Способ автоматической балансировки роторных систем

80,1709 СОЮЗ СОВЕТСКИХсаЮМЮЮИпакРЕСПУБЛИН И 1)5 С О ИЗОБРЕТЕНИЯВИВТВЪСГ У ПИСАНАатсФснбму способам истем и уравновеши стах враще ся кных со длячаст зависи- элекМ карикавеличи- зани- енной яется расшизможностей ния частотыы в процессе балан- закй 2 ь ющиевиде а схема устаагаемый спосировки роторГОСУДАРОТВЕНКЫЙ КОМИТЕПО ИЗОБРОЕИИЯМ И ОУНРЫТИПЭИ ННТ СССР(71) Лейинградский институт авиационного приборостроения(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОЙ БАЛАНСИРОВКИ РОТОРНЫХ СИСТЕМ(57) Изобретение относится к балансировочной технике и может быть использовано для проведения автобалансировки на докритических частотах.Цель изобретения " расширение технологических возможностей путем снижения частоты вращения ротора системы в процессе автобалансировки за счетдополнительного воздействия на систему вибрацией. Для реализации способа Изобретение относит автобалансировки ротор может быть использован вания на докритических ния.Целью изобретения явл рение технологических в балансировки путем сниже вращения роторной систем балансировки,На Фиг. 1 представлен .новки, реализующей предл соб автоматической балан на ротор системы с вертикально ориентированной осью соосно с ним уста" навливают обойму с корректирующими . массами в виде свободно перемещающихся облуженных шариков, систему упруго закрепляют, вращают на рабочей частоте и воздействуют на нее внешней синусоидальной силой, перпен дикулярной оси ее ротора, на частоте, равной или кратной половине радиальной собственной частоты роторной системы, с амплитудой, обеспечивающей перемещение корректирующих масс, и в течение времени, необходимого для достижения допустимого дисбаланса, Да" лее обойма с корректирующими массами быстро разогревается внешним электро магнитным полем до температуры плавления припоя, которым произведено облуживание внутренней поверхности обоймы и .корректирующих масс, и при охлаждении они фиксируются в требуей мом положении. 2 ил. ных систем на Фиг.2 - графикмости остаточного дисбалансатродвигателя МБ-23 и числаРектирующих шариков (масса шарравна 0,04 г,диаметр 1 мм) отны амплитуды вибрации по покаям анализатора спектра, измерна частоте вращения.Установка (фиг.1) включаетсируемую роторнуа систему 1 срепленной на ней соосно обоймв которую помещены корректирушарики 3, Обойма выполнена в1709184 Лобойму 2 закладывают облуженные шарики 3, число которых определяетсякак И: И у И+2 тонкостенного желоба с отверстиями,4 и внутренней поверхностью, покрытой припоем, Установка также включает три канала: вибровозбуждения,измерительный и, фиксирующии. Каналч5вибровозбуждения состоит из последовательно соединенных генератора5 звуковой, частоты, усилителя 6 мощности и вибровозбудителя 7, на которби упруго закреплена с возможностью радиального и осевого перемецения роторная система 1, причемось роторной системы перпендикуляр-на направлению возбуждения, Измерительный канал состоит из последовательно соединенных вибропреоб"разователя 8, установленного на кор"пусе роторной системы в зоне располонения подшипниковых опор, для восприятия радиальной вибрации, виброизмерителя 9 и анализатора 10 спектра. Фиксирующий канал содержит индукторный ламповый генераториндуктором 12,25Автоматическая балансировка ро"торной системы осщуествляется втри этапа, из них два первыхподготовительные. Первый этап: определение собственной радиальной. частоты. Для этого при невращающейся жестко закрепленной роторнойсистеме .1 и при включении вибровозбудителя 7 производят автоматическую или ручную перестройку частотыгенератора и по виброизмерителю 9и анализатору 10 спектра фиксируютчастоту, на которой достигается максимальная амплитуда. Эта частотаи является собственной частотой ро"торной системы. Второй этап: определение остаточного дисбаланса роторной системы.и минимального числабалансировочных шариков. Привращающейся на рабочей частоте жестко закрепленной роторной системе 1 и 45отключенном генераторе звуковойчастоты 5 определяют по анализатору9 спектра амплитуду сигнала на рабочей частоте врацения. Затем по графику (фиг.2), который строится по известной методике находят величинуостаточного дисбаланса роторной системы и минимальное число Б балансировочных шариков. Непосредственно автоматическая балансировка выполняется. на третьем этапе и заключается вследующем. При остановленной роторной системе 1 через отверстия 4 в Затем роторная система упруго устанавливается на вибровозбудителе 7так, чтобы собственная резонанснаячастота закрепления роторной системы на вибровозбудителе 7 составлялаоколо половины ранее измеренной собственной радиальной частоты роторнойсистемы. Требуемый режим. жесткостикрепления роторной системы уточняется экспериментально для конкретногорида роторной системы. Затем роторная система приводится во вращениес рабочей частотой, а на вибровозбудитель 7 от генератора 5 звуковойчастоты через усилитель б мощностиподаетсл возбуждение с частотой, рав"ной или кратной половине радиальнойсобственной частоты роторной системы. Амплитуда и длительность сигнала возбуждения определяются экспериментально из условия достижениядопустимого дисбаланса роторной системы. После этого возбуждение выклю-.чают и при вращающейся роторной системе йо виброизмерителю 9 и анализатору 10 фиксируют амплитуду на частотевращения. Уменьшение амплитуды до величины, характеризующей допустимыйдисбаланс, по сравнению с амплитудой, измеренной на частоте вращения .и соответствующей исходному (до балансировки) дисбалансу, указываетна компенсацию последнего и что шарики разместились в обойме в положении автобалансировки. Далее, невыключая врацения роторной системы 1 и не подавая напряжения на вибровозбудитель 7, к боковой поверхно"сти обоймы 2 подводится индуктор 12лампового генератора 11. При включении индуктора 12 энергия токоввысокой частоты (ТВЧ) лампового генератора 11 эа несколько секунддоводит температуру обоймы 2 и шариков 3 до температуры плавленияприпоя, не успевая нагреть остальныеэлементы роторной системы. Послевыключения индуктора 12 припой застывает, фиксируя шарики 3 в положении, при котором достигается допустимый дисбаланс. Затем роторнаясистема переводится в требуемое ра"бочее положение.20 П р и м е р, Балансировку. проводили для роторной системы электродвигателя ИБ-23. На роторе электродвигателя устанавливалась обойма , в виде диска с тороидальной проточ-кой внутри и отверстием для закладки балансировочных шариков. Корпус электродвигателя крепился на штоке вибровозбудителя 11076 (ГДР, фирма . 10 КРТ), вибровозЬудитель от генерато-. . ра низкой частоты 03000 (фирма КГТ) через усилитель мощности ЬЧ(фирма ВУТ) На корпусе электродвигателя .устанавливался вибропреоб 5 разовательКД"91 (для контроля вибраций роторной системы в радиальном направлении), выход которого подключался к последовательно соединенным виброизмерителю 11003 (ГДР, фирма ЮТ) и анализатору спектра С 4-48. Измеренная собственная радиальная частота роторной системы ИБ-23 составляет 420 Гц. Частота вращения электродвигателя равна 80 Гц; т.е, 25 меньше собственной частоты более чем в 5 раз.Амплитуда на частоте вращения 80 Гц составляла по анализаторуспектра 80 мВ. По предварительно -по-, .ЗО строенной зависимости амплитуды радиальной вибрации на частоте вращения от величины дисбаланса и числа корректирующих шариков для электродвигателя ИБ-23 (фиг.2) опреде.35 лялись величина остатоцного дисбаланса (0,45 Г.мл) и требуемое. число (НЯ 12) корректирующих шариков. В качестве шариков использовались Облуженные шарики от подшипника40 каждый с массой 0,04 г и,диаметром 1 мм. далее упруго крепили электродвигатель на вибровозбудителе так, чтобы ось вращения занимала .верти. кальное положение. В отверстия обоймы (диаметр 40 мм) были заложены 12 шариков. Затем электродвигатель при" водился во вращение и на вибровозбудитель подавался сигнал частотой 210 Гц, амплитудой 12 м/с и длительностью 5 с. После снятия напряжения с вибровозбудителя осуществлялся контроль дисбаланса на рабочей частоте вращения по показаниям анализатора спектра. Резкое падение амплитуды сигнала до величины, соответствующей допустимому дисбалансу, свидетельствует об чравновешивании роторной системы. После подачи сигналаамплитуда радиальной вибрации на частоте вращения 80 Гц составила 10 мВ,что соответствует дисбалансу 0,09 Г оу мм (фиг.2), Эта величина составляет1/5 часть от первоначального дисбаланса и характеризует сбалансированность роторной системы, так как попаспортным данным электродвиГателяИБ-23 допустимый остаточный дисбаланс равен 0,3 Г мм,Согласно результатам Испытанийпредлагаемый способ обеспечивает снижение остаточного дисбаланса роторнойсистемы в 5 раз на рабочей частоте 1вращения, цто в 5 раз ниже критиче . 1ской.Формула изобретенияСпособ автоматической балансиров" ки роторных систем, заключающийся в том, цто ориентируют ось роторной системы вертикально, устанавливают на ротор соосно обойму с корректирующими массами, вращают роторную систему и Фиксируют положение корректирующихмасс после достижения допустимого дисбаланса, о т л и ц а ю щ и.йс я тем, что, с целью расширения технологических чозможностей путем снижения частоты вращения роторной системы в процессе автобалансировки, систему закрепляют упруго, вращают на рабочей частоте и одновременно воздействуют на нее внешней синусоидальной силой, перпендикулярной оси ро-. торной системы на частоте, равной или кратной половине ее радиальной собственной частоты до достижения до- пустимого дисбаланса роторной системы.1709184 0,27 И йО ОУ 720 Я,лд го одаага о ставитель Г.Каневский ехред Л.Кравчку КорректоРА,Обручарктор Т,йазоренк Подпис и ГКНТ СС ио Нроцзнодственно-издательский комбинат "11 атецт", и, Ужгород, ул. Гагарин Заказ 420 ВНИИПИ Гогу,арстне 113:пота по иЬ ;о, л(-35,обретениям юРаушская наб ткрытиям д, 4/5