Способ балансировки ротора

. СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТЧИЕСНИХ РЕСПУБЛИН 4 САНИЕ ИЗОБРЕТ ДЕТЕЛЬСТВ А.И3) У 847Кол иичес1954,(71) Московский энергетический В.А.Трегубов, А.А.Карпов,змайлов и В.И.Галкин62-755 (088,8)Авторское свидетельство СССР105, кл. С О 1 М 1/24, 1979,есник Н.В. Статическая и динакая балансировка, - Л. Машгиз,с. 118, 184, 185,СПОСОБ БАЛАНСИРОВКИ РОТОРАИзобретение может быть использодля балансировки ротора на маг"опорах и позволяет повыситьсть и чувствительность за счетения промежуточных звеньевательной системы и измененияФирования. Корпус ротора 1 крена основании 7, жесткость опор 80146409 которого устанавливается максималвозможной. Ротор, установленный своих . опорах с регулируемои жесткостью, в качестве которых использована магнитная опора 2 с изменяемымкоэффициентом контура регулирования,разгоняют до частоты вращения вьпперезонансной. Регистрируют при этомколебания ротора, определяют значение и угол дисбаланса в балансировоч"ном блоке и балансируют ротор до минимально возможного уровня, Затемизменяют жесткость магнитных опор 2,воздействуя на них контуром регулирования до достижения режима резонанса при вращении ротора на фиксированной частоте. Измеряют параметрыдисбаланса, корректируют его балансировочным инструментом и повторяютэти операции несколько раз до получения заданного уровня дисбаланса.1 з.п. ф-лы, 5 ил.Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для балансировки ротора на магнитных опорах.Цель изобретения - повьппение точ ности и чувствительности за счет исключения промежуточных звеньев колебательной системы и изменения демпфирования.10На фиг.1 представлена электромеханическая часть устройства,реализующего предлагаемый способ балансировки; на фиг.2 - схема управления устройст 15 ва; на фиг.3 - пример устройства, реализующего изменение резонансной частоты системы ротор - опоры; на фиг,4 и 5 - характеристики, поясняю" щие процесс балансировки ротора,20Электромеханическая часть устройства содержит балансируемый ротор 1, установленный в радиальных регулируемых магнитных опорах 2, например электромагнитных, имеющих не менее четырех обмоток 3 в каждой опоре. Аксиальные магнитные опоры 4 выполнены электромагнитными с обмотками 5. Для стабилизации ротора в аксиальном направлении на статоре установлены датчики б аксиального положения. Основаниес опорами (не показаны) служит для жесткого крепления корпуса ротора. Для осуществления разгона ротор имеет активную часть, расположенную против статора 8 электродви- э 5 гателя 9. На статоре также установлены датчики 10 радиального положения. Схема управления включает контуры 11 регулирования радиальных регулируемых магнитных опор, состоящие из датчиков 40 радиального положения, регуляторов 12, выполненных, например на операционных усилителях 13, и реализующих пропорционально-интегро-дифференцирующий закон управления, а также усилители 45 14 мощности линейного или ключевого типа, соединенные с обмотками магнитных опор. Схема управления содержит также балансировочный блок 15, включающий вычислитель 16, величины и фазы дисбаланса, соединенный входами с одним или несколькими контурами регулирования радиальных магнитных опор, а выходом - с усилителем 17 мощности, который в свою очередь че" 55 рез преобразователь 18 соединен с балансировочным инструментом 19, в качестве которого могут быть использованы, например сверлильные или лазерные головки, осуществляющие непосредственное локальное удаление материала ротора в необходимом количестве и соответствукщем месте. Вычислитель величины и фазы дисбаланса состоит из аналого-цифровых преобразователей 20 и 21, один иэ которых соединен с одним или несколькими регуляторами. Аналого-цифровые преобразователи педключены к микропроцессору 22, выход которого соединен с цифроаналоговым преобразователем 23. Регуляторы содержат операционный усилитель с изменяемым коэффициентом усиления В цепь обратной связи операционного усилителя включен переменный резистор 24. Усилитель соединен с аналого-цифровым преобразователем через переменный резистор 25, движок которого жестко соединен с движком переменного резистора 24.Способ балансировки ротора реализуют следующим образом.Корпус ротора 1 крепится на основание 7, жесткость опор которого устанавливается максимально возможной. Ротор установленный в опорах с регулируемой жесткостью, в качестве которых использована магнитная опора 2 с изменяемым коэффициентом усиления контура 11 регулирования, разгоняют до частоты вращения вьппе резонансной. Регистрируют при этом колебания ротора, определяют значение и угол дисбаланса в балансировочном блоке 15 и балансируют до минимально возможного уровня, Затем изменяют жесткость магнитных опор 2, воздействуя на них контуром 11 регулирования до достижения режима резонанса при вращении ротора на фиксированной частоте, из.-, меряют параметры дисбаланса,корректируют его балансировочными инструментами 19 и повторяют эти операции йесколько раз до получения заданного уровня: дисбаланса,П р и м е р. После включения статора 8 в сеть осуществляют разгон ротора 1 до частоты вращения м,(фиг.4), соответствующей максимально допустимой (заданной) амплитуде колебаний ротора, затем разгон прекращается, производят первичную (грубую) балансировку ротора (точка 1 + точка 2). Затем продолжают разгон ротора до частоты вращения, превьппающей резонансную частоту колебательной системы ротор - опоры о, на которой осу 1464093ществляется балансировка, например,до рабочей (номинальной) частотывращения. На этой частоте вращенияизмеряют амплитуду радиальных колеба 5ний ротора, используя для этого, например, датчик 10 радиального положения. Если амплитуда радиальных коле"баний ротора меньше предела чувствительности датчика 10 или измерительной аппаратуры, что соответствуетточке 1 на фиг.5, то производят уве"личение резонансной частоты (м,(фиг.5, оы,) путем, например,увеличения коэффициента усиления контура регулирования до тех пор,покаамплитуда колебаний ротора не окажет-ся в заданном диапазоне (А(А (А) (фиг.5, точка 2). Затем поамплитуде и коэффициенту усиления 20посредством вычислителя 16 величиныи фазы дисбаланса определяют значение и угол дисбаланса, При неизменныхпрочих параметрах колебательной системы ротор - магнитные опоры амплитуда А и фаза вынужденных колебанийротора с при постоянной частоте вращения однозначно определяются величиной его дисбаланса С и коэффициентомусиления контура 11 регулирования 1: А =- ,(0,с); (1)а (с) (2)Функции (1) и (2) получаются расчетным или экспериментальным путеми вводятся в виде таблиц или аналитических зависимостей в микропроцессор 22. Алгоритм расчета места ивеличины удаляемой массы ротора зависит от формы ротора, его геометри ческих параметров, технологических возможностей и конкретных технических решений конструкции балансировочного устройства, а также вида дисбаланса (статический, динамический) . 45 Затем после преобразования в усилите-. ле 17 мощности измеренный сигнал А ипоступает на преобразователь 18, являющийся по сути приводом инструмента 19, осуществляющего балансиров- БО ку ротора удалением,(или добавлением) части массы ротора (или иным извест- ным способом) в месте, определенном . вычислителем 16. После этого вновь увеличивают резонансную частоту М путем, например, увеличения коэффици ента усиления операционного усилителя 13, реализующего пропорциональное звено регулятора 12. Это приводит к увеличению амплитуды, колебаний рото" ра от остаточного дисбалансаПри достижении амплитуды колебаний максимально возможной ,(или допустимой) осуществляют повторную балансировку до минимально возможного уровня. Этот процесс увеличения коэффициента усиления и балансировки осуществляется до тех пор, пока не будет достигнуто предельное значение коэффициента усиления 1 по условию устойчивости (либо дисбаланс, будет так мал, что амплитуда колебаний не будет практически изменяться). Балансировка ротора может осуществляться любым известным методом с остановкой ротора или без остановки. Если с остановкой ротора, то осуществляется повторный разгон до первоначальной частоты вращения, на которой осуществлялись измерения.В случае возникновения недопустимых по амплитуде радиальных колебаний ротора при разгоне коэффициенты усиления контуров 11 регулирования могут быть снижены на время разгона регулятором 12, в котором изменяют коэффициент обратной связи усилителя 13 резистором 24, Степень изменения коэффициентов усиления должна при этом соответствовать допустимой величине измеряемой амплитуды колебаний ротора. Это изменение коэффициента усиления может осуществляться вручную либо автоматически с соответствующим приводом резистора 24 (и 25) по сигналу датчика 10 положения (система не показана).Формула изобретения1. Способ балансировки ротора в опорах на основании с опорами, заключающийся в том, что разгоняют ротор до частоты вращения выше резонансной, регистрируют колебания ротора, определяют значение и угол дисбаланса, балансируют до минимально возможного уровня, изменяют жесткость опор основания и балансируют несколько раз до получения заданного уровня дисбаланса, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в качестве опор ротора используют опоры с регулируемой жесткостью, воздействуют на них до достижения режима резонанса при вращении ротора на фиксированной частоте, а жесткость опороснования устанавливают максимально возможной,2. Способ по п,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повьппения чувствительности, в качестве регулируемой опоры ротора исполвзуютмагнитную с изменяемым коэффициентомусиления контура регулирования.4 на Ива УМ ФииСоставитель В.Суторминактор И.Горная Техред М.Дидык Корр ектюю ни Заказ 819/48 Тираж 788 ПодписноеНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/ КНТ С Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Уш ород, ул. Гага