Способ индикации дисбаланса ротора и устройство для осуществления способа

Способ индикации дисбаланса ротора и устройство для осуществления способа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Р

i

О П И С А Н И Е . 11 605I40

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Сониалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.02.76 (21) 2327787/25-28 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.04.78. Бюллетень № 16 (45) Дата опубликования описания 25.04.78 (51) M Кл з G 01 M I f22

Государственный комитет

Совета Министров СССР

nQ делам изобретений и открытий (53) УДК 620.1.05:531. .24 (088.8) (72) Авторы изобретения

Н. Л. Степанов, П. В. Коротков и В. A. Карасев (71) Заявитель

Ордена Трудового Красного Знамени экспериментальный научно-исследовательский институт металлорежущих станков (54) СПОСОБ ИНДИКАЦИИ ДИСБАЛАНСА РОТОРА

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к балансировочной технике и может быть использовано для индикации дисбаланса вращающихся роторов.

Известен способ индикации дисбаланса, при котором вектор дисбаланса измеряют в прямоугольной системе координат и запоминают по проекциям (1). Известно и устройство для его осуществления.

При этом способе измеренные модуль и угол дисбаланса отсчитываются по соответствующим стрелочным приборам, а место коррекции дисбаланса находят по градусной шкале, связанной с ротором, при этом замеренный угол дисбаланса устанавливают по шкале против указателя, выражающего в пространстве направление оси измерительной системы координат.

Недостатками такого способа являются наличие операции отсчета угла дисбаланса и установки ротора на этот угол, а также отсутствие свободы выбора точек коррекции на роторе. При этом способе информация о дисбалансе выдается в одной (измерительной) системе координат, которую при коррекции необходимо совмещать с механической системой координат на роторе.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности является способ индикации дисбаланса ротора, заключающийся в том, что измеряют вектор дисбаланса, электрически запоминают его в измерительной прямоугольной системе координат и электрически переносят его в отсчетную систему координат, в которой положение вектора зада5 ется угловым положением ротора, а значения составляющих дисбаланса для двух точек коррекции, лежащих на осях коррекции ротора, считывают по проекциям вектора в отсчетной системе координат (2).

1р Способ осуществляют с помощью устройства, содержащего блоки измерения и запоминания дисбаланса по проекциям в прямоугольной системе координат, генератор сигнала несущей частоты, два амплитудных модулятора, 15 синусно-косинусный вращающийся трансформатор, механически связанный с ротором и подключенный двумя входами к выходам модуляторов, два синхронных детектора, подключенных к выходам трансформатора, и два

2р индикатора дисбаланса.

Недостатком известного способа измерения дисбаланса и устройства для его осуществления является невозможность использования их для вращающихся деталей произвольной конфигурации, когда коррекция должна осуществляться в любой косоугольной системе координат.

С целью автоматического пересчета дисбаланса из измерительной системы координат в

ЗО косоугольную систему координат на роторе

605140 перенесенный вектор дисбаланса электрически проектируют на две о и отсчетной системы координат, каждая из которых образует прямой угол с соответствующей осью коррекции, а точки коррекции на роторе находят по указателям осей коррекции после разворота вектора до получения рабочих знаков проекций.

Для осуществления этого способа известное устройство снабжено двумя резистивными сумматорами, которые включены между выходами детекторов и входами индикаторов дисбаланса и образуют оси отсчетной систсмы координат, а соотношение величин резисторов в сумматорах и полярность подключения к ним индикаторов дисбаланса выбраны из условия перпендикулярности каждой из осей отсчетной системы координат соотвстствующей оси коррекции. Устройство снабжено также амплитудным детектором, подключаемым при измерении к соответствующим синхронному детектору и индикатору дисбаланса.

На фиг. 1 изображено устройство для осуществления способа; на фиг. 2 — векторная диаграмма для общего случая разложения вектора на оси коррекции.

Устройство для измерения дисбаланса содержит указатели 1 и 2 направления осей коррекции в пространстве, по которым на роторе определяются точки 3 и 4 коррекции дисбаланса, индикаторы 5 и 6 дисбаланса, балансируемый ротор 7 с установленным на его опору датчиком 8 сигнала дисбаланса, который вместе с измерительным генератором 9, подключенным к входу блока 10 измерения в прямоугольной системе, образует изм рительную систему координат, заканчивающуюся блоком

11 запоминания дисбаланса по проекциям.

Отсчетная система координат образована генератором 12 сигнала несущей частоты, подключенным к амплитудным модуляторам 13 и 14, выходы которых соединены с роторными обмотками синусно-косинусного вращающегося трансформатора 15 (СКВТ). К статорным обмоткам СКВТ подключены синхронные детекторы 16 и 17. Индикаторы 5 и 6 дисбаланса подключены к детекторам через резистивные сумматоры 18 и 19. На время измерения между синхронным детектором 16 или 17 и индикатором 5 или 6 дисбаланса подключается амплитудный детектор 20.

Устройство работает следующим образом.

Запомненный в измерительной системе вектор дисбаланса по проекциям Х, Y в виде напряжений 14„U

Эти напряжения подводятся к первичным, например роторным, обмоткам СКВТ, а выходные напряжения U>, и U>y снимаются с вто5

65 ричпых (статорных) обмоток. Напряжения

U<.„и U<, снимаемые с модуляторов, образуют суммарное поле ротора, отображающее запомненный вектор G дисбаланса.

Вектор дисбаланса, трансформируясь во вторичные (статорные) обмотки СКВТ, выделяется в виде напряжений U»- и U y. Эти напряжения являются, по существу, проекциями вектора на оси прямоугольной системы координат, поскольку коэффициенты трансформации во вторичные обмотки являются соответственно сипусоидальной и косинусоидальпой функциями углового положения ротора СКВТ.

За счет механической связи последнего с балансируемым ротором 7 вектор G вращается в этой системе при повороте балапсируемого ротора относительно указателей 1 и 2 направления осей коррекции. После синхронного с несущей детектирования в синхронных детекторах 16 и 17 выделяются проекции вектора в виде напряжений U», U>y постоянного тока.

Разворот осей отсчетной системы координат на требуемый угол осуществляется посредством резистивных сумматоров 18 и 19, выполненных, например, в виде резистивных делителей напряжения, которые включены между выходами синхронных детекторов 16 и 17. На выходах резистивных делителей выделяются проекции вектора дисбаланса в косоугольной системе координат в виде напряжений UA H

Ua постоянного тока.

В плоскостях коррекции ротора на станке имеются указатели 1 и 2 направления осей коррекции в пространстве, развернутые на угол, заданный конфигурацией ротора. Например, для трехлопастного вентилятора указатели развернуты под углом 120 . Оси отсчетной системы координат подбором плеч резисторов и подбором полярности подключения к ним индикаторов дисбаланса развернуты так, что каждая из них образует прямой угол с направлением соответствующего указателя 1 и 2 оси коррекции.

Очевидно, что это выполнимо при расположении указателей осей коррекции в любом квадранте системы и под любым углом, поскольку выбор квадранта может осуществляться еще и разворотом исходных осей отсчетной системы, т. е. разворотом статора

СКВТ. Таким образом, настройка системы на требуемые оси коррекции может быть осуществлена и в случаях, когда положение указателей точек коррекции конструктивно задано в пространстве, например, сверлильными головками.

С двух индикаторов 5 и 6 дисбаланса, подключенных к сумматорам, считываются составляющие дисбаланса, пропорциональные рабочим проекциям вектора на оси коррекции ротора. При этом показания дисбаланса на индикаторе 5 относятся к точке 3 коррекции против указателя 1, а на индикаторе 6 относятся к точке 4 коррекции против указателя 2.

Отсчет показаний индикаторов производят после разворота ротора 7 совместно с векто605140

5 ром G до момента попадания вектора в зону указателей 1 и 2, что фиксируют по рабочим знакам проекций, например по отсутствию

«зашкаливания» прибора.

Для настройки станка на балансируемый ротор необходима индикация модуля вектора в процессе измерения. В предлагаемом устройстве это может быть осуществлено посредством подключения на время измерения одного из индикаторов, например индикатора 5, к синхронному детектору 16 через амплитудный детектор 20 с учетом согласования масштабов измерения.

Как видно из диаграммы, при расположении вектора OG внутри произвольного угла а его прямоугольные проекции Оа и Ob на отсчетные полуоси ОА J ОВ и ОВ ОА, где ОА и

О — оси коррекции на роторе, развернуты под углом а (например, сс=120 ) и соответственно пропорциональны косоугольным проекциям Оа и Ob на оси коррекции ОА и ОВ, что и позволяет раскладывать вектор в выбранной косоугольной системе координат АОВ.

Отрезки Оа и Ob через коэффициенты пропорциональности являются проекциями вектора на заданные оси коррекции ротора 7. Расположения вектора OG внутри угла а добиваются посредством разворота ротора 7 (совместно с вектором) относительно неподвижных в пространстве отсчетных осей и указателей направления осей коррекции. Это расположение может быть зафиксировано по показаниям индикаторов 5 и 6. При этом рабочими знаками проекций считают те, которые соответствуют выбранным методам коррекции дисбаланса: например, если коррекция неуравновешенности требует удаления материала, то при установке ротора 7 на угол добиваются положительных значений обоих индикаторов, а при добавлении материала — отрицательных и т. д. Следует отметить, что для произвольного положения ротора показания индикаторов дисбаланса всегда соответствуют точкам коррекции на роторе, расположенным против указателей осей коррекции, с учетом знака коррекции для каждой точки.

Формула изобретения

1, Способ индикации дисбаланса ротора, заключающийся в том, что измеряют вектор дис5

Зо

50 баланса, электрически запоминают его в измерительной прямоугольной системе координат и электрически переносят его в отсчетную систему координат, в которой положение вектора задается угловым положением ротора, а значения составляющих дисбаланса для двух точек коррекции, лежащих на осях коррекции ротора, считывают по проекциям вектора в отсчетной системе координат, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью автоматического пересчета дисбаланса из измерительной системы координат в косоугольную систему координат на роторе, перенесенный вектор дисбаланса электрически проектируют на две оси отсчетной системы координат, каждая из которых образует прямой угол с соответствующей осью коррекции, а точки коррекции на роторе находят по указателям осей коррекции после поворота его до получения рабочих знаков проекций.

2, Устройство для осуществления способа по и. 1, содержащее блоки измерения и запоминания дисбаланса по проекциям в прямоугольной системе координат, генератор сигнала несущей частоты, два амплитудных модулятора, синусно-косинусный вращающийся трансформатор, механически связанный с ротором и подключенный двумя входами к выходам модуляторов, два синхронных детектора, подключенных к выходам трансформатора, и два индикатора дисбаланса, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено двумя резистивными сумматорами, которые включены между выходами детекторов и входами индикаторов дисбаланса и образуют оси отсчетной системы координат, а соотношение величин резисторов в сумматорах и полярность подключения к ним индикаторов дисбаланса выбраны из условия перпендикулярности каждой из осей отсчетной системы координат соответствующей оси коррекции.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что оно снабжено амплитудным детектором, подключаемым при измерении к соответствующим синхронному детектору и индикатору дисбаланса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ М 118475, кл. 42k 33, 1963, 2. Авторское свидетельство СССР Мо 605139, кл. G 01М 1/22, 1976.