Автоматическое балансирующее устройство

Автоматическое балансирующее устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к балансировочной технике. Цель Изобретенияповьшение производительности за счет, сокращения времени балансировки. Сигналы с вибродатчиков 10 - 12 поступают на входы трехканапьного блока управления , формирующего команды для корректирующих механизмов. В каждом из каналов пороговая схема 14, связанная с соответствующим вибродатчиком 10, через реле 15 запуска определяет необходимость включения электродвигателя 7 корректирующего механизма , направление вращения которого задается через реле 17 реверса схемой 16 сравнения, связанной с вибродатчиком 10 и тахогенератором 13. 3 ил. (Л оо СП ю to «

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 G 01 М 1/34

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4001922/25-28 (22) 06.01.86 (46) 15. 11. 87. Бюл. ¹ 42 (71) Московский технологический институт Министерства бытового об-. служивания населения PСФСP (72) IO.À.Ìàòâååâ, Э. Г. Гудушаури и С.И.Воропаев (53) 620.1.05:531.382(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 523791, кл. G 01 М 1/36, 1974.

Авторское свидетельство СССР

¹- 460464, кл. G 01 M i/38, 1972.

„„Я0„„1352270 А1 (54) АВТОМАТИЧЕСКОЕ БАЛАНСИРУКП(ЕЕ

УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к балансировочной технике. Цель изобретенияповышение производительности эа 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 механизма, направление вращения которого задается через реле 17 реверса схем " 16 сравнения, связанной с виброчиком 10 и тахогенератором 13.

1352270

Изобретение относится к балансировочной технике и мажет быть использовано для динамической балансировки вращающихся масс, входящих в состав различного технологического оборудо5 вания, например. барабанов для центробежного отжима влажного белья или влажной одежды.

Цель изобретения — повышение про- 10 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 о реверса к электродвигателю.

Устройство содержит балансируемый ротор 1, например барабан для центробежного отжима влажного белья или влажной одежды, корпус 2, три разме- 25 щенных внутри него корректирующих механизма, каждый из которых выполнен в виде электропривода 3, включающего груз 4, установленный с возмож1ностью перемещения вдоль оси, перпен- З0 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, 35 связанный с электродвигателем 7 через муфту 6, три вибродатчика 10, 11 и 12, расположенных на оси перемещения соответствующих корректирующих механизмов, кннематически связанный с валом ротора 1 тахогенератор 13 и трехканальный блок управления, каждый канал которого выполнен в виде последовательно соединенных пороговой

45 схемы 14, выход которой соединен с соответствующим вибродатчиком 10, и реле 15 запуска, нормально разомкнутые контакты которого подключены к линии 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 4 устанавливаются так, чтобы центр их масс лежал на оси вращения балансируемого ротора 1..При отсутствии дисбаланса ротор 1 вращается спокойно, без вибраций. В этом случае каждый из вибрадатчиков 10, 1 1 и 12 под действием центробежных сил инерции вырабатывает электрический сигнал, пропорциональный нормальному ускорению своего инерционного элемента при данной частоте вращения ротора 1. Причем все 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 входов схемы 16 сравнения. Сигнал, поступивший на вход пороговой схемы 14, сравнивается в нем с установленной пороговой величиной, определяющей максимально допустимую величину остаточного дисбаланса. Величина электрического сигнала, вырабатываемого каждым из вибродатчиков 10, 11 и 12 при спокойном вращении ротора 1, меньше установленной пороговой величины. Поэтому эти сигналы не пропускаются пороговой схемой 14 и автоматическое балансирующее устройство не работает.

При появлении дисбаланса, который, например, у барабанов стирально-отжимных машин обусловлен неравномерной раскладкой белья по внутренней поверхности барабана, на балансируемый ротор 1 начинает действовать переменная по величине и направлению сила инерции дисбаланса. Под действием этой силы ось симметрии ротора 1 отклоняется на некоторый угол от оси

его вращения, т.е. появляется прогиб ротора. В результате изменяется расстояние, например, от вибродатчика 10 до оси вращения ротора 1, а следовательно, изменяется величина центробежной силы инерции, действующей на чувствительный элемент вибродатчика 10, и величина электрического сигнала, вырабатываемого последним. Если она превысит установленную пороговую величину, то электрический сигнал вибродатчика 10, усиленный по

3 13522 амплитуде, пропускается пороговой схемой 14 и подается на обмотку ре— ле 15 запуска. В результате нормально разомкнутые контакты реле 15 запуска

5 замыкают цепь питания электродвигателя 7.

Одновременно сигнал с вибродатчика 10 подается на один из входов схемы 16 сравнения, на другой вход кото- 1О рой подается сигнал с соответствующего выхода тахогенератора 13. При небольшой частоте вращения ротора 1 и при наличии прогиба его вала, вызванного дисбалансом, направление вектора прогиба вала ротора 1 совпадает с направлением вектора дисбаланса ротора 1, При этом фазы выходных сигналов вибродатчика 10 и тахогенератора 13 совпадают. При увеличении частоты вращения ротора 1 вектор прогиба его вала начинает отставать от вектора дисбаланса ротора 1. Возникает угол сдвига фаз между ними, измеряемый схемой 16 сравнения. В зависимос- 2 ти от соотношения фаз выходных сигналов вибродатчика 10 и тахогенератора 13 схема 16 сравнения может выдать одну из двух команд на вход реле 17 реверса, которые определяют поляр— ность напряжения, питающего электродвигатель 7. Первая команда подается, если угол сдвига фаз меньше 180, вторая — при угле сдвига фаз равном 180 . о

Контакты реле 17 реверса переключают35 ся в соответствии с поступившей командой, и в линию питания электродвигателя 7 поступает сигнал, определяющий направление вращения его ротора.

При поступлении второй команды на40 правление вращения ротора электродвигателя 7 меняется на противоположное.

Поэтому после замыкания контактами реле 15 запуска цепи питания электродвигателя 7 его ротор начинает вра45 щаться в заданном направлении, Крутящий момент ротора электродвигателя 7 передается через муфту 6 на ходовой винт 9. Последний начинает вращаться, перемещая груз вдоль оси

I ходового винта 9 по направляющей 5 в направлении, определяемом направлением вращения ротора электродвигателя 7 и ходового винта 9. При этом меняется центробежная сила инерции груза 4, вектор которой направляется

55 в сторону, противоположную одной из составляющих 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 заданН0М положении на оси ходового винта 9.

Если в процессе дальнейшей работы машины сбалансированное сбстояние ротора 1 нарушится, то операция балансировки повторится. В зависимости 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 прю енения. Эти ограничения вызваны наличием в системе контроля и управления центробежного ре гулятора, который може т н адежно выполнять сови функции только при заранее известной резонансной частоте ротора, подлежащего балансировке, т.е. при известной заранее и постоянной массе этого ротора и жесткости его опор.

Вторым преимуществом предлагаемого устройства перед известным является меньшее время работы. Значительное

30 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 вклю чаться вновь для проведения дополнительной самоблокировки. Причем при балансировке высокооборотных роторов (например, валов турбин, шлифовальных кругов и т.п.) такие допблнительные включения будут происходить,непрерывно. Увеличение времени балансировки приводит к повышенному расходу электроэнергии и к уменьшению надежности и долговечности работы устройства и машины в целом.

В автоматическом балансирующем 26 устройстве сокращение времени балансировки происходит за счет контроля и устранения появляющегося дисбаланса ротора одновременно по углу и по радиусу. 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 воз36 можность повторных включений приводов после балансировки и сокращает время, необходимое для ее проведения.

6

Это обеспечивает определенную экономию электроэнергии, увеличивает надежность и долговечность устройства.

Формула изо бре те ния

Автоматическое балансирующее устройство, содержащее ротор, размещенный 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 корректирующих механизмов расположены под углом 320 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.

Фиг. /

Рт лорого ого

ycrnposicm0а

&tofu озим Регия

Фиа5