Устройство для динамической балансировки роторов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН А ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ской(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИНБАЛАНСИРОВКИ РОТОРОВ В 8,В.Бело 8 2 0 оржаков ческое и ние гидатиопиМашиностроение Промыслов Е,ающихся масс гиностроение, 19ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(57) Изобретение относится к балансировочной технике и может быть использовано в прецизионном приборостроении, Цель изобретения - повьппение точности и балансировки за счет автоматической подстройки амплитуды и фазы корректирующего воздействия. Устройство содержит датчик дисбаланса, сигнал которого поступает на блок 4 сравнения, где определяется скорость изменения дисбаланса. Реверсивный счетчик 5 выдает сигнал с частотой, задаваемой задаю- Я щим генератором 16, этот сигнал по1293508 дается на Фазовращатель 7, соединенный с инвертором-повторителем 8,где по сигналам с блока 4 сравненияфаз задается прямое или обратноесмещение, Усилитель 9 мощности передает усиленный сигнал на вибровозбудитель 10, управляющий вибрацией 1Изобретение относится к балансировочной технике и может быть использовано в прецизионном приборостроении.Цель изобретения - повьшение точности и производительности балансировки за счет автоматической подстройки амплитуды и фазы корректирующего воздействия.На фиг,1 представлена блок-схемаустройства; на Фиг.2 - схема блокасравнения; на фиг,3 - различныеслучаи процесса балансировки,Устройство содержит измерительдисбаланса, выполненный в виде датчика 1 дисбаланса и смонтированногоусилителя 2, соединенные последовательно с селективным усилителем 2,выпрямитель 3, блок 4 сравнения, реверсивный счетчик , цифроаналоговойпреобразователь б, фазовращатель 7инвертор-повторитель 8, усилитель 9мощности, вибровозбудитель 1 О с экраном 11. Выход селективного усилителя 2 соединен с сигнальным входомфазовращателя 7, Выход выпрямителя3 последовательно соединен с компаратором 12, токовым ключом 13, бло"ком 14 питания, оптическим квантовым генератором (ОКГ)15. Выход блока 4 сравнения соединен с управляющим входом инвертора-повторителя 8.Вход реверсивного счетчика 5 последовательно соединен с делителем 17частоты с задающим генератором 16.Вход делителя 17 частоты соединен с. выходом переключателя 18 коэффициента деления частоты.Луч ОКГ 15 направлен на фиксирующую линзу 19 и Фокусируется последней на поверхности балансируемого экрана И, периодически перекрывающего луч лазера 15. При достижениидопустимого уровня дисбаланса блок14 питания лазера 15 отключается отсигнала токового ключа 13, срабатыва.ющего от компаратора 12, 1 з.п, ф-лы3 ил. 2ротора 20, находящегося в баланси -ровочной раме (не показана),Сигнал на блок 4 сравнения поступает через две последовательно сое 5 диненные линии 21, 22 задержки наинвертирующий, а через линию 23 задержки - нанеинвертирующие входыдифференциального усилителя 24, Ин-вертирующий вход дифференциальногоусилителя 24 связан с неинвертирующим входом дифференциального усилителя 25, Инвертирующий вход дифференциального усилителя 25 соединен снеинвертирующим входом дифференциального усилителя 26 и входом блока4 сравнения, Инвертируюший вход дифференциального усилителя 26 соединен с неинвертирующим входом дифференциального усилителя 24. Неинверти.рующий и инвертирующий входы дифференциального усилителя 27 соединенысоответственно с выходом дифференциального усилителя 24 и 25. Входы25Формирователей 28 и 29 сигналовсоединены с выходами дифференциальныхусилителей 27 и 26 соответственно,Напряжения, выдаваемые с выходов Формирователей сигналов 28 и 29,являютсн выходами блока 4 сравнения,Устройство работает следующимобразом,При настройке экран 11 выставляют так, чтобы при нулевом сигнале сдатчика 1 дисбаланса он полностьюперекрывал луч ОКГ 15Ротор 20 устанавливают в балансировочную рамуи разгоняют до частоты балансировки.За .счет неуравновешенности ротора 20рама начинает колебаться, Колебаниявоспринимаются датчиком 1 дисбаланса, усиливаются селективным усили 1293508телем 2, подаются на сигнальный вход Фазовращателя 7, который, изменяет Фазу выходного сигнала по отношению к входному сигналу в зависимости от напряжения на управляющем 5 входе.С фазовращателя 7 сигнал поступает на инвертор-повторитель 8, производящий инверсию фазы входного сигнала на 180 в зависимости от направ ления изменения величины дисбаланса, Увеличение значения дисбаланса балансируемого ротора 20 указывает на то, что съем массы с ротора происходит в области легкого места, В этом случае с выхода блока 4 сравнения сигнал поступает на управляющий вход инвертора-повторителя 8 и происходит инверсия фазы входного сигнала. При дальнейшей обработке ротора 20 20 дисбаланс уменьшается, так как съем массы производится в области тяжелого места, Сигнал с инвертора-повторителя 8 поступает на усилитель 9 мощности, который усиливает сигнал для управления вибровозбудителем 10 с экраном 11.Управление фазовращателем 7 происходит следующим образом.Допустим, в процессе работы устройства экран 11 движется так, что уровень сигнала дисбаланса начинает уменьшаться, Напряжение на выходе выпрямителя 3 также уменьшается. С выхода выпрямителя 3 .сигнал поступа ет на вход блока 4 сравнения, где он обрабатывается и выдается сигнал 0" или 1 в зависимости от величины скорости уменьшения дисбаланса на вход реверсивного счетчика 5. 40 0 подается на вход реверсивного счетчика 5 в случае максимальной скорости уменьшения дисбаланса, а "1" - в противном. На второй вход подаются импульсы через делитель 17 частоты и переключатель 18 коэффициента деления с генератора 16 Реверсивный счетчик 5 начинает работать в режиме50 прямого счета (при наличии 0" на входе или обратного счета (при наличии "1" на входе). На выходе реверсивного счетчика 5 происходит изменение цифровых данных в двоичном ко 5 де. Эти цифровые данные с выхода реверсивного счетчика 5.поступают на вход цифроаналогового преобразователя 6, преобразуюшего входные цифровые данные в пропорциональные аналоговыеуровни, Выходной сигнал с выходацифроаналогового преобразователя 6поступает на вход управления фазовращателем 7 и последний в свою очередь изменяет разность фаз входногои,выходного сигналов.1При уменьшении значения дисбаланса до определенной величины навыходе выпрямителя 3 срабатываеткомпаратор 12, Сигнал "1" подаетсяна вход токового ключа 13.Токовый ключ 13 переходит в другое устойчивое состояние. Сигнал свыхода токового ключа 13 отключаетблок 14 питания заслонки лазера игенерация ОКГ 15 срывается. Это служит сигналом окончания балансировкит,е, уменьшения значения дисбалансаротора 20 до определенной величины(например, допуска на динамическуюбалансировку).Допустим, в процессе обработкиротора величина дисбаланса ротораизменяется по одной из кривых: а,б,в (см.фиг,З),Сигнал в точке Т (фиг.2), перейдя из точки То через линии задержки 21 и 22, и сигнал в точке Т отличаются по напряжению в момент времени..на определенную величину,причем Б с Бт , где Бт,Птз фнапряжения в точках Т, и Тэ соответственно,На выходе дифференциального усилителя появляется положительный по- .тенциал, который формируется формирователем 29 до уровня "1" и подается на вход инвертора-повторителя 8(фиг.1), который в свою очередь инвертирует фазу входного сигнала на180 , перенося тем самым место съемаоматериала на ту половину дуги окружности ротора, где располагается тяжелое место.Допустим, в процессе обработки ротора величина дисбаланса ротора изменяется по кривой д 1,см.фиг.3), Напряжения в точках Т, Т, Тз находятся в следующих зависимостях:т ) отЦтз10, - Пт,1ъ Тогда Пт с Б т и на выходе дифферент циального усилителя в точке Т 1, напряжение отрицательное. Пройдя через1293508 формирователь 28, напряжение на его выходе соответствует "О". Из точки Т 9 напряжение с уровнем "О" подается на вход реверсивного счетчика 5 (фиг.1).С выхода реверсивного счетчика 5 изменяющийся сигнал в сторону уменьшения в виде двоичного кода поступает на вход цифроаналогового преобразователя 6. Преобразованный сигнал проходит на вход управления Фазовращателем 7, изменяющего раз - .ность Фаз входного и выходного сигналов, чтобы место съема материала сближалось с тяжелым местом на РотореВ случае, когда величина дисбаланса ротора изменяется по кривой ж (см.фиг,З), напряжения в точках Т, Т, Т находятся в следующих зависимостях: что, с целью повышения точностии производительности балансировки,устройство снабжено соединенными последовательно с измерителем дисбалан са выпрямителем, блоком сравнения,реверсивным счетчиком и цифроаналоговым преобразователем, выход которогосоединен с сигнальным входом фазовращателя, инвертором-повторителем, Ю 1, вход которого соединен с выходомФазовращателя, а выход - с входом: усилителя мощности компаратора15 20 25 Пт,Пт з Тогда ББт и на выходе дифферентациального усилителя 27 в точке Т 7 напряжение положительное, Пройдя через формирователь 28, напряжение на его выходе будет соответствовать "1". Иэ точки Т напряжение с уров - нем "1" подается на вход реверсивно.го счетчика 5 (см.фиг.1),С выхода реверсивного счетчика 5 изменяющийся сигнал в сторону увеличения в виде двоичного кода поступает на вход цифроаналогового преобразователя 6, Преобразованный сигнал приходит на вход управ- ления Фаэовращателем 7, изменяющего разность Фаз входногои выходного сигналов так, чтобы место съема материала сближалось с тяжелым местом на роторе. 30 35 40 45 50 55 Формула изобретения 1. Устройство для динамической балансировки роторов, содержащее балансировочную раму, измеритель дисбаланса, соединенный,с рамой, оптический квантовый генератор с блоком питания, оптическую систему, фокусирующую луч оптического квантового. генератора, фазовращатель, усилитель мощности и вибровозбудительс установленным на нем экраном, подключенный к выходу усилительмощности, о т л и ч а ю щ е е с я тем,вход которого соединен с выходомвыпрямителя, токовым ключом, входкоторого соединен с выходом компаратора, а выход - с входом блока питания, делителем частоты, выход которого соединен с управляющим входомреверсивного счетчика, задающим генератором и переключателем, подключенными к соответствующим входам делителя частоты, выход измерителя дисбаланса соединен с сигнальным входомфазовращателя. а второй выходблока сравнения - с управляющимвходом инвертора - повторите 1 ля,2, Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок сравнения выполнен в виде двух соединяющих последовательно линий задержки, вход первой из которых представляет собой вход блока сравнения, третьей линии задержки, вход которой соеди нен с входом первой линии задержки первого, второго, третьего и четвертого дифференциальных усилителей, неинвертирующий вход первого из них и инвертирующий вход третьего соединены с выходом второй линии задержки, инвертирующий вход первого и неинвертирующий вход второго - с выходом третьей линии задержки, инвертирующий вход второго и неинвертирующий вход третьего - с входом первой линии задержки, а выходы первого и второго неинвертирующим и инвертирующим входами четвертого и двух формирователей сигналов, выход четвер. того дифференциального усилителя соединен с первым формирователем сигналов, выход которого представляет со-, бой первый выход блока сравнения, а выход третьего - с входом второго формирователя сигналов, выход которого представляет собой второй выход блока сравнения..Паникленко тавител ред И,Х Редактор Н.Швыдка орректор И,Пож 73/4 ВНИИПИ Г ого комипо дел ий и от 13035, Иосква, Ж 35, Раущская н лиграфическое предприятие, г,ужгород, ул.Проектн водствеи Тираж 777осударственнам изобретен Подписитета СССРрытийб., д.4/5