Способ измерения угла и массы противовеса

 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к измерительной технике, и может быть использовано для динамической балансировки деталей машин. Способ измерения углов и масс противовесов для несбалансированного вала с несколькими кругами - плоскостями коррекции заключается в измерении вибрации на подшипниковых опорах при установке пробных грузов под различными углами в различные плоскости коррекции и последующем измерении виброскоростей в подшипниковых опорах. При этом измеряют расстояния между опорами, измеряют расстояния от опор до плоскостей коррекции. Затем из уравнений равновесия вычисляют угол установки противовеса и массу противовеса для каждой плоскости коррекции. Технический результат заключается в упрощении процесса балансировки и возможности одновременной балансировки в нескольких плоскостях коррекции. 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для балансировки деталей машин.

Известен способ статического определения угла противовеса, заключающийся в установке вала на призмы с низким трением и определения массы противовеса путем подбора, описанный в кн. Г.В.Баранова “Курс теории механизмов и машина”. - М.: Машиностроение, 1967.

Недостатком статической балансировки является низкая точность при балансировке в собственных подшипниках из-за трения в подшипниках.

Способ измерения угла и массы противовеса – “легкого места”, используется, например, в балансировочном приборе К-4102.П фирмы НПО “Ресурс”, 198260, Санкт Петербург, а/я 191.

Способ измерения угла противовеса на вращающемся объекте заключается в следующем.

На одном круге в произвольной точке отсчета устанавливают фотометку. Круг вращают, через фотометку пропускают сигнал от фотоизлучателя, принимают фотоприемником и фиксируют угол от фотометки. Измеряют виброскорости виброметром на подшипниковых опорах. Сигналы виброскорости синхронизируются с сигналом от фотометки и затем используются для вычисления фазы виброскоростей. Измеряют частоту вращения круга с помощью датчика оборотов. Этот сигнал используется для вычисления периода вращения.

Затем на кругах устанавливают пробные грузы, измеряют виброскорости и углы по фотометке и по полученным данным вычисляют массы противовесов и углы установки противовесов в различных плоскостях.

Основной недостаток приведенного способа - ограниченная область применения. Так, способ не может использоваться для балансировки деталей, вращающихся внутри замкнутого корпуса, недоступных для установки и наблюдения фотометки.

Предлагаемый способ заключается в измерении вибрации на подшипниковых опорах при установке пробных грузов массой А под различными углами α в различные плоскости коррекции, измерении виброскорости V в подшипниковых опорах, измерении расстояния Y между опорами, измерении расстояния Х от опор до плоскостей коррекции и вычислении из уравнений равновесия углов установки противовесов β и масс противовеса В для каждой плоскости коррекции.

На чертеже показан вал 1, установленный в три подшипниковые опоры 2 с четырьмя кругами 3. В кругах выбраны плоскости коррекции дисбаланса.

В подшипниковых опорах измерены виброскорости V1 V2, V3. В плоскостях коррекции под различными углами α1, α2, α3 установлены пробные грузы А1, А2, A3. Противовесы массой В1, В2, В3 и углы β1, β2, β3 установки противовесов в каждой плоскости коррекции для приведенного примера находятся из уравнении равновесия

-V1exp(iv1)/K1-V2exp(iv2)/K2-V3exp(iv3)/K3+

+A1exp(iα1)+A2exp(iα2)+А3еxр(iα3)+А4exp(iα4)+

+B1exp(iβ1)+B2exp(iβ2)+B3exp(iβ3)+B4exp(iβ4)=0;

(A1exp(iα1)+B1exp(iβ1))X1-(A2exp(iα2)+B2exp(iβ2))X2+

+V2exp(iv2)Y1/K2-(A3exp(iα3)+B3exp(iβ3))X3-V3exp(iv3)Y2/K3-

-(A4exp(iα4)+B4exp(iβ4))X4=0;

(A1exp(iα1)+B1exp(iβ1))(X1+Y1)-V1exp(iv1)Y1/K1+

+(A2exp(iα2)+B2exp(iβ2))(Y1-X2)-(A3exp(iα3)+B3exp(iβ3))(X3-Y1)+

+V3exp(iv3)(Y2-Y1)/K3-(A4exp(iα4)+B4exp(iβ4))(X4-Y1)=0,

где известны:

V1, V2, V3 - виброскорости в первой, второй и третьей опорах;

А1, А2, A3, А4 – массы пробных грузов в четырех плоскостях коррекции;

α1, α2, α3, α4 – углы установки пробных грузов в плоскостях коррекции;

Х - расстояния от опоры до плоскостей коррекции;

Y - расстояния между опорами,

и неизвестны:

В1, В2, B3, В4 – массы противовесов в четырех плоскостях коррекции;

β1, β2, β3, β4 - углы противовесов;

К1, К2, К3 - коэффициенты;

v1, v2, v3 - углы.

Аналогичные уравнения можно составить для любого числа опор и любого числа плоскостей коррекции

Число измерений виброскоростей V при различных массах А и соответствующих углах α установки пробных грузов в плоскости коррекции может быть любым, но не меньше, чем достаточно для решения системы уравнении.

В уравнения могут быть введены коэффициенты передачи вибрации через корпус машины, при этом также увеличивается число измерений виброскоростей V при различных массах А и соответствующих углах α установки пробных грузов в плоскости коррекции.

Новизна предлагаемого способа измерения достигается благодаря исключению операции измерения фазового угла по фотометке.

Новизна предлагаемого способа измерения достигается также благодаря дополнительным по сравнению с прототипом операциям: измерения расстояний Y между опорами, измерения расстояний Х от опор до плоскостей коррекции.

Технико-экономический эффект применения предлагаемого изобретения: предлагаемый способ исключает приборы измерения фотосигналов, числа оборотов, синхронизатора сигналов, которыми снабжены современные приборы балансировки. Существенно снижаются затраты на изготовление приборов.

Формула изобретения

Способ измерения угла и массы противовеса для несбалансированного вала с несколькими кругами - плоскостями коррекции, заключающийся в измерении вибрации на подшипниковых опорах при установке пробных грузов под различными углами в различные плоскости коррекции и измерении виброскоростей в подшипниковых опорах, отличающийся тем, что измеряют расстояния между опорами, измеряют расстояния от опор до плоскостей коррекции, затем из уравнений равновесия вычисляют угол установки противовеса и массу противовеса для каждой плоскости коррекции.

РИСУНКИ