Способ измерения дисбаланса ротора и устройство для его осуществления

ОП ИСА НИ Е ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(и) 40539 Союз Советских Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания 25.04,78 51) М. Кл.з 6 01 М 1/2 Государственный комитет Совета Министров СССР по делам изобретений 3) УДК 620.1,05;5, В Степанов, В. А, Карасев и Е. И. Горошк ков,Ордена Трудового Красного Знамени экспериментальный учно-исследовательский институт металлорежущих станко ЕНИЯ ДИСБАЛАНСА РОТОРАЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(54) СПОСОБ ИЗМ И УСТРОЙСТВО Предлагаемые способ и устройство относятся к области балансировочной техники, а именно к технике измерения дис 5 аланса вращающихся роторов.Известен способ измерения дисбаланса ротора, при котором величина неуравновешенности прочитывается по шкале индикатора, а угловая координата определяется путем сравнения фаз электрического сигнала от неуравновешенности с опорным сигналом генератора 11.Известно также устройство для осуществления этого способа, содержащее блок измерения, генератор опорного сигнала с поворотным статором, который в процессе измерения вращается до момента совпадения фаз сигнала блока измерения и генератора, после чего угол дисбаланса считывается с градусной шкалы генератора.Недостаток способа заключается в том, что измеренные величины дисбаланса не запоминаются из-за отсутствия в устройстве блока запоминания, что затрудняет дальнейшую автоматическую обработку результатов измерений,Наи 5 олее близким к предлагаемому способу по технической сущности является способ, при котором вектор дисбаланса измеряют и электрически запоминают в измерительной прямоугольной системе координат, а значения 2составляющих дисбаланса для одной точкикоррекции считывают по соответствующимстрелочным приборам и градусной шкале, связанной с ротором 2.5 Устройство для осуществления этого способа содержит блоки измерения и запоминаниядисбаланса по проекциям в прямоугольнойсистеме координат, генератор сигнала несущей частоты, модуляторы несущей сигналамии проекций и блок индикации дисбаланса, выполненный в виде градусной шкалы на шпинделе для отыскания угла и величины коррекции на индикаторе,Недостатком этого способа является то, что15 вектор дисбаланса запоминается в пространстве в измерительной системе координат и остается неподвижным, как 5 ы оторванным отротора, поэтому далее он отыскивается в механической системе координат на роторе пу 20 тем совмещения соответствующих деленийшкалы с указателями, выражающими в пространстве направление осей измерительнойсистемы координат,Устройство для осуществления способа вы 25 дает информацию о дисбалансе только для одной точки коррекции на роторе,Однако, в ряде случаев для роторов с ограниченной или дискретной зоной коррекции необходимо иметь информацию о дисбалансе30 для любых точек коррекции в виде проекцийвектора дисбаланса на оси, проходящих через выбранные точки,Такая информация необходима, например,при балансировке крыльчаток вентиляторов,ступиц тормозных барабанов, роторов турбогенераторов и т. д для чего измеренныи вектор дисбалансов требует дополнительного автоматического псресчста из ОДНОЙ системы координат в другую, определяемую осями коррекции на роторе. 10Целью изобретения являегся автомагРчссКИЙ ПЕРЕСЧЕГ ДИСОаланса РЗ ИЗМЕРИГСЛЫ 10 Йсистемы координат в огсчетную.Эта цель достигается тем, что измерен:ыйВектор Дисбаланса элсктр 1 Чески псренОсЯТ В 5отсчетную прямоугольную систему коордРнат,связанную с ротором и согласованную с ьзхсрительной системои координат, угол расположения этого вектора задают в отсчетнои системе координат путем поворота ротора относительно осеи отсчетнои системы коордиат иэлектрически проектируот вектор на эти оси.Б предложенном способе вектор дисбаланс 2 после 32 поминания В РзмерггельнОР 1 сРсгеме координат привязывается непосредственно к ротору и при повороте ротора векор, поворачиваясь вместе с ним, раскладывается напроекции В Отсчетной системс координат, Определяющей в просгранстве положение указателей мест коррекции на роторе.акой перенос вектора из измерительнойсистемы координат в отсчетную, его привязка к ротору и электрическое проектированиена Оси ОтсчетнОЙ системы координат ст 2 ливозможными благодаря тому, что блок индикации в устройстве для осуществления пред 12 гаемо 0 спос 002 Выполнен .и В.де сину снокосину сного Враща 10 ще 1 ося трансформаОра,мех 2 нически связаннОТО с ротором и пОделюченного двумя Входами к выходам моду;ягоров, и двух синхронных детекторов, подключенных к выходам трансформатора,1-12 чертеже кзоораРкена блок-схема устроиства для осуществления спосооа измерениядисбаланса ротора."стройство содержит балансируемый ротор1, блок измерения, состоящий из датчика 2дисбаланса, генератора 8 опорного сигнала иблока 4 измерения дисбаланса в прямоугольной системе координат, на вход которого поступают сигналы от датчика 2 дисбаланса игенератора 3 опорного сигнала. Блок запоминания дисбаланса по проекциям состоиг издвух элементов б и о, входы которых соединены с ВыхОдОм блока 4 измерения дис 02 ланс 2.Генератор 7 сигнала несущей частоты соединен с Входами соединенных между собой модуляторов 8 и 9 несущей СРгналами проекциЙ,ВтОрые ВхОДы мОДулЯторОВ 8 и 9 соеДинсны свыходами элементов О и 6 соответственно.Блок индикации дисбаланса образован синусно-косинусным вращающимся трансформатором 10 (СКБ), Механически связанным с ротором 1 и подключенным двумя входами кВыходам модуляторов 8 и 9, и дВумя с 1 нхрон)5 ными детекторами 11 и 12, подключенными к выходам СКБТ. Выходы синхронных детекторов 11 и 12 соединены с указателями 13 и 14 проекций дисбаланса соответственно.Устройство работает (для одной из плоскостей измерения) следующим образом.Информация о дисбалансе С ротора 1 поступает с датчика 2 в блок 4 измерения. Туда же поступает опорный сигнал от генератора 3, МЕХаНИЧЕСКИ СВЯЗаННОГО С враЩаюЩИМСЯ РО- тором и определяющего направление осей измерительной (например, прямоугольной) системы координат.Вектор дисбаланса раскладывается в измерительной системе координат на проекции и запоминается по этим проекциям в элементах 5 и 6. С помощью генератора 7 сигнала несущей частоты эти проекции модулируются в модуляторах 8 и 9 и подводятся к роторным (статорным) обмоткам СКБТ, Ротор СКВТ механически связан с балансируемым ротором, а его статорные (роторные обмотки определяют в пространстве направление осей ноьой, отсчетной системы координат, в которую и переносится запомненный вектор дисбаланса.После синхронного детектирования в детекторах 11 и 12 постоянные напряжения, выражающие проекции вектора в отсчетной системе координат, поступают на указатели 13 и 14 проекций дисбаланса, 11 оказания этих указателей определяют величину дисбаланса для точек коррекции на роторе, расположенных против соответствующих указателейЗа счет механической связи СКВТ с баланспруемым ротором угловое положение вектора дисбаланса В отсчетной системе координат и его проекции определяются угловым положением ротора. 1 аким образом, происходит автомаическРЙ пересчст значени дисбаланса на проекции для произвольного положения ротора оноятельно указателей. Г 1 оложение указателей согласовывают с измерительной и ОтСЧЕтНОй СРСТСМаМИ ОДИН Раэ ПРИ НаСтРОйКЕ всей измерительной системы,Предлагаемый способ по сравнению с известными обеспечивает свободу выбора точек коррекции на роторе, позволяет исключить операцию привязки измерительной системы координат к механической СРстеме координат на роторе при наладке станка, позволяет исключить субьективную операцию отсчета угла дисбаланса и отыскания этого угла на роторе, обеспечивает автоматический пересчет проекций вектора дисбаланса в произвольно Выбранной системе координат па роторе. Бес эо создает в балансировочпой технике ряд положительных эффектов, например повыпение производительности балансировки за счет свободы выбора точск коррекции на роторе, сокращение времени измсрения путем исключения операции электрического измерения угла дисбаланса, расширение универсальност 1 станков благодаря балансировке изделий605139 с ограниченной или дискретной зоной коррекции, облегчение труда опера.ора. 1, Способ измерения дисбаланса ротора, заключающийся в том, что измеряют и электрически запоминают вектор дисбаланса в измерительной прямоугольной системе координат, а значения составляющих дисбаланса для двух точек коррекции, лежащих на осях коррекции ротора, считывают по проекциям вектора в отсчетной системе координат, оси которой совпадают с осями коррекции, о тл и ч ающийся тем, что, с целью автоматического пересчета дисбаланса из измерительной системы координат в отсчетную, измеренный век: тор дисбаланса электрически переносят в отсчетную прямоугольную систему координат, связанную с ротором и согласованную с измерительной системой координат, угол расположения этого вектора задают в отсчетной спсоставитель Р. Гайнутдинова схрсд Н. Рыбкина Корректоры: Т. Добровольска и О. ТюринРедактор Г, Заказ 584/3 1 Лзд.1.1 ПО Государственно по делаь 113035, Москв04го когиитстаизобретенийа, Я(.35, Рау ографил, пр. Сапунова, 2 Формула изобретения теме координат путем поворота ротора относительно осей отсчетной системы координат иэлектрически проектируют вектор на эти оси.2. Устройство для осуществления способа5 по п, 1, содержащее блоки измерения и запоминания дисбаланса по проекциям в прямоугольной системе координат, генератор сигнала несущей частоты, модуляторы несущей сигналам 14 проекций и блок индикации дисбалан 10 са, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок индикации дисбаланса выполнен в виде синусно-косинусного вращаю:цегося трансформатора, механически связанного с ротором и подключенного двумя входами к выходам модуляторов,15 и двух синхронных детекторов, подключенныхк выходам трансформатора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Теория и практика балансировочной тех 20 ники. Под ред. Щепетильникова. М Машиностроение, 1973, с. 81.2, Патент ФРГ 18475, кл. 421 33, 1963. Тираж 1122 Подписпоовета Министров СССРоткрытийскал наб., д. 4/5