Автоматическое балансирующее устройство

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК ЯО 135 51)4 С 01 М 1/ ТЕНИ ИДЕТ ЕЛЬ ВТОРСКО гоФ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ОПИСАНИЕ И(71) Московский технологическийинститут Министерства бытового ослуживания населения РСФСР(56) Авторское свидетельство СССВ 523791, кл. С 01 М 1/36, 1974.Авторское свидетельство СССРУ 460464, кл. С 01 М 1/38, 1972.(54) АВТОМАТИЧЕСКОЕ БАЛАНСИРУКПЕЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к балансировочной технике. Цель изобретения- повышение производительности за счет, сокращения времени балансировки. Сигналы с вибродатчиков 10 - 12 поступают на входы трехканального блока управления, формирующего команды для корректирующих механизмов. В каждом иэ каналов пороговая схема 14, связанная с соответствующим вибродатчиком 10, через реле 15 запуска определяет необходимость включения электродвигателя 7 корректирующего меха ниэма, направление вращения которо задается через реле 17 реверса схем " 16 сравнения, связанной с виброчиком 10 и тахогенератором 13.ил.Изобретение относится к балансировочной технике и может быть использовано для динамической балансировки вращающихся масс, входящих в состав различного технологического оборудо 5 вания, например, барабанов для центробежного отжима влажного белья или влажной одежды.Цель изобретения - повышение про изводительности путем сокращения времени балансировки, которое достигается за счет одновременной работы трех механизмов коррекции.На фиг, 1 изображена кинематическая схема механизма балансирующего устройства; на фиг. 2 - блок-схема управления корректирующим механизмом балансирующего устройства; на фиг.3 - схема подключения реле запуска и реле 20 реверса к электродвигателю.Устройство содержит балансируемый ротор 1, например барабан для центробежного отжима влажного белья или влажной одежды, корпус 2, три разме щенных внутри него корректирующих механизма, каждый из которых выполнен в виде электропривода 3, включающего груз 4, установленный с возмож 1 ностью перемещения вдоль оси, перпен- З 0 дикулярной продольной оси ротора оси перемещения грузов корректирующих механизмов расположены между собой под углом 120, направляющую 5, муфту 6 электродвигатель 7 и установленный в опорах 8 ходовой винт 9,Э 5 связанный с электродвигателем 7 через муфту 6, три вибродатчика 10, 11 и 12, расположенных на оси перемещения соответствующих корректирующих механизмов, кинематически связанный с валом ротора 1 тахогенератор 13 и трехканальный блок управления, каждый канал которого выполнен в виде последовательно соединенных пороговой45 схемы 14, выход которой соединен с соответствующим вибродатчиком 10, и реле 15 запуска, нормально разомкнутые контакты которого 1 юдключены клинии питания соответствующего элект- .50 родвигателя 7, а нормально замкнутые - к обмоткам последнего, и последовательно соединенных схемы 16 сравнения, первый вход которой соединен с вибродатчиком 10, а второй - с соответствующим выходом тахогенератора 13, 55 и реле 17 реверса, переключающие контакты которого подключены к линии питания электродвигателя 7. Устройство работает следующим образом,Перед началом работы все грузы 4устанавливаются так, чтобы центр ихмасс лежал на оси вращения балансируемого ротора 1. При отсутствии дисбаланса ротор 1 вращается спокойно,без вибраций. В этом случае каждыйиз вибродатчиков 10, 1 1 и 12 под действием центробежных сил инерции вырабатывает электрический сигнал, пропорциональный нормальному ускорениюсвоего инерционного элемента при данной частоте вращения ротора 1. Причемвсе вибродатчики 10, 11 и 12 вырабатывают одинаковые по величине сигналы, так как они расположены на одинаковом расстоянии от оси вращения ротора 1, Электрический сигнал с вибро"датчиков 10, 11 и 12 поступает одновременно во все каналы блока управления, на вход соответствующей пороговой схемы 14 и на один из входовсхемы 16 сравнения. Сигнал, поступивший на вход пороговой схемы 14,сравнивается в нем с установленнойпороговой величиной, определяющеймаксимально допустимую величину остаточного дисбаланса. Величина электрического сигнала, вырабатываемого каж"дым из вибродатчиков 10, 11 и 12 приспокойном вращении ротора 1, меньшеустановленной пороговой величины. Поэтому эти сигналы не пропускаютсяпороговой схемой 14 и автоматическоебалансирующее устройство не работает.При появлении дисбаланса, который,например, у барабанов стирально-отжимных машин обусловлен неравномернойраскладкой белья по внутренней поверхности барабана, на балансируемыйротор 1 начинает действовать переменная по величине и направлению силаинерции дисбаланса. Под действиемэтой силы ось симметрии ротора 1 отклоняется на некоторый угол от осиего вращения, т.е. появляется прогиб ротора. В результате изменяетсярасстояние, например от вибродатчика 10 до оси вращения ротора 1, аследовательно, изменяется величинацентробежной силы инерции, действующей на чувствительный элемент вибродатчика 10, и величина электрического сигнала, вырабатываемого последним, Если она превысит установленнуюпороговую величину, то электрическийсигнал вибродатчика 10, усиленный по704 50 3 13522амплитуде, пропускается пороговойсхемой 14 и подается на обмотку ре -ле 15 запуска. В результате нормальноразомкнутые контакты реле 15 запуска5замыкают цепь питания электродвигателя 7.Одновременно сигнал с вибродатчика 10 подается на один из входов схемы 16 сравнения, на другой вход кото Орой подается сигнал с соответствующего выхода тахогенератора 13. При небольшой частоте вращения ротора 1 ипри наличии прогиба его вала, вызванного дисбалансом, направление вектора прогиба вала ротора 1 совпадаетс направлением вектора дисбаланса ротора 1, При этом фазы выходных сигналов вибродатчика 10 и тахогенератора 13 совпадают. При увеличении частоты вращения ротора 1 вектор прогибаего вала начинает отставать от вектора дисбаланса ротора 1. Возникаетугол сдвига фаз между ними, измеряемый схемой 16 сравнения. В зависимости от соотношения фаз выходных сигналов вибродатчика 10 и тахогенератора 13 схема 16 сравнения может выдатьодну из двух команд на вход реле 17реверса, которые определяют полярность напряжения, питающего электродвигатель 7. Первая команда подается,если угол сдвига фаз меньше 180 , вторая - при угле сдвига фаз равном 180 .оКонтакты реле 17 реверса переключают 35ся в соответствии с поступившей командой, и в линию питания электродвигателя 7 поступает сигнал, определяющий направление вращения его ротора.При поступлении второй команды на 40правление вращения ротора электродвигателя 7 меняется на противоположное.Поэтому после замыкания контактамиреле 15 запуска цепи питания электродвигателя 7 его ротор начинает вра 45щаться в заданном направлении,Крутящий момент ротора электродвигателя 7 передается через муфту 6на ходовой винт 9. Последний начинаетвращаться, перемещая груз вдоль осиходового винта 9 по направляющей 5в направлении, определяемом направлением вращения ротора электродвигателя 7 и ходового винта 9, При этомменяется центробежная сила инерциигруза 4, вектор которой направляется55в сторону, противоположную одной изсоставляющих вектора прогиба ротора 1.По мере перемещения груза 4 его сила инерции в некоторый момент достигнет величины, необходимой для устранения прогиба вала ротора 1 или уменьшения его до допустимой остаточной величины. Тем самым сила инерции груза 4 кссвенно уравновесит одну из составляющих силы инерции дисбаланса ротора 1 или уменьшит ее до допустимой остаточной величины. При этом сигнал, вырабатываемый вибродатчиксм 10, уменьшится настолько, что пороговая схема 14 не пропустит его на вход реле 15 запуска. Нормально разомкнутые контакты реле 15 запуска разомкнутся, а его нормально замкнутые контакты замкнутся накоротко. Электродвигатель 7 переключится в режим генератора, остановив груз 4 в заданном положении на оси ходового винта 9.Если в процессе дальнейшей работы машины сбалансированное состояние ротора 1 нарушится, то операция балансировки повторится. В зависщости от положения дисбаланса ротора 1 возможны три варианта балансировки, В первом варианте одна фаза работает, две другие выключены, во-втором две фазы работают, третья выключена, в-третьем работают все три фазы. В общем случае время балансировки уменьшается с увеличением количества фаз устройства. Однако, как показали расчеты и эксперимент, наиболее рациональным является устройство, содержащее три фазы.Устройство может производить автоматическую балансировку любых вращающихся узлов (шлифовальных кругов, валов турбин, барабанов различных намоточных машин, барабанов машин, работающих по принципу центробежного отжима и т.п.) независимо от того, меняются или нет их масса и жесткость в процессе работы, в то время другие аналогичные устройства имеют очень ограниченную область применения, Эти ограничения вызваны наличием в системе контроля и управления центробежного регулятора, который может надежно выполнять сови функции только при заранее известной резонансной частоте ротора, подлежащего балансировке, т.е. при известной заранее и постоянной массе этого ротора и жесткостиего опор.Вторым преимуществом предлагаемогоустройства перед известным является меньшее время работы. Значительное30 б 135227 время работы известного устройства обусловлено тем, что операция балансировки производится последовательно (сначала поиск по фазе, затем - по радиусу), а также отсутствием механизма фиксации груза на оси ходового винта поСле окончания процесса балансировки. Это может привести к тому, что груз под действием центробежных сил переместится вдоль оси винта, сбалансированное состояние ротора нарушится и устройству придется включаться вновь для проведения дополнительной самоблокировки. Причем при балансировке высокооборотных роторов (например, валов турбин, шлифовальных кругов и т.п,) такие дополнительные включения будут происходить.непрерывно. Увеличение времени балансировки приводит к повышенному расходу электроэнергии и к уменьшению надежности и долговечности работы устройства имашины в целом.В автоматическом балансирующем 2 Б устройстве сокращение времени балансировки происходит за счет контроля и устранения появляющегося дисбаланса ротора одновременно по углу и по ра" диусу. Кроме того, в предлагаемом устройстве за счет перевода электродвигателей приводов, связанных с грузами, в режим генератора обеспечивается надежная фиксация грузов в заданном положении, что исключает воз 36 можность повторных включений приводов после балансировки и сокращает время, необходимое для ее проведения. 06Это обеспечивает определенную экономию электроэнергии, увеличивает надежность и долговечность устройства.Формула изо бре те нияАвтоматическое балансирующее устройство, содержащее ротор, размещен" ный внутри него корректирующий механизм, выполненный в виде корпуса и размещенного в нем электродвигателя с грузом, установленным с возможностью перемещения вдоль оси, перпендикулярной оси вращения ротора, и вибродатчик, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности за счет сокращения времени балансировки, оно снабжено двумя дополнительными вибродатчиками, двумя дополнительными механизмами коррекции, оси перемещения грузов всех корректи" рующих механизмов расположены под углом 120 друг к другу, кинематически связанным с валом ротора тахогенератором и трехканальным блоком управления, каждый канал которого включает в себя последовательно соединенные пороговую схему, вход которой соединен с соответствующим вибродатчиком, расположенным на оси перемещения груза, реле запуска, связанное с электродвигателем, и последовательно соединенные схему сравнения, входы которой соединены с соответствующим вибродатчиком и с соответствующим выходом тахогенератора, и реле реверса, связанное с электродвигателем.