Способ определения дисбаланса роторов и устройство для его осуществления

/2 САН БР ВИДЕТЕЛ Э я а 4 ил. ф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(46) 23,03.90; Бюл. У 11 (71) Институт сверхтвердых материалов АН УССР(53) 620.1.05:531.382 (088.8) (56).Авторское свидетельство СССР У 712709, кл. С 01 М 1/22, 1978.Авторское свидетельство СССР - В 1024770, кл. С 01 М 1/22, 1982. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИСБАЛАНСА РОТОРОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕ-СТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к балансировочной технике. Цель изобрете- ния - расширение частотного диапазо" 2на и повышение безаварийности за счет постоянного наращивания скорости вращения. На ротор 1 наносят две метки со сдвигом 90 . В статике компенсируют некруглость с помощью ана"логового сумматора 5, приводят ротор 1 во вращение, сигналы с датчиков 2 и 3 угла поворота и дисбаланса преобразуют в цифровую форму и с помощью блока 15 вычисления параметров дисбаланса определяют амплитуду и фазу последнего, выводя данные на блок 12 отображения. При превышении амплиту дыдисбаланса критического значения, хранящегося в блоке 14 сравнения на блоке 12 отображения выводитс сигнал на остановку. 2 с.п.ф-лы,Изобретение относится к балансировочной технике и может быть исполь" эовано при балансировке роторов различных машин, а также прецизионных ф станков.Цель изобретения - расширение частотного диапазона в повышение безаварийности за счет постепенного наращивания скорости вращения при постоянном контроле параметров дисбаланса.На фиг.1 изображена схема реали" зации способа,: на фиг.2 - блок-схе ,ма устройства, реализующего способ; 15на фиг,3 и 4 - алгоритмы работы уст ройства.Способ определения дисбаланса роторов заключается в том, что на поверхность ротора наносят две метки 20со сдвигом 90, в статике определя ,ют и компенсируют некруглость ротора, приводят последний во вращение, фиксируют радиальные перемещения ротора при прохождении меток и на любой 25 частоте вращения определяют амплитуду и Фазу дисбаланса, соответственно, какА +А=агсй -1 2 ф А 1 30где А и А 2 - радиальные перемещенияротора при прохождениипервой и второй меток.Устройство для опрецеления дисбаланса роторов содержит предназначен 35 ные для взимодействия с ротором 1датчик 2 угла поворота и датчик 3 1дисбаланса, последовательно соединен, ные первичный преобразователь 4, вход 40 которого соединен с выходом датчика3 дисбаланса, аналоговый сумматор 5, усилитель 6, аналого-цифровой преобразователь 7 (АЦП), блок 8 сопряжения с аналоговым сигналом и цифроана логовый преобразователь (ЦАП) 9, выход которого соединен с вторым входом аналогового сумматора 5, последовательно соединенные таймер 10, вход которого соединен с выходом датчика 2 угла поворота и вторым входом АЦП 7, блок 11 сопряжения с цифровыми сигналами и блок 12 отображения блок 13 памяти, соединенный двухсторонними связями с блоком 8 сопряжения с аналоговым сигналом и с блоком 11 сопряжения с цифровыми сигналами, соединенный двухсторонней связью с последним блок 14 сравнения и блок 15 вычисления параметров дисбаланса, выполненный ввиде последовательно соединенных схемы 16 вычисления квадрата, вход которой соединен с вторым выходом блока8 сопряжения с аналоговым сигналом,сумматора 17 и схемы 18 вычисленияамплитуды дисбаланса, выход которойсоединен с вторым входом блока 11 сопряжения с цифровыми сигналами, и соединенной двухсторонней связью с третьим входом последнего, схемы 19 вычисления фазы дисбаланса, вход которой соединен с третьим выходом блока8 сопряжения с аналоговым сигналом.Устройство реализует способ поприведенным алгоритмам (фиг.3,4) согласно последовательности операций.Наносят по окружности ротора 1 двеметки со сдвигом 90 ; датчики 2 и 3угла поворота и дисбаланса устанавливают с возможностью считывания информации с ротора 1, а именно, на однойоси, перпендикулярно оси вращенияобъекта, в статическом режиме (вручную поворачивая ротор 1 или же на первом обороте) в моменты фиксации метокдатчиком 2 угла поворота с помощьюдатчика 3 дисбаланса измеряют и запоминают; значения амплитуд в обоих точках А, и АЧтобы определить которая из точек 1 или 2 зафиксируетсяпервой, одновременно с определениемамплитуд сигналов измеряют время отмомента фиксации первой метки до момента Фиксации второй метки д затемот второй до первой Г , затем определяют, если . Я, ( Г 2, то первая метка Х, вторая У, и, наоборот, Это необходимо для того, чтобы обусловитьоднезначность последующих вычислений.По сле измерения А, и А , зти значе-,ния компенсируются,Далее вращают ротор 1 и, на последующих оборотах его вращения п иприразгоне или в установившемся режиме,измеряют сигналы в точках тем же методом, что и в статическом режиме,получая параметры А и А . Затем определяют дисбаланс по выражениям 8= агсв, А = А+ ААа.Аф , хгде- угол дисбалансаА величина дисбалансаА 1 эАт - значения амплитуд сигналов,измеренных в динамическом режиме,соответственно, в точках 1 и 2.Аз.ч =агсйд в5 1552023 6Полученные значения на п-м оборо- сигнал останова и величины параметров те сравнивают с критическими значе- дисбаланса, в противном случае на ниями дисбаланса роторов станков, блок 12 отображения выдаются только которые расчитываются, исходя из кон- параметры дисбаланса. структивных особенностей станка, и Способ, реализованный в устройстосуществляют балансировку ротора 1. ве, позволяет осуществлять баланси- В случае превышения критического ровку любых станков, в том числе тех, значения дисбаланса выдается аварий- вращение роторов которых невозможно ный сигнал на останов вращения шпин О на фиксированной частоте (кроме рабоделя. чей)Блоки устройства выполняют следующие операции.формула. изобретенияВ статическом режиме или же напервом обороте ротора 1 с блока 8 со 1. Способ определения дисбаланса пряжения с аналоговыми сигналами на роторов, заключающийся в том, что при- ЦАП 9 поступает нулевое значение водят ротор во вращение, фиксируют те. на второй вход аналогового сум. Ум . его радиальные перемещения в течение матора 5 подано напряжение, равное, одного полуоборота дважды со сдвигом нулю. Сигнал с датчика 3 дисбаланса20 90 ф0 и определяют амплитуду и фазу диспреобразуется в первичном преобразо- баланса, о т л и ч а ю щ и й с я вателе 4, усиливается усилителем 6тем, что, с целью расширения частот- и преобразуется в АЦП 7 цифровой код ного диапазона и повышения безаварийв момент совпадения метки с датчиканости, предварительно на ротор нано угла поворота. Далее сигнал запи- . 25 сят две метки со сдвигом 90, компенсывается в блок 13 памяти в виде сигсируют некруглость ротора и при враналов Аи А в зависимости от по-.и 2 о щении на любой частоте определяют казания значений таймера 10, который амплитуду и фазу дисбаланса соответвысчитывает интервалы времени междуственно, как: двумя метками. После включения вра Ощения станка уже на третьем оборотеротора на ЦАП 9 поступают. значения2 А д и А 2 причем в момент прохождения первой метки мимо датчика 2 угла где А, и А 2 - радиальные перемещения, поворота на ЦАП 9 выдается значение измеренные при прохож- А , и с него поступает на второй35денни первой и второй вход аналогового сумматора 5.меток.Сигнал, полученный с первичного 2, УстРойство длЯ определениЯ диспреобразователя 4, представляет собой баланса РотоРов, содержащее датчики сумму сигнала дисбаланса и сигнала 40 Дисбаланса и угла поворота, аналогонекруглости вала. На выходе аналого- вый сумматор, блок памяти и блок вывого сумматора 5 получают сигнал дис числения параметров дисбаланса, о тбаланса, и в момент прохода метки,л и ч а ю щ е е с я тем, что, с це- АЦП 7 преобразовывает его в цифровой лью расширения. частотного диапазокод, который фиксируется и поступает 4 на и повышения безаварийности, оно через блок 8 сопряжения с аналоговыми снабжено таймером, первичным преоб сигналами на блок .15 вычисления пара- разователем, вход которого соединен метров дисбаланса, а именно, в схему с выходом датчика дисбаланса, а вы вычисления квадратов и схему 19 ход - с входом аналогового сумматора, вычисления фазы дисбаланса, последовательно соединенными усилитеПосле измерения обеих координатлем, вход которого соединен с выхо- А и А 2 происходит вычисление значе- дом аналогового сумматора, аналогоний фазыи амплитуды дисбаланса, цифровым преобразователем, второй которые сравниваются в блоке 14 срав- вход которого соединен с датчиком нения с критическим, введенным туда 55 угла поворота и входом таймера, блопредварительно. Если произошло превы- ком сопряжения саналоговым сигналом, шение критического значения, то через соединенным двухсторонней связью с блок 11 сопряжения с цифровыми сигна- блоком памяти, и цифроаналоговым прелами на блок 12 отображения выдается образователем, выход которого соеди1552023 Дащчцк ила по 3 ората нен с вторым входом аналогового сумматора, блоком отображения, блоком сравнения и соединенным двухсторон 5 ними связями с последним и с блоком "памяти, блоком сопряжения с цифровыми сигналами, вход Которого соединен с выходом таймера, а выход - с входом блока отображения, а блок вычисления параметров дисбаланса выполнен в ви О де последовательно соединенных схемы вычисления квадрата, вход которой соединен с вторым выходом блока сопряжения с аналоговым сигналом сумматора и схемы вычисления амплитудыдисбаланса, выход которой соединенс вторым входом блока сопряжения сцифровыми сигналами, и соединеннойдвухсторонней связью с третьим входомпоследнего, схемой вычисления фазыдисбаланса, вход которой соединен стретьим выходом блока сопряжения саналоговым сигналом.1552023 ученногс с ЛЦП Ц) да, полргннсго Вы 3 естц. сиинал на а 5 арийнюй Осщанс оставитель И,Круглехред А, Кравчук орректор М.Максимишинец едактор А,Ш ор ираж 4 одписн сударственного комитета по изобре 113035, Москва, Б, Рауш ия ая наб. ательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10 Производствен аказ 323НИИПИ Го Ю 0 дй крытиям при Гд, 4/5