Устройство для определения статического дисбаланса дисковых роторов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1 12 АНИЕ ИЗОБРЕТЕН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Волжский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института абразивови шлифования(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯСТАТИЧЕСКОГО ДИСБАЛАНСА ДИСКОВЫХ РОТОРОВ(57) Изобретение относится к балансировочной технике и предназначено для определения статических дисбалансов дисковыхроторов с центральным отверстием, например, шлифовальных кругов, Целью изобретения является повышение точности и автоматизации процесса измерения дисбалансаза счет бесконтактного измерения положеЯО 1402818 ния балансируемого ротора относительно оси шпинделя и использования измерительной системы. Устройство содержит стойку 2 с гидроцилиндром 3, которая определяет геометрическую ось балансировочной платформы 7, измерительной головки 1 О и шпинделя 13. Отклонение геометрической оси балансируемого ротора определяется пневмоиндуктивными преобразователями 12 линейных перемещений с привязкой в угловом положении относительно нулевой метки шпинделя 13 до установки на балансировочную платформу 7. Все перемещения ротора, его силовое воздействие на балансировочную платформу 7 измеряются соответствующими датчиками, сигналы от которых поступают в измерительную систему, которая производит расчет по алгоритмам и выдает команды на работу устройства по проведению измерений в определенной последовательности. Результаты расчета выводятся на дисплей. 3 ил.5 10 1Изобретение относится к оалансировочной технике и предназначено для определения статического дисбаланса дисковых роторов с центральным отверстйем, например,шлифовальных кругов.Целью изобретения является повышениеточности и автоматизации процесса измерения дисбаланса за счет бесконтактногоизмерения положения балансируемого ротора относительно оси шпинделя и использования измерительной системы,На фиг. 1 изображено устройство дляопределения статического дисбаланса дисковых роторов, общий вид; на фиг. 2 - блок ,схема измерительной системы; на фиг. 3 -, схема определения статического дисбаланса. дисковых роторов.Устройство для определения статическогодисбаланса дисковых роторов содержит станину 1, на которой установлена жесткаястойка 2, в полости которой установленгидроцилиндр 3, двигатель 4 с удлиненнойшестерней 5. Соосно стойке 2 установленмеханизм 6, состоящий из балансировочной платформы 7, установленной на взаимно перпендикулярных опорах 8, выполненныхв виде карданового подвеса, несущих балансируемый дисковый ротор, опирающийсяна четыре ортогонально установленных пьезоэлектрических преобразователя 9 силы,измерительную головку 10 по центрирующему пояску 11, содержащую два установленных диаметрально противоположно и соосно балансировочной платформе 7 пневмоиндуктивных преобразователея 12 линейныхперемещений,На стойке 2 соосно ей установлен шпиндель 13, опирающийся на подшипниковыйузел 14 с возможностью вращения от двигателя 5 через шестерню 6 и с возможностью перемещения вдоль оси, которыйфиксируется датчиком 15 отсчета его вертикальных перемещений от гидроцилиндра 3по командам из измерительной системы, Наневращающейся опорной части шпинделя 13установлены планка 16 с м.икроотверстиями 17, взаимодействующая с датчиком 15отсчета вертикальных перемещений шпинделя, и оптический датчик 18 углового поворота шпинделя 13, взаимодействующийс равномерно расположенными по окружности микроотверстиями 19 и смещенным порадиусу относительно последних микроотверстием 20, выполненных в диске 21, которыйустановлен соосно шпинделю 13,Выходы пневмоиндуктивных преобразователей линейных перемещений, преобразователей силы, датчиков отсчета вертикальных перемещений и углового поворота шпинделя соединены с входом блока 22 аналого-цифрового преобразователя измерительной системы, которая содержит логический блок 23, содержащий блок задатчиков и задатчик 24 типоразмеров балансируемых роторов (задаются наружный и внут 15 20 25 30 35 40 45 50 55 2ренний диаметры 0 и д балансируемого ротора, его высота Н и плотность материала у), задатчик 25 вертикального перемещения шпинделя с балансируемым ротором задатчик 26 дискретности считывания сигналов углового поворота шпинделя с балансируемым ротором, арифметически- логический блок 27, производящий обработку сигналов, поступающих в него, и выдачу команд исполнительным механизмам счетного блока 28, служащего для приема информации от датчика 15 отсчета вертикальных перемещений шпинделя 13, и дисплей 29, служащий для индикации результатов балансировки ротора.Устройство работает следующим образом, Г 1 о команде из измерительной системы шпиндель 13 выталкивается гидроцилиндром 3 в крайнее верхнее положение и балансируемый ротор устанавливается манипулятором на шпиндель 13, после чего подается команда на его опускание, в процессе которого перемещается жестко связанная с ним планка 16 с микроотверстиями 17, прохождение которых фиксируется датчиком 15 отсчета вертикальных перемещений шпинделя так, что на входе из него через каждые 0,5 мм перемещения шпинделя 13 формируется импульсный сигнал, подаваемый в счетный блок 28.После отработки числа импульсов, установленных на задатчике 25, соответствующих перемещению шпинделя 13 с балансируемым ротором таким образом, что середина высоты (Н/2) балансируемого ротора совместится с плоскостью сопел пневмоиндуктивных преобразователей 12 линейных перемещений, подается команда на его останов и на выдвижение штоков с соплами пневмоиндуктивных преобразователей 12 линейных перемещений, которые создают измерительный зазор относительно внутреннего отверстия балансируемого ротора. Измерительная система включает вращение шпинделя 13 с балансируемым ротором и по перемещениям штоков пневмоиндуктивных преобразователей 12 линейных перемещений получают сигналы г 1;, пропорциональные смещению внутреннего отверстия балансируемого ротора, определяющего его геометрическую ось, относительно измерительной головки 10, определяющей ось вращения шпинделя 13 и остальных элементов устройства, связанных с ним, которые фиксируют через определенный угол поворота ф; шпинделя 13, зависящий от шага между микроотверстиями 19, фиксируемого датчиком 18 его углового поворота. Сигналы с 1; поступают в блок 22 аналого-цифрового преобразователя и далее в арифметически-логический блок 27, где обрабатываются по алгоритму ц,= - ,Хг(;сов ф,; с 1,= - Х ц, з 1 п ;, 2 . 2 ф =где Ч Ч - проекции координат смещениягеометрической оси отверстия балансируемого ротора относительно оси измерительной головки 10, ориентированные по осям взаимно перпендикулярных опор 8;и - число точек измерения в пределах 360,ф - угол поворота шпинделя 13, прикотором происходит замер сигнаЗначения проекций координат Ч, и Ч поступают в блок 27, где происходит операция перемножения каждой из проекций координат Ч и Ч на массу балансируемого ротора, определяемую какр 2 Р 2) 4 а затем получают расчетные значения проекций статических моментов М Ч, иЧуПолный оборот шпинделя 13 определяется датчиком 18 его углового поворота по метке, создаваемой микроотверстием 20, и подается команда на останов шпинделя 13, а по числу импульсов от микроотверстий 19 измеряют его угловой перебег о к его полному обороту, после чего в блоке арифметически-логического устройства 27 значения М Чи М Ч, умножаются на з 1 пб, соЫ, в результате чего осуществляется привязка углового положения балансируемого ротора к осям координат, ориентированным по взаимно перпендикулярным осям опоры 8, балансировочной платформы 7, и производится определение проекций статических моментов М и М, создаваемых массой балансируемого ротора от смещения его геометрической оси относительно осей взаимно перпендикулярных опор 8. После этого подается команда на плавное опускание шпинделя 13 гидроцилиндром 3, который занимает крайнее нижнее положение, а балансируемый ротор устанавливается на балансировочную платформу 7, опирающуюся на преобразователи 9 силы.Так как центр масс балансируемого ротора смещен относительно оси балансировочной платформы 7, то Мр создает статические моменты, которые зафиксируют какие-то два из 4 преобразователей 9 силы и выдадут сигналы 11, и 1.1 в блок 22 аналого-цифрового преобразователя, которые пос 4ле обработки поступают в блок арифметически-логического устройства 27, где они приводятся к размерности моментов М и 19 и обрабатываются по алгоритму5 =К (Мх - Мх) + ( Му - Муд)где К - коэффициент пропорциональности;- действительное смещение центрамасс ротора относительно посадоч ного отверстия.Значение угловой координаты статического дисбаланса ротора рассчитывается по алгоритмуМ - М= агс 1- - ; -к кПосле завершения расчетов в блоке 27результаты измерения 1 и р выводятся на дисплей 29, подается команда на перемещение шпинделя 13 в крайнее верхнее по ложение, после чего ротор снимается и производится цикл измерения со следующим ротором.формула изобретения25нУстроиство для определения статического дисбаланса дисковых роторов, содержащее станину, взаимно перпендикулярные опоры, взаимодействующую с ними балансировочную платформу, стойку, установленную З 0 на станине, преобразователи силы и измерительную систему, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и автоматизации процесса измерения, оно снабжено установленным с возможностью перемещения вдоль оси шпинделем с датчиками отсчета его вертикальных перемещений и углового поворота, измерительной головкой с пневмоиндуктивными преобразователями линейных перемещений, установленной соосно бал ансировочной платформе, взаимодействующей с преобразователями силы, измери тельная головка и балансировочная платформа установлены на стойке, взаимодей ствующей со шпинделем, измерительная система выполнена в виде последовательно соединенных блока аналого-цифрового преобразователя, логического блока и дисплея, преобразователь силы выполнен пьезоэлектрическим, а выходы пневмоиндуктивных преобразователей линейных перемещений, преобразователей силы, датчиков отсчета вертикальных перемещений и углового поворо та шпинделя соединены с входом аналого-цифрового преобразователя.мерилтелыеммехсмизмом аревКо м изоб наб., д Ужгоро Редактор А. ЛолиничЗа каз 2844/28ВНИИПИ Государствен13035, МПроизводственно-полиг Составитель А. ПуТехред И. ВересТираж 847го комитета СССР по делква, Ж - 35, Рву шскаяфичсское предприятие, г рректор С. Чернидписноеетений и открыти45д ул Проектная