Способ балансировки ротора и устройство для его осуществления

Изобретения относятся к измерительному оборудованию, а именно к средствам и методам балансировки, и могут быть использованы для определения дисбаланса роторов турбин, компрессоров. Согласно способу ротор устанавливают на опорах с вибровоспринимающими резонаторами, разгоняют его до выбранной частоты вращения, регистрируют колебания ротора, определяют дисбаланс и устраняют его. При этом до начала вращения в автоматический оперативный блок вводят исходные параметры балансировки, например, массу ротора и требуемую точность балансировки. Затем на основе исходных параметров определяют режим балансировки: дорезонансный, резонансный или зарезонансный. После этого по команде оперативного блока автоматически устанавливают соответствующие выбранному режиму собственную частоту вибровоспринимающих резонаторов и частоту вращения ротора. Устройство включает вращающее устройство, датчики колебаний и, по крайней мере, две опоры. Опоры соединены с вибровоспринимающими резонаторами. Каждый вибровоспринимающий резонатор выполнен с возможностью изменения собственной частоты и реализации дорезонансного, резонансного или зарезонансного режимов балансировки. Устройства изменения собственной частоты вибровоспринимающих резонаторов соединены с автоматическим оперативным блоком. При этом оперативный блок оборудован устройством ввода исходных параметров балансировки. Технический результат заключается в расширении возможностей и повышении эффективности процесса балансировки. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к измерительному оборудованию, а именно к средствам балансировки, и может быть использовано для определения дисбаланса роторов турбин, компрессоров, насосов и т.д. в дорезонансном, резонансом и зарезонансном режимах.

Из уровня техники известен способ балансировки ротора, согласно которому устанавливают ротор на опорах, соединенных с вибровоспринимающими резонаторами, разгоняют его до выбранной частоты вращения, регистрируют колебания ротора, определяют дисбаланс и устраняют его (см. а.с. SU 1464093, кл. G01M 1/24, опубл. 07.03.1989). Из этого же источника известно устройство для балансировки ротора, включающее вращающее устройство, датчики колебаний и, по крайней мере, две опоры, соединенные с вибровоспринимающими резонаторами, обеспечивающими возможность изменения их собственной частоты. Недостатком известных способа и устройства являются жесткие ограничения по диаметру опорных шеек и невозможность варьирования параметров балансировки (для слишком легких роторов недостаточно чувствительности системы, а при балансировке слишком тяжелых велика вероятность разрушения оборудования), что сильно ограничивает арсенал роторов, дисбаланс которых может быть определен с их помощью. Известная система работает только с одной наперед заданной точностью и обеспечивает работу только в зарезонансном и резонансном режимах, что неоправданно увеличивает время для грубых измерений и не позволяет проводить точные.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков. Технический результат заключается в расширении возможностей и повышении эффективности процесса балансировки.

В части способа поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что согласно способу балансировки ротор устанавливают на опорах, соединенных с вибровоспринимающими резонаторами, разгоняют его до выбранной частоты вращения, регистрируют колебания ротора, определяют дисбаланс и устраняют его, при этом до начала вращения в автоматический оперативный блок вводят исходные параметры балансировки, например, массу ротора и требуемую точность балансировки, определяют на их основе режим балансировки: дорезонансный, резонансный или зарезонансный, и по команде оперативного блока автоматически устанавливают соответствующие выбранному режиму собственную частоту вибровоспринимающих резонаторов и частоту вращения ротора. Целесообразно предварительно провести измерение величины вибрации пола и ввести это значение в оперативный блок.

В части устройства поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в универсальном устройстве для балансировки ротора, включающем вращающее устройство, датчики колебаний и, по крайней мере, две опоры, соединенные с вибровоспринимающими резонаторами, обеспечивающими возможность изменения их собственной частоты, каждый вибровоспринимающий резонатор выполнен с возможностью реализации дорезонансного, резонансного или зарезонансного режимов балансировки, а устройства изменения собственной частоты вибровоспринимающих резонаторов соединены с автоматическим оперативным блоком, оборудованным устройством ввода исходных параметров балансировки, например, массы ротора и требуемой точности балансировки. Опоры предпочтительно снабжены устройством измерения массы, соединенным с устройством ввода исходных параметров балансировки. Устройство ввода исходных параметров балансировки целесообразно также соединить с датчиком вибрации пола. Универсальное устройство для балансировки ротора может быть снабжено устройством корректировки распределения массы ротора, например импульсным лазером. Возможность изменения собственной частоты вибровоспринимающего резонатора может обеспечиваться за счет изменения его пространственной конфигурации, или за счет наличия жидкости с управляемой вязкостью, или за счет управления электрическими и/или магнитными свойствами его элементов.

На фиг.1 представлена общая схема предлагаемого универсального устройства для балансировки ротора, вид сбоку; на фиг.2 - то же, вид спереди.

Предлагаемое универсальное устройство для балансировки ротора 1 состоит из вращающего устройства/двигателя (на чертежах не показано), датчиков колебаний 2, снабженных роликами 3 опор 4, соединенных с вибровоспринимающими резонаторами 5, и оперативного блока 6. Опоры 4 соединены устройством измерения массы 7, позволяющим взвешивать установленный на них ротор 1.

Каждый вибровоспринимающий резонатор 5 выполнен с возможностью изменения собственной частоты. Это может обеспечиваться за счет изменения его пространственной конфигурации (длины связей, угла между ними и т.п.), или за счет управляемого изменения вязкости магнитной жидкости, или за счет управления электрическими и/или магнитными свойствами его элементов (электромагнитов, конденсаторов, индуктивностей, элементов из магнитных материалов, пьезоэлектриков и т.п.). За счет возможности изменения собственной частоты резонаторов 5 предлагаемое устройство позволяет реализовать любой режим балансировки: дорезонансный, резонансный или зарезонансный.

Устройства изменения собственной частоты вибровоспринимающих резонаторов 5 соединены с автоматическим оперативным блоком 6. Блок 6 оборудован устройством ввода исходных параметров балансировки (например, интерактивной панелью 8 с несколькими входными портами), соединенным с устройством измерения массы 7 и датчиком вибрации пола 9, зафиксированным на станине 10.

Универсальное устройство для балансировки ротора может также быть снабжено устройством корректировки распределения массы ротора, например импульсным лазером (на чертежах не показано).

Предлагаемое универсальное устройство работает согласно предлагаемому способу балансировки ротора следующим образом.

Ротор 1 устанавливают на роликах 3 опор 4, где его взвешивают с помощью устройства измерения массы 7. Полученное значение автоматически вводится в оперативный блок 6 (массу ротора также можно ввести вручную, но такое значение будет менее точным). Также в оперативный блок 6 автоматически вводится значение величины вибрации пола от датчика 9. С помощью интерактивной панели 8 или другого устройства ввода исходных параметров в оперативный блок 6 вводят значение требуемой точности балансировки.

После этого оперативный блок 6 на основе полученных параметров определяет предпочтительный режим балансировки: дорезонансный, резонансный или зарезонансный, и формирует команду на установку соответствующих выбранному режиму собственной частоты вибровоспринимающих резонаторов 5 и частоты вращения ротора 1. Сформированная команда поступает, соответственно, на устройство изменения собственной частоты и вращающее устройство/двигатель. В соответствии с поступившим сигналом ротор 1 разгоняют до выбранной частоты вращения и регистрируют его колебания с помощью датчиков 2. На основе полученных значений с учетом исходных параметров и параметров выбранного режима балансировки определяют дисбаланс.

Найденный дисбаланс устраняют путем корректировки распределения массы ротора 1 за счет установки дополнительных грузов или высверливания/испарения излишней массы (например, с помощью импульсного лазера).

Пример.

Требуется отбалансировать единичный ротор электродвигателя массой 20 кг с точностью 0.5 г·мм/кг, что соответствует первому классу точности балансировки ротора. Рабочая скорость ротора составляет 3000 об/мин. Универсальное устройство для балансировки ротора расположено в общемашиностроительном цеху или машинном зале с вибрационным фоном пола порядка 12 мкм.

Для описанных исходных данных лучше всего подходит зарезонансный режим балансировки, поскольку именно этот режим не чувствителен к помехам, распространяющимся по полу, но при этом имеет возможность достижения высоких точностей балансировки.

В случае требований точности балансировки ротора порядка 0,05 г·мм/кг и выше, необходимо было бы перейти на резонансный режим работы станка. Этот режим более трудоемкий, но дает возможность на порядок и более повысить точность балансировки.

В случае жестких исходных требований к высокой производительности труда, при отсутствии фоновой вибрации и наличии требования умеренной точности балансировки, наиболее выгодным был бы резонансный режим работы станка.

Таким образом, обеспечение возможности выбора оптимального режима балансировки, а также полностью автоматизированная система управления позволяют значительно расширить многообразие балансируемых роторов, упростить и ускорить балансировку, при этом повысив ее качество.

1. Способ балансировки ротора, согласно которому устанавливают ротор на опорах, соединенных с вибровоспринимающими резонаторами, разгоняют его до выбранной частоты вращения, регистрируют колебания ротора, определяют дисбаланс и устраняют его, отличающийся тем, что до начала вращения вводят в автоматический оперативный блок исходные параметры балансировки, например, массу ротора и требуемую точность балансировки, определяют на их основе режим балансировки: дорезонансный, резонансный или зарезонансный, и по команде оперативного блока автоматически устанавливают соответствующие выбранному режиму собственную частоту вибровоспринимающих резонаторов и частоту вращения ротора.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что предварительно измеряют величину вибрации пола и вводят это значение в оперативный блок.

3. Универсальное устройство для балансировки ротора, включающее вращающее устройство, датчики колебаний и, по крайней мере, две опоры, соединенные с вибровоспринимающими резонаторами, обеспечивающими возможность изменения их собственной частоты, отличающееся тем, что каждый вибровоспринимающий резонатор выполнен с возможностью реализации дорезонансного, резонансного или зарезонансного режимов балансировки, а устройства изменения собственной частоты вибровоспринимающих резонаторов соединены с автоматическим оперативным блоком, оборудованным устройством ввода исходных параметров балансировки, например, массы ротора и требуемой точности балансировки.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что опоры снабжены устройством измерения массы, соединенным с устройством ввода исходных параметров балансировки.

5. Устройство по п.3, отличающееся тем, что устройство ввода исходных параметров балансировки соединено с датчиком вибрации пола.

6. Устройство по п.3, отличающееся тем, что снабжено устройством корректировки распределения массы ротора, например, импульсным лазером.

7. Устройство по п.3, отличающееся тем, что вибровоспринимающий резонатор выполнен с обеспечением возможности изменения его собственной частоты за счет изменения его пространственной конфигурации, или за счет наличия жидкости с управляемой вязкостью, или за счет управления электрическими и/или магнитными свойствами его элементов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам и способам автоматического подавления вибрации и может быть использовано в помольно-смесительных агрегатах с автоматической балансировкой.

Группа изобретений относится к балансировочной технике, в частности к средствам и методам балансировки роторов турбин. Устройство содержит внешний компонент, внутренний компонент, который винтовым образом соединен с внешним компонентом, при этом внутренний компонент ограничивает камеру, которая содержит первое и второе отверстия и содержит нижнюю поверхность, которая снабжена уплотнительным соединением и крышкой для закрывания герметичным образом первого отверстия камеры.

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к способам измерения моментов инерции, и может быть использовано для измерения моментов инерции различных изделий.

Заявленные изобретения относятся к машиностроению и могут использоваться для динамической балансировки различных изделий. Способ заключается в том, что изделие приводят во вращение на платформе, установленной на центральной шарнирной опоре на вращающемся столе, и измеряют динамические реакции между платформой и столом.

Изобретение относится к области измерений, а именно к процессу определения статического дисбаланса заготовок, и может быть использовано для балансировки заготовок.

Турбинная установка содержит роторную машину (12, 14, 24) и балансировочный груз (78). Роторная машина содержит вращающийся компонент (62) с канавкой (76), имеющей основание (84) и пару наклонных сторон (86), сходящихся друг к другу в первом направлении (66) от основания (84) с образованием проема (92).

Изобретение относится к способам инерционных испытаний цепных передач и позволяет определить момент инерции цепной передачи. Сущность изобретения заключается в том, что к входному валу цепной передачи присоединяется выходной вал электрического двигателя и крепится тело с эталонным моментом инерции, а момент инерции цепной передачи определяется как отношение суммы произведения разности углового ускорения системы вращающихся масс «электрический двигатель, цепная передача, тело с эталонным моментом инерции» и углового ускорения системы вращающихся масс «электрический двигатель, цепная передача» на момент инерции электрического двигателя и произведения углового ускорения системы вращающихся масс «электрический двигатель, цепная передача, тело с эталонным моментом инерции» на момент инерции тела с эталонным моментом инерции к разности углового ускорения системы вращающихся масс «электрический двигатель, цепная передача» и углового ускорения системы вращающихся масс «электрический двигатель, цепная передача, тело с эталонным моментом инерции».

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при сборке и балансировке сборных роторов компрессоров газоперекачивающих агрегатов. В способе балансировки сборного ротора балансируют вал с использованием плоскостей коррекции дисбалансов на концах вала и его муфты и балансируют собранный ротор, при этом измеряют биения соединительных фланцев муфт относительно их балансировочных поверхностей, определяют и маркируют места максимального радиального биения фланцев.
Изобретение относится к способам диагностики ремонтных конструкций, применяемых для ремонта трубопроводов по композитно-муфтовой технологии. Сущность: трубу с дефектом герметизируют путем приварки к ее торцам двух заглушек с эллиптическими днищами.
Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способу балансировки вращающихся частей машин, и может быть использовано для балансировки вентиляторов.

Изобретение относится к балансировочной технике, в частности к балансировочному устройству, и может быть использовано для устранения дисбаланса испытываемого образца. Устройство имеет измерительную систему для определения вращательного дисбаланса испытуемого образца, содержащую шпиндельный узел со шпинделем, служащим для удержания испытуемого образца и вращения его с испытательной скоростью вращения, шпиндельную бабку, посредством которой шпиндельный узел подвижно прикреплен к станине станка, так что шпиндельный узел может колебаться в заданном направлении измерения в результате усилий дисбаланса, возникающих во время измерения, и по меньшей мере один датчик, который при вращении шпинделя обнаруживает по меньшей мере одну характеристику переменной дисбаланса, возникающую в направлении измерения. Также система содержит систему съема материала для балансировки испытуемого образца путем съема материала в заданном месте. Измерительная система и система съема материала выполнены так, что съем материала может быть произведен, когда испытуемый образец удерживается в шпинделе. Кроме того, имеется зажим шпинделя, посредством которого шпиндельный узел без шпиндельной бабки или по меньшей мере без датчика может быть зафиксирован усилием, созданным во время фиксации, с тем, чтобы он не перемещался под воздействием усилий, произведенных системой съема материала. 8 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к области строительства атомных электрических станций и, в частности, к этапу преднапряжения герметичных защитных оболочек реакторных отделений с реактором ВВР-1000 (1250, 1500). Техническим результатом изобретения является повышение точности измерений деформации. Способ определения деформационных характеристик защитной герметичной оболочки заключается в маркировании по заданным сечениям защитной герметичной оболочки контролируемых точек и выполнении поцикловых определений их положения. Контролируемые точки привязывают к геодезическим планово-высотным пунктам, выполняют анализ измерительной информации. Планово-высотное геодезическое обоснование формируют многоярусным как вне сооружения, так и внутри него в единой системе координат, причем данная система координат совмещается с системой координат защитной герметичной оболочки, исследуемые точки размещают в моментной, переходной, безмоментной зонах строительных элементов защитной герметичной оболочки на ее внешней и внутренней поверхностях, контроль геометрических параметров выполняют поэтапно. В процессе контроля внутренние и внешние геометрические параметры защитной герметичной оболочки определяют одновременно на всех этапах наблюдений. Положения исследуемых точек, размещенных в безмоментной зоне, определяют с точностью, обеспечивающей надежное определение общей ожидаемой максимальной величины деформации стержневой арматуры. 2 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к испытаниям плоских и пространственных железобетонных рамно-стержневых конструктивных систем. Способ реализуется следующим образом. На испытательном стенде собирают конструктивную схему в виде рамно-стрежневой системы, закрепляют опорные стойки с силовым полом, при этом одну из стоек изготавливают телескопической из двух металлических труб, соединенных бетонной шпонкой с заранее прокалиброванным усилием среза. Затем устанавливают источник светового луча вместе с экраном-приемником в одной плоскости и систему зеркал на элементы конструкции в соответствующих сечениях, где необходимо произвести измерения приращения перемещений. Далее производят загружение рамно-стержневой системы заданной проектной статической нагрузкой через нагрузочные устройства, создавая тем самым внезапное хрупкое разрушение бетонной шпонки телескопической стойки и, как следствие, выключение линейной связи. Затем по отсчетам отраженного на экране со шкалой луча производят измерения приращения перемещений от динамического догружения системы в неразрушенных после запроектного воздействия элементах. Технический результат заключается в повышении точности определения приращения перемещений в запредельных состояниях, вызванных внезапным запроектным воздействием. 2 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для использования в технологических процессах балансировки роторов. Способ заключается в том, что измеряют дисбалансы, определяют параметры корректирующих воздействий для каждой плоскости коррекции и производят корректировку масс, параметры корректирующих воздействий, отвечающих условию равенства нулю остаточных дисбалансов в номинальных плоскостях коррекции. Затем определяют с учетом смещений центров корректирующих масс от номинальных радиусов и плоскостей коррекции ротора через процедуру моделирования ожидаемых последствий корректирующих воздействий, после чего производят корректировку массы ротора. При этом создают виртуально-объемное изображение балансировки ротора, моделируют на виртуальном роторе статические и моментные дисбалансы до совмещения главной центральной оси инерции с осью вращения. Задают параметры дисбалансов, осуществляют корректировку масс на виртуальном эталонном образце ротора, и наблюдают за виртуальной корректировкой ротора в плоскостях коррекции, и создают базу данных виртуальных образцов роторов. Затем устанавливают балансируемый ротор на станок и измеряют динамическое давление в опорах его неуравновешенности, совмещают и сравнивают дисбалансы, а по величине отклонения судят о необходимости балансировки ротора, удалив корректирующую массу, и по минимальному остаточному дисбалансу ротора судят о качестве балансировки. Технический результат заключается в повышении точности балансировки ротора. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при монтаже сборных роторов газоперекачивающих агрегатов. При сборке ротора балансируют вал и все его элементы, балансируют собранный ротор и крепят его к валам двигателя и компрессора, производят коррекцию монтажных дисбалансов установкой грузиков, их массу определяют исходя из масс частей сборного ротора, дисбалансы которых корректируют в данных плоскостях, величин биений балансировочных поверхностей ротора и удаления места установки грузика от оси вращения. На каждой контрольной поверхности ротора выбирают и маркируют по четыре точки, размещая их попарно диаметрально противоположно во взаимно перпендикулярных плоскостях. Производят измерения радиальных биений контрольных поверхностей в промаркированных местах относительно нулевой точки после балансировки ротора и после крепления сбалансированного ротора к валам двигателя и компрессора. Результаты в обоих случаях фиксируют, грузики устанавливают на подготовленные места в плоскостях измерения, а массы и места грузиков определяются из предложенных зависимостей. Изобретение направлено на обеспечение повышения точности балансировки сборного ротора за счет минимизации локальных монтажных дисбалансов, обусловленных эксцентриситетом установки. 5 ил.

Группа изобретений относится к машиностроению. Демпфирующее устройство (1) содержит: поддерживающий корпус (6), элемент (11) с кольцеобразным отверстием (12). Упругое средство расположено между поддерживающим корпусом и элементом. Элемент выполнен с возможностью перемещения относительно поддерживающего корпуса и радиально относительно оси (А) между первым и вторым положением при изгибе вала относительно оси. Элемент устанавливается в первое положение при пересечении отверстия свободно валом. Элемент устанавливается во второе положение при взаимодействии с валом. Скорость вращения вала во втором диапазоне содержит по меньшей мере одну критическую скорость вала. Стержень выполнен с возможностью перемещения совместно с элементом радиально относительно оси. Плита выполнена за одно целое со стержнем и поперек него. Упругое средство расположено между стержнем и поддерживающим корпусом. Упругое средство содержит первую пружину и вторую пружину. Первая пружина расположена между первым участком поддерживающего корпуса и выступом элемента. Вторая пружина расположена между плитой и вторым участком поддерживающего корпуса. Привод содержит вал, работающий во втором диапазоне скоростей вращения. Воздушное судно содержит привод. Достигается улучшение гашения изгибных колебаний вала. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

Заявленные изобретения относятся к измерительной технике и могут быть использованы в балансировочной технике, в частности для балансировки ротора. Инструмент пошагового перемещения проверки балансировки содержит поверхность держателя ротора, расположенную на проверяемом роторе, содержащую кинематические соединительные элементы держателя ротора, и приемное устройство держателя ротора, при этом приемное устройство держателя ротора содержит соответствующие кинематические соединительные элементы приемного устройства держателя ротора. Поверхность держателя ротора может быть механически обработанной на поверхности ротора или предоставленной на отдельном держателе ротора, временно прикрепленном к ротору. Поверхность держателя ротора и приемное устройство держателя ротора сконфигурированы для обеспечения соединения при пошаговом перемещении, которое позволяет легко индексировать ротор в любом из нескольких положений индексации для проверки на дисбаланс в устройстве проверки балансировки. Инструмент позволяет производить несколько балансирующих циклов без особых усилий, необходимых для повторного пошагового перемещения ротора. Способ включает использование указанного инструмента пошагового перемещения проверки балансировки. 2 н. и 24 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к области диагностики технического состояния машин и механизмов и может быть использовано, например, для оценки технического состояния металлорежущих станков и их элементов конструкций. Способ заключается в определении перечня диагностируемых параметров и возможных дефектов машин, определении величин этих диагностируемых параметров и дефектов, установке на частях машин хронометрических датчиков фаз работы машин для проведения измерений, и регистрации показаний в едином метрологическом поле, анализе показаний датчиков и уточнении с использованием математических моделей величин диагностируемых параметров. При этом также производится контроль состояния деталей и частей машин, учитывается исправность машин, внешние условия эксплуатации в виде температуры и влажности. Технический результат заключается в повышении точности измерений и диагностирования. 1 табл., 18 ил.

Изобретение относится к измерительному оборудованию, а именно к балансировочным станкам, и может быть использовано для определения дисбаланса роторов турбин, компрессоров, насосов и т.д. в дорезонансном, резонансом и зарезонансном режимах. Балансировочный станок содержит станину, привод вращения балансируемого ротора и два опорных узла. Каждый опорный узел включает кронштейн с датчиком колебаний и опорными роликами для установки балансируемого ротора и датчик веса, соединенный с блоком управления. Каждый опорный узел также содержит линейную направляющую с установленными на ней основной кареткой и по бокам от нее вспомогательными каретками. На основной каретке закреплен кронштейн. На вспомогательных каретках со стороны основной каретки расположены поджимные пружины. Вспомогательные каретки снабжены фиксирующими элементами с противоположно направленными резьбами. Фиксирующие элементы установлены на снабженном резьбой стержне, который связан с валом электродвигателя. Вспомогательные каретки обеспечивают возможность регулируемого поджатия и освобождения основной каретки в соответствии с сигналом, подаваемым блоком управления на электродвигатель. Изобретение позволяет расширить функциональные возможности устройства за счет обеспечения возможности автоматического перехода в оптимальный режим работы. 2 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к измерению массо-инерционных характеристик различных изделий. Стенд содержит станину, три установленные на шарнирах рамы, динамометрическую платформу, пружины и устройства задания колебаний, фиксаторы и установленные на раме, к которой крепится изделие, три высокоселективных датчика углового ускорения, оси которых ориентированы параллельно осям вращения подвижных внутренней, внешней и нижней рам стенда. Технический результат заключается в повышении точности измерений. 15 ил.
Наверх