Автобалансирующее устройство

.П.С о, С,Н,Клади хина 2(088.8)детельство СС1 М 1/38, 199 СИРУЮЩЕЕ УСТРОЙГОСУДАР СТ В Е ННЫ И КОМИТЕТПО ИЗОБРЕ . ЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(57) Изобретение относится к балансировочной технике. Цель изобретения - повышение надежности за счет облегчения перехода шаров в коническую впадину, В процессе балансировки шары 7 переходят с конической поверхности 4 на поверхность внутренней кольцевой проточки 3, выполненной конической с таким углом наклона образующей, чтобы при перевороте устройства облегчить переход шаров 7 в коническую впадину, образованную дополнительными коническими поверхностями 5 и 6.4 ил.фруа = агс 19 9/Й Жгде 9 - ускорение свободного падения;В - расстояние от оси вращения до центра шара;Й - угловая частота вращения, Угол наклона образующей первой конической поверхности 5 выполнен меньшим, чем угол наклона образующей второй конической поверхности 6 на 6-12 О,Для определения величины угла а рассмотрим схему сил, действующих на шар при вращении системы (фиг.1 и 2). Внутреннюю кольцевую проточку можно разделить на три части (фиг,3); "нижнюю" часть, в которой находятся шары на докритических частотах вращения ротора, переходную коническую поверхность, на которую шары выкатываются за счет действия составляющей центробежных сил на закритических частотах вращения, и коническую впадину для фиксации шаров в сбалансированном состоянии ротора. Таким образом, величина угла а должна быть такой, чтобы сила подъема шара (составляющая центробежной силы) уравновешивалась на переходной поверхности составляющей силы тяжести шг.ра и силами трения. Балансировка ротоИзобретение относится к балансировочной технике и может быть использовано для автоматической балансировки роторов, вращающихся с переменной частотой, в частности для балансировки ручных шлифовальных машин.Цель изобретения - повышение надежности за счет облегчения перехода шаров в коническую впадину.На фиг.1 и 2 изображены схемы сил, действующих на шары при вращении системы; на фиг,З - устройство на докритической частоте, общий вид; на фиг,4 - перевернутое устройство на закритической частоте с зафиксированными шарами.Устройство содержит жестко установленный на роторе 1 цилиндрический корпус 2 с внутренней кольцевой проточкой 3, выполненной конической с углом наклона а, сопряженной с меньшим диаметром последней своим большим диаметром конической поверхностью 4 и двумя абра;ующими суживающуюся коническую впади у дополнительными коническими поверхностями 5 и 6, меньший диаметр первой из которых сопряжен с большим диаметром внутренней кольцевой проточки 3, и расположенные внутри цилиндрического корпуса 2 шары 7.Угол а наклона образующей внутренней кольцевой проточки 3 определяют по омле ра шарами происходит на переходной поверхности. При повороте системы на 180(фиг.4) силы трения меняют направление на180 О, а составляющая силн тяжести шара совпа 5 дает по направлению с составляющей центробежной силы, действующей привращении системы на шар, вместе они образуют суммарную "скатывающую" силу,перемещающую шары с переходной повер 10 хности в коническую впадину, На фиг,1 и 2представлены схемы действия сил на шары,находящиеся на переходной конической поверхности и соответствующие положениямавтобалансирующего устройства, изобра 15 женным на фиг.З и 4 соответственно. Так какшарик по окончании процесса балансировки неподвижен относительно корпуса автобалансирующего устройства, составимуравнения равновесия относительно по 20 движной системы координат с учетом трения,Из схемы на фиг,1 следует;2 Гх = Фх - Сх - Етр = О; (1)у=- (Ф,+6) =О; (2)25 Л МА(Гх) =Ф хгш - Схгш - Мтр = 0 (3)Фх = Ф з 1 п а: Фу = Фсоз а; (4)Сх = 6 соз а; Су = С з п а; (5)Г,р =И =(Фу + Су) = (Ф соза ++6 з 1 п а) (7)где Ф= тй д - центробежная сила;6 = п 19 - сила тяжести шара;М - сила нормального давления;35 Гтр - сила трения скольжения,Мтр - момент трения качения;1 и д - коэффициенты трения скольжения и качения;Фм, Фу, Сх, Су - проекции центробежных40 сил и силытяжести на соответствующие осикоординат;В - расстояние от оси вращения до центра шара;гш - радиус шара;45 й- угловая частота вращения ротора;9 - ускорение свободного падения:т - масса шара.Из (1) и (3) следует;Ф зи а - 6 соз т - 1(Фсоз а+50 + Сзпа)=О, (8)Ф 3 п а г - С соз а гш - д (Ф соз а+ 6 зп а) = О, (9)Из выражений (8) и (9) получим значениеугла а:556(гш в в ) д а" агсц -- ; - =агсщ - ) -С(гш) Д УОчевидно, что величина угла наклонаобразующей переходной конусной поверхности зависит только от частоты вращенияротора и от геометрических размеров внутренней кольцевой проточки в средней ее 5части, так как ускорение свободного падения есть величина постоянная, например,для Й = 1800 об/мин и В = 0,05 и получима=1 19,Устройство оаботает следующим обраэом.В начальный момент, показанный нафиг.3, ось ротора 1 располагается вертикально, чтобы шары 7 прижимались центробежными силами к конической поверхности 154, образуя замкнутое кольцо иэ соприкасающихся шаров, на докритической частотевращения ротора 1, По досгижении системой закритической частоты вращения шары7 перемещаются на переходную коническую поверхность внутренней кольцевойпроточки 3 и устанавливаются в положения,уравновешивающие ротор 1. Эти положения шаров показаны на фиг.1. Составляющая центробежной силы, поднимающая 25шары вверх, уравновешивается составляющей силы тяжести шаров 7 и трением. Шары7, находясь на конической поверхностивнутренней кольцевой проточкиустанавливаются в положения, балансирующие ротор 1.Затем устройство поворачиваеся на180 так, чтобы коническая впадина, образованная коническими поверхностями 5 и 6,заняла нижнее положение, как это показано на фиг.2 и 4. При этом составляющие центробежной силы и силы тяжести совпадают по направлению и под их действием шары 7 опускаются в коническую впадину, образованную дополнительными коническими поверхностями 5 и 6, и фиксируются в ней центробежными силами, достаточными для удеожания шаров 7 в неподвижном состоянии относительно цилиндрического корпуса 2 при переменной частоте вращения ротора, После остановки ротора 1 шары 7 занимают исходное положение пои обратном повороте устройства на 180" (фиг 3)Таким образом, эа счет облегчения перехода шаров в коническую впадину павы шается надежность устройства, а при перевороте умсньшается время скат.,влния в коническую впадину. Формула изобретения Автобалансирующее устройство по авт св М 1597643, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, внутренняя кольцевая проточка выполнена ко) нической с углом наклона а= агсщ (ВАЯЙ), где 9 - ускорение свободногс падения;Й - расстояние от оси вращения до нтра шараИ - угловая частота вращения, и сопряжена большим диаметром с конической впадиной для фиксации шаров, а меньшим - с большим диаметром конической поверхности,( се Составитель Ю. Круглседактор А, Лежнина Техред М.Моргентау орректор С, Чер Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгор гарина, 101 Заказ 3499 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5