Способ динамических испытаний роторов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ц 5 001 М 1/ БРЕТЕ ОП ЕЛЬСТВУ ов им. Патри-,нко и В.А,Рогов Бесконтактный р для определеристик станков.антов УДН, М.: ЕСКИХ ИСПЫТА(54) СПОСОБ ДИННИЙ РОТОРОВ нные амплитуозначим зафиксиебаний; ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТВЕДОМСТВО СССР(71) Университет дружбы нарса Лумумбы(56) Гудименко Н,Н и др,электромагнитный вибратония динамических характеСб. научных трудов аспир1972. вып.12, с,95. Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для экспериментальной оценки динамического качества станков и других машин,Цель изобретения - повышение точности и производительности динамических испытаний,На фиг.1 представлен общий вид ротора: на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - векторная диаграмма сил.Испытуемый ротор 1 содержит установленный в кольцевом пазу 2 дебалансный груз 3, зафиксированный в определенном положении винтом 4 и ответную поверхность 5,с которой взаимодействует бесконтактный датчик 6 относительных колебаний, связанный проводами с контрольно-измерительной аппаратурой и ЭВМ,Способ реализуется следующим образом,Заготовка (не показана) закрепляется на роторе 1, включается привод(не показан) ротора 1, который разгоняет последний до Ы 1822555 А 1(57) Изобретение относится к машиностроению. 8 способе переменная сила создается путем установки на роторе груза фиксированной массы поочередно в двух диаметрально расположенных и равноудаленных от оси вращения положениях, производят три пуска ротора, причем два из них с грузом, а один - без него, и в процессе выбега производят измерения перемещений ротора на фиксированных частотах, причем количество фиксированных частот Й выбирают в зависимости от числа степеней свободы п. динамической модели, принятых к рассмотрению, по формуле й 2 п+1. 3 ил,максимальной частоты вращения и затем отключается. На выбеге ротора 1 производится измерение. амплитуд на й различных фиксированных частотах.Ротор 1 затормаживают и устанавливают груз в кольцевой паз 2 на отметке 0 (1 положение), закрепляют его винтом 4, Масса груза заранее известна. Включается привод, и ротор 1 разгоняется до максимальной частоты вращения, На выбеге ротора 1(свободное вращение) производятся измерения амплитуд колебаний на тех же фиксированных Й частотах. Далее ротор 1 затормаживают и переставляют груз 3 в диаметрально противоположное положение (на 180), закрепляют винтом 4, включают привод и разгоняют ротор 1 до максимальной частоты вращения, На выбеге ротора 1 датчиком 6 замеряют амплитуду колебаний на укаэанных фиксированных частотах,Об рова(1) = гс 1- ЧЧ (1) Х) (3) 3) й (1, 1) (1-1,21 ч) (пуск без дебалансного груза)й (2, 1)(1-1,2 И) (пуск с грузом в точке 0 г) В(3, 1)(1-1,2 й) (пуск с грузом в точке 180) Рассмотрим векторную диаграмму действующих сил и соответствующих им перемещений шпинделя относительно шпиндельной бабки для какой-нибудь 1-ой частоты (см.фиг.З).Модуль вектора перемещений, вызванного центробежной силой балансировочного груза, для каждой из И фиксированных частот, может быть вычислен по известной формуле, связывающей величины сторон и медианы косоугольного треугольника 1 С 1(2,1)40(3,1) "/О,Ф(2,1)1 +О,ЯЗВ-П 1,1)(1) где ф 2,1)1, ДЗ,Я - модули векторов перемещений, вызванных центробежными силами дебалансных грузов;й - номер фиксированной частоты.В теории колебаний известны формулы для определения динамических перемещений упруго подвешенной массы при синусоидальном силовом воздействии. Для одномассовой динамической системы можно записать ЧЧХр(ЕР - ЧЧ (1)") + (:) ЧЧ (1)К где Х(1) - динамическая податливость на 1-йчастоте, Хо - статическая податливость,мкмlН, Яг - собственная частота колебаний,ЧЧ(1) - фиксированная частотаГц.9- логарифмический декремент колебаний,Для одномассовой системы достаточно провести измерения на трех фиксированных частотах. Учитывая, что перемещения пропорциональны действующим силам, проведем почленное деление выражений по формуле 2 и возведем в квадрат левые и правые части полученных выражений. щ (94 - аг+(-а(г а 1(2)- ЧЧ (3+ ( ЧЧ (3)4 В полученной системе 3 неизвестны двевеличины: собственная частота колебаний ротора ЧЧг и логарифмический декремент колебаний О.5 Величины ЧЧ(1), ЧЧ(2) и ЧЧ(3) берутся порезультатам тарировки резонансных фильтров, а 0(1), 0(2) и 0(3) вычисляются по экспериментальным данным по формуле (1), причем размерность их не имеет значения 10 (мкм, мВ, и др,), так как левая часть уравнения системы (3) безмерна, Решаем систему 3 способом итераций Ньютона.Затем вычисляется амплитуда переменной силы Гя, вызываемой дебалансным гру зом массой ац Гг) - ,В 1 Н, 1=,г,г 4 где й - расстояние от центра массы дебалансного груза до оси вращения ротора, м,ЧЧ(1) - фиксированная частота измерения, Гц.Преобразуем вычисленные по формуле 25 (1) значения 0(1) в линейные величины, например, в мкм по формуле Зч где Х(1) - амплитуда динамических перемещений на 1-й частоте, мкм;К(1) - коэффициент передачи 1-го каналаизмерительной системы, мкмlмВ.Из формулы (2) можно теперь опреде лить статическую податливость динамической системы Х, причем вычисления можно сделать для всех трех частот и определить результат340 Хо - ,),Х (1) хЗЧЧЬ = 45 Затем, воспользовавшись формулой (2),можно рассчитать динамическую податливость ротора в интересующем нас частотном диапазоне, а также углы фазовых сдвигов по формуле50 Все расчеты и графики осуществляются на ЭВМ. По сравнению с прототипом точность увеличивается в 5 раз, время - в 40 раз, При измерениях производится три пуска - это минимальное число пусков, котороеТираж ПодписноеГосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10 позволяет построить векторную диаграмму (треугольник, в котором по двум сторонам и медиане находят третью сторону - амплитуду).Формула изобретения 5 Способ динамических испытаний роторов. заключающийся в том, что вращают ротор, прикладывают к нему силу переменной частоты и амплитуды и регистрируют относительные колебания ротора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и производительности. силу создают путем установки на роторе груза заданной массы поочередно в двух диаметрально противоположных положениях, производят не менее трех пусков ротора, два из них - с грузом. э один - без него, и регистрируют относительные колебания ротора на фиксированных частотах вращения при его выбеге,