Способ уравновешивания поплавковых узлов

(51) АНИ А ВТОРСМОМ оцессе изме 4 сообщаютолебания вон Фтичесн 1-283.(54) СПОСО КОВЫХ УЗЛО зобретени чной техн повышение ти за сче 7 си и точ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ПЛАНТ СССР ИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Ковалев М.П., Моржаков С.ПТерехова К.С, Динамическое и стаческое уравновешивание гироскопиких устройств. - М,: Машинострое1965, с.228-229Там же, с.28 ВНОВЕШИВАНИЯ ПОПЛАВотносится к балан" ке. Цель изобретепроизводительности и устранения температурной зависимости. В пр рения поплавковому узлу резонансные крутильные к круг оси каждой из цапф дельно в воздухе, перем трольный груз в плоскос кулярной продольной оси узла 4, и фиксируют мак тоту системы крутильных Затем помещают поплавко жидкость, уравновешиваю чести, сообщают аналоги резонансные крутильные горизонтальном положени 5 и б, перемещают узел цапф 5 и б в той же пло сируютминимальную част колебаний, а места крепл деляют, повторяя и раз ответствующие операции жидкости, 8 ил. ещают конти, перпендипоплавкового симальную часколебаний, вый узел 4 в т по плавучным образом колебания при и осей цапф4 относительно скости и фикоту крутильных ения цапф опрепоочередно сов воздухе и в1552021 Изобретение относится к балансировочной технике и может быть испольИ ,с Ссзовано для уравновешивания поплавконых узлов при изменении температурырабочей жидкости.Цель изобретения - повышение производительности за счет снижения трудоемкости и точности за счет устранения температурной зависимости. 1 ОНа фиг.1 представлена функциональная схема устройства, реализующегоспособ 1 на фиг.2 - график зависимости частоты крутильных колебаний отвеличины груза; на фиг.З - схема реализации способа в жидкости; на фиг.4и 5 - графики зависимости частоты кру"тильных колебаний от перемещения месткрепления цапф по осям Х и У; на,фиг.б- три сечения в плоскости 20ХОУ поплавкового узла с корректирующими грузами ш, и и шУстройство,. реализующее способ,3содержит основание 1, торсионныйвал 2, одним концом жестко скрепленный с основанием 1, планшайбу 3, выполненную на втором конце торсионного вала 2 и предназначенную для закрепления исследуемого попланковогоузла 4, имеющего цапфы 5 и б, датчик7 и вибратор 8 крутильных колебанийторсионного вала 2, соединенные меж,ду собой положительной обратной связью через электронный блок 9 и ванну10, заполненную жидкостью, предназ 35наченную для помещения закрепленногона планшайбе 3 исследуемого поплавкового узла 4.Устройство реализует способ сле, дующим образом.40При помощи датчика 7 и вибратора8 системе торсионный вал 2 - планшайба 3 - исследуемый узел 4 сообщаютрезонансные крутильные колебания вВоздухе Это создается осуществле 45нием положительной обратной связи между датчиком 7 и вибратором 8 крутильных колебаний через электронный блок9. При этом исследуемый поплавковыйузел 4 закреплен на планшайбе 3 так,что ось одной из цапф (например 5)совпадает с продольной осью торсионного вала 2,Как известно, зависимость междусилой и деформацией торсионного вала2 является линейной только для малых55деформаций. Для этого считают, чтоупругий восстанавливающий момент торсионного вала 2 является равным где С,С - составляющие крутильнойжесткости;- угол закручивания,Крутильные колебания упомянутой системы осуществляются на малой амплитуде (малом угле с,), поэтому в этом случае считают, что упругий востанавливающий момент изменяется по линейному законуИ пр - С 1 Ч 1Устанавливают на этом конце (где цапфа 5) корректирующий груз массой И, (внутри поплавкового узла) и перемещают его параллельно плоскости ХОУ. Момент инерции поплавкового узла 4 вокруг оси (оси цапфы 5) равен1, =1,+тпй,где 1, - момент инерции, когда осьцапфы проходит через центр масс попланкового узлаш - масса поплавкового узла;Й - расстояние между осью цапфы5 и продольной осью, проходящей через центр масс узла,Следовательно из всех осей данного направления наименьший момент инерции системы будет относительно оси, проходящей через центр масс поплавкового узла 4В связи с этим перемещением груза в плоскости ХОУ и изменением его массы добиваются минимального момента инерции системы - максимальной частоты крутильных колебаний, что соответствует наибольшей частоте крутильных колебаний (фиг.2), В этом случае добиваются, чтобы центр масс поплавкового узла 4 (узла с грузом) находился на оси Е.После проделанных операций поплавковый узел 4 помещают в ванну 10 с жидкостью, уравновешивают по плавучести, затем закрепляют на планшайбе 3 и создают повторно резонансные крутильные колебания торсионного вала 2 (фиг.З), продольную ось которого ориентируют горизонтально, Перемещают цапфу 5 по торцовой поверхности (параллельной ХОУ) поплавкового узла 4 и фиксируют минимальную частоту крутильных колебаний (фиг.4 и 5).Как известно, на помещенный в жидкости поплавковый узел 4 действует выталкивающая сила, пропорциональная5 15520216 объему поплавка. Из-за несовпадения Так как точка Оз еще не является центра этого объема с осью 2 (осью центром объема (точкой О ), опять1 цапфы 5) будет действовать момент скручивается торсионный вал 2 и повывокруг оси 2, который скручивает тор- шается частота крутильных колебаний,ч5сионныи вал 4; Условие совпадения Для получения минимальной частоты центра масс с центром объема удовлет- крутильных колебаний цапфу перемеща" воряется только в случае однородных ют к центру объема О и находят дру 1 тел. Поплавковый узел не является од- гое его положение в точке О (фиг8). нородным телом, поэтому в этом случае 1 О Затем уравновешивают по массе в воэсуществует несовпадение этих двух духе (груз Мз) и т.д, Аналогичные центров. операции проделываются и для закрепГабариты торсионного вала подбира- ления узла по другой цапфе - цапфе 6. ются такими, чтобы под действием мо- После некоторого числа проведен- мента от выталкиваемой поплавком жиц ных поочередных операций цапфы 5 и 6 кости угол закручивания его бып на- поплавкового узла 4 устанавливаются ибольшим (например 100 раз больше уг- на оси, проходящей центр объема выла крутильных колебаний), В связи с талкиваемой поплавком жидкости аУ этим частота крутильных колебаний получаемая ассиметрия по массе скомупомянутой системы будет изменяться 2 О пенсируется при помощи соответствуюот величины закручивания торсионного щего груза.вала 2, т.е. при свободном состоянии Таким образом, сообщением поплавона будет определенной и минимальной, ковому узлу резонансных крутильных а при закручивании в одну или другую колебаний вокруг оси каждой цапфы сторону она будет повышаться. 35 раздельно в воздухе и затем соответПеремещением места крепления цап- ственно в жидкости, перемещением софы 5 добиваются минимальной частоты ответствующим образом грузов и измекрутильных колебаний (фиг.4,5), Это нением мест крепления цапф, фиксиробудет тогда, когда цапфа 5 будет сме- ванием максимальных и минимальных щена к центру объема выталкиваемой ЗО частот крутильных колебаний создается поплавком жидкости. Кроме того, мини- возможность устранения объемной асиммальная частота крутильных колебаний метрии, проявляющейся при переменной будет тогда, когда при перемещении рабочей температуре жидкости, а тем цапфы уравновешиваются моменты, дей- . самым уменьшения трудоемкости работы ствующие вокруг оси 2. и повышения точности работы поплавкоОдной операцией цапфа 5 не устана- вого узла.35вливается на оси, проходящей центробъема, так как при перемещении цап- Ф о р м у л а .и з о б р е т е н и .я фы 5 начинает действовать и момент Способ уравновешивания поплавкоот силы тяжести узла 4. Это объясня О вых Узлов, заключающийся в том, что ется следующим образом. деиствующие вокруг осеи цапф поплавСчитают, что центр объема поплав- кового узла и перпендикулярных им ка находится в точке О, а цапфа на- осей моменты сил устраняют путем находится в точке О (фиг.6). Грузом вешивания и перемещения контрольных массой М, добиваются, чтобы центр грузов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, масс поплавка находился на оси 2, При что, с целью увеличения производи- перемещении цапфы (в жидкости) к тельности и повышения точности при центру объема О, находят другое еепеременной температуре, поппавковоположение - точку О э (фиг.7). Далее му Узлу сообщают резонансные крутильуравновешивают поплавок по массе 5 О ные колебания в воздухе поочередно в воздухе, так как точка Оз не лежит руг оси каждой цапфы, перемещают на оси 2. Это осуществляется соответ- контрольный гРуз в плоскости, перпенствующим перемещением груза М для1дикулярной продольной оси поплавкотого, чтобы центр масс поплавка пе-вого узла при контроле частоты.круреместить в точку О з. После этого 55 тильных колебаний до фиксации макси- поплавок помещают в ванну, уравнове- ,мума последней, помещают поплавковый шивают по плавучести с помощью массы узел в жидкость, уравновешивают по шд и создают аналогичным образом кру- плавучести добавляя дополнительные тильные колебания. грузы, также сообщают резонансные1552021 крутильные колебания при горизонтальном положении оси цапфы и перемещаютпоплавковый узел относительно цапфыв той же плоскости при контроле часандор Редакт Корректор М.Максимишинец ехред Л, Кра ираж 441 исное дарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-Э 5, Раушская наб., д. 4/5 ский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 роизводствен а ЗаказВНИИПИ тоты крутильнык колебаний до фиксации минимума последней и повторяютэти операции до получения заданнойточности.