализатора спектра, измеренной на частоте вращения. ^Установка (фиг.1) включает балансируемую роторную систему 1 с закрепленной на ней соосно обоймой 2, в которую помещены корректирующие шарики 3. Обойма выполнена в виде•viоQOSo4^

SU„„17091

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

NMHC

РЕСПУБЛИК ц1) С О! Н 1/38

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТСФСНОМУ СВИДВТИЪСУВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ 1ННТ СССР (21) 4781891/28 (22) 16.11.89 (46) 30.01.92. Бюл. !г 4 (71) Лейинградский институт авиационного приборостроения (72) В.А.Варфоломеев, Г.H.Kàíåâñêàë, И.E.Овчинников и В.И. Оливер (53) 620.,1.05:531.382(088.8) (56)Авторское свидетельство СССР

Ю 555309, кл. G О1 И 1/38, 1975. (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОЙ БАЛАНСИРОВКИ РОТОРНЫХ СИСТЕИ (57) Изобретение относится к балансировочной технике и может быть использовано для проведения автобалансировки на докритических частотах.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей путем снижения частоты вращения ротора системы в процессе автобалансировки за- счет дополнительного воздействия на систему вибрацией. Для реализации способа

Ф !

Изобретение относится к способам автобалансировки роторных систем и может быть использовано для уравновешивания на докритических частотах вращения.

Целью изобретения является расши- . рение технологических возможностей балансировки путем снижения частоты. вращения роторной системы в процессе балансировки.

На фиг. 1 представлена схема уста.новки, реализующей предлагаемый способ автоматической балансировки ротор2 на ротор системы с вертикально ориентированной осью соосно с ним устанавливают обойму с корректирующими . массами в виде свободно перемещающихся облуженных шариков, систему упруго закрепляют, вращают на рабочей частоте и воздействуют на нее внешней синусоидальной силой, перпен-" дикулярной оси ее ротора, на частоте, равной или кратной половине радиальной собственной частоты роторной системы, с амплитудой, обеспе ивающеМ перемещение корректирующих масс, и в течение времени, необходимого для достижения допустимого дисбаланса. Далее обойма с корректирующими массами быстро разогревается внешним электро- 3 магнитным полем до температуры плавления припоя, которым произведено облуживание внутренней поверхности обоймы и .корректирующих масс, и при охлаждении они фиксируются в требуеа мом положении. 2 ил. ных систему на фиг.2 - график зависимости остаточного дисбаланса 0 электродвигателя ИБ-22-23 и числа Й корректирующих шариков (масса шарика равна 0,04 г,диаметр 1 мм) от величины амплитуды вибрации оо показаниям анализатора спектра, измеренной на частоте вращения.

Установка (фиг.1) включает балансируемую роторнуа систему 1 с закрепленной на ней соосно обоймой 2, в которую помещены корректирующие шарики 3. Обойма выполнена в виде

1709184 4 обойму 2 закладывают облуженные шарики 3, число которых определяется как Ng:

Ng у N+2 тонкостенного желоба с отверстиями ,4 и внутренней поверхностью, покрытой припоем. Установка также включает три канала: вибровозбуждения, измерительный и. фиксируюции. Канал

М

5 вибровозбуждения состоит из последовательно соединенных генератора

5 звуковой, частоты, усилителя 6 мощ-. ности и вибровозбудителя 7, на -которби упруго закреплена с возможностью радиального и осевого перемецения роторная система 1, причем

ocb роторной системы перпендикуляр- на направлению возбуждения. Измерительный канал состоит из послел яательно соединенных вибропреоб" разователя 8, установленного на кор" пусе роторной системы в зоне расположения подшипниковых опор, для восприятия радиальной вибрации, виброизмерителя 9 и анализатора 10 спектра. Фиксирующий канал содержит индукторный ламповый генератор 11 с индуктором 12.

Автоматическая балансировка роторной системы осщуествляется в три этапа, из них два первыхподготовительные. Первый этап: определение собственной радиальной . частоты. Для этого при невращающейся жестко закрепленной роторной системе .1 и при включении вибровозбудителя 7 производят автоматическую или ручную перестройку частоты

: генератора и по виброизмерителю 9 и анализатору 10 спектра фиксируют частоту, на которой достигается максимальная амплитуда. Эта частота и является собственной частотой роторной системы. Второй этап: определение остаточного дисбаланса роторной системы.и минимального числа балансировочных шариков. При вращающейся на рабочей частоте жестко закрепленной роторной системе 1 и 45 отключенном генераторе звуковой частоты 5 определяют по анализатору

9 спектра амплитуду сигнала на рабочей частоте врацения. Затем по графику (фиг.2), который строится по известной методике находят величину остаточного дисбаланса роторной системы и минимальное число И балансировочных шариков. Непосредственно автоматическая балансировка выполняется . на третьем этапе и заключается в следующем. При остановленной роторной системе 1 через отверстия 4 в

Затем роторная система упруго устанавливается на вибровозбудителе 7 так, чтобы собственная резонансная частота закрепления роторной системы на вибровозбудителе 7 составляла около половины ранее измеренной собственной радиальной частоты роторной системы. Требуемый режим. жесткости крепления роторной системы уточняется экспериментально для конкретного вила роторной системы. Затем роторная система приводится во вращение с рабочей частотой, а на вибровозбудитель 7 от генератора 5 звуковой частоты через усилитель 6 мощности подаетсл возбуждение с частотой, равной или кратной половине радиальной собственной частоты роторной системы. Амплитуда и длительность сигнала возбуждения определяются экспериментально из условия достижения допустимого дисбаланса роторной системы. После этого возбуждение выклю-. чают и при вращающейся роторной систе ме йо виброизмерителю 9 и анализатору 10 фиксируют амплитуду на частоте вращения. Уменьшение амплитуды до величины, характеризующей допустимый дисбаланс, по сравнению с амплитудой, измеренной на частоте врацения . и соответствующей исходному (до балансировки) дисбалансу, указывает на компенсацию последнего и что шарики разместились в обойме в положении автобалансировки. Далее, не выключая врацения роторной системы 1 и не подавая напряжения на вибровозбудитель 7, к боковой поверхности обоймы 2 подводится индуктор 12 лампового генератора 11. При включении индуктора 12 энергия токов высокой частоты (ТВЧ) лампового генератора 11 эа несколько секунд доводит температуру обоймы 2 и шариков 3 до температуры плавления припоя, не успевая нагреть остальные элементы роторной системы. После выключения индуктора 12 припой застывает, фиксируя шарики 3 в положении, при котором достигается допустимый дисбаланс. Затем роторная система переводится в требуемое ра" бочее положение.

1709184

Пример. Балансировку- проводили для роторной системы электродвигателя ИБ-22-23 ° На роторе электродвигателя устанавливалась обойма, в виде диска с тороидальной проточ- кой внутри и отверстием для закладки балансировочных шариков. Корпус электродвигателя крепился на штоке вибровозбудителя 11076 (ГДР, фирма . 10

RFT), вибровозбудитель от генерато-. . ра низкой частоты 03000 (фирма КРТ) через усилитель мощности LV-103 (Фирма КУТ). На корпусе электродвигателя .устанавливался вибропреоб5 разователь КД-91 (для контроля вибраций роторной системы в радиальном направлении), выход которого подключался к последовательно соединенным виброизмерителю 11003 (ГДР, Фирма

RFT) и анализатору спектра С4-48.

Из)леренная собственная радиальная частота роторной системы ИБ-22-23 составляет 420 Гц. Частота вращения электродвигателя равна 80 Гц; т.е, 25 меньше собственной частоты более чем в 5 раз.

Амплитуда на частоте вращения

80 Гц составляла по анализатору спектра 80 мВ. По предварительно -по -, .30 строенной зависимости амплитуды радиальной вибрации на частоте вращения от величины дисбаланса и числа корректирующих шариков для электродвигателя ИБ-22-23 (фиг.2) опреде.35 лялись величина остаточного дисбаланса (0,45 Г.мм) и требуемое число (N$ 12) корректирующих шариков.

В качестве шариков использовалисьобi уженные шарики от пОдшипника, 40 каждый с массой 0,04 r и .диаметром

1 мм. Далее упруго крепили электродвигатель на вибровозбудителе так, чтобы ось вращения занимала верти. кальное положение. В отверст я обоймы (диаметр 40 мм) были заложены 12 шариков. Затем электродвигатель приводился во вращение и на вибровозбудитель подавался сигнал частотой 210 Гц, амплитудой 12 м/с и дли- тельностью 5 с. После снятия напряжения с вибровозбудителя осуществлялся контроль дисбаланса на рабочей частоте вращения по показаниям анализатора спектра. Резкое падение амплитуды сигнала до величины, соответствующей допустимому дисбалансу, свидетельствует об уравновешивании роторной системы. После подачи сигнала амплитуда радиальной вибрации на частоте вращения 80 Гц составила 10 мВ, что соответствует дисбалансу 0,09 Г

g мм (фиг.2). Эта величина составляет

1/5 часть от первоначального дисбаланса и характеризует сбалансированность роторной системы, так как по паспортным данным электродвиГателя

ИБ-22-23 допустимый остаточный дис-. баланс равен 0,3 Г-.мм.

Согласно результатам Испытаний предлагаемый способ обеспечивает снижение остаточного дисбаланса роторной системы в 5 раз на рабочей частоте 1 вращения, что в 5 раз ниже критиче 1 ской.

Формула изобретения

Способ автоматической балансировки роторных систем, заключающийся в том, что ориентируют ось роторной системы вертикально, устанавливают на ротор соосно обойму с корректирующими массами, вращают роторную систему и фиксируют положение корректирующих масс после достижения допустимого дисбаланса, о т л и ч а ю щ и. йс я тем, что, с целью расширения технологических чозможностей путем снижения частоты вращения роторной системы в процессе автобалансировки, систему закрепляют упруго, вращают на рабочей частоте и одновременно воздействуют на нее внешней синусоидальной силой, перпендикулярной оси ро-. торной системы на частоте, равной или кратной половине ее радиальной собственной частоты до достижения до- пустимого дисбаланса роторной системы.

1709184

Редактор T.éàçîðåíêî е

Заказ 420 Тираж Подписное

ВНИИПИ Гос",tàpñòненного к,.штета по изобретениям и открытиям нри ГКНТ СССР

ll3035, lh .i;u;>, л(-35, Раушская наб., д. 4/5

Hpñнзнодстненно-издательский кзмбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, l01 д,Я

g4f

Офб ,0,27

/f6

0,09 щ gg т 4а Jg О 7У М И tÎ t10 t20 A,ед

Фж. Р

Составитель Г.Каневский

Техред A.Крав и у Корректорд.Обручар