Балансировочная машина для динамического уравновешивания роторов

 

СССР

М 56053

Класс 42k, 33

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зарегистрировано в Бюро последующей изобретений Госплана при СОК СССР

Г. О. Зайдель и А. Ф. Журавлев.

Балансировочная машина для динамического уравновешивания роторов.

Заявлено 2 января 1937 года в НКЭП за М 2924.

Опубликовано 30 ноября 1939 года.

В известных балансировочных ма- шинах, в которых балансируемый l объект, например, ротор паровой или газовой турбины устанавливается на пружинных опорах, можно по наблюдаемым вибрациям судить лишь о на-, личии динамической неуравновешен- ности всей вращающейся системы; однако, очень трудно определить, в . какую сторону и на какую величину смещен центр тяжести балансируемо- го объекта относительно его оси вращения.

Предлагаемая 6алансировочная машина позволяет определить как величину, так и направление отклонения центра тяжести частей ротора от оси.

Для этого испытуемый ротор уста- навливается в машине на маятниковых подвесках с возможностью вращения: ротора подшипником, после чего ему, сообщается требуемое .число оборотов соответствующим приводным устрой- ! ство м.

При наличии динамической неурав-, новешенности ротора маятниковые подвески приходят в колебательное движение, которое регистрируется со- ! ответствующими электроизмеритель- ными приборами и световыми указа- телями, реагирующими как на величи- ну, так и на направление смешения центра тяжести относительно оси в двух плоскостях ротора, совпадающих с плоскостями качания маятниковых подвесок.

На фиг. 1 и 2 схематического чертежа представлен вид балансировочной машины, составляющей предмет изобретения, с торца ротора, а также вид сбоку — частично в разрезе по оси ротора; на фиг. 3 того же схематического чертежа изображена индукционная катушка в частичном разрезе по оси.

Как видно из фиг. 1 и 2, балансируемый ротор 17 устанавливается в стойках 5 с помощью подвесок б так, что он образует маятник и может производить поперечные колебания.

Ротор устанавливается в двух сферических шарикоподшипниках 9 (с обоих концов вала), которые допускают смещение одного конца относительно другого, вследствие чего концы ротора .могут колебаться независимо друг от друга.

Стойки 5 перемещаются на станине так, чтобы можно было балансировать различные роторы (т. е. больших и малых размеров) и закрепляются на, станине планками 12 и болтами 11.

На обоих концах вала надеты из диэлектрического материала диски 1, в которых установлены неоновые лампочки 2, от которых введены концы для контакта с валом и диском 4.

Внизу к подшипникам 9 прикрепляется кронштейн 10, с которым соприкасается стержень 8 (фиг. 3) индукционной катушки.

Двигателем данной машины может сл жить т бина так как она может у ур дать различное число оборотов. Турбина 21 (фиг. 2) соединяется с ротором эластичной муфтой 20 так, чтобы колебания ротора не зависели от этого соединения.

На фиг 3 изображена индукционная катушка с электромагнитом. В сердечнике электромагнита вложена обмотка 16, которая питается от аккумулятора 18 (фиг, 1).

На шпульку 14 намотана обмотка 8, а так как шпулька 14 связана с кронштейном 10 (фиг. 1), как упомянуто выше, то обмотка 8 будет производить такие же колебания, как и ротор.

Штанга 7 перемещается до упора в кронштейн 10 посредством винта 24, которым одновременно регулируется зазор между контактами 18 и Ж Постоянное силовое замыкание между штангой 7 и винтом 24 создается пружиной 19.

Перечисленные детали и узлы машины взаимодействуют при испытании ротора следующим образом.

Испытуемый ротор, в случае если он не уравновешен, приводит в колебательное движение подвески 6 и связанные с ними кронштейны 10. Тот угол положения ротора, при котором происходит его максимальное отклонение в горизонтальной плоскости, определяется визуально — с помощью стробоскопа, работающего синхронно с вращением ротора по любой его меридиональной плоскости, например, той, в которой расположена радиальная щель в д@ске 4, для неоновой лампы 2; последняя вспыхивает, как указано ниже, в момент максимального отклонения ротора и в этот же момент освещается стробоскопом диск 4, по делениям которого может быть определен угол отклонения щели (неоновой лампы) от вертикальной или горизонтальной плоскости машины.

Кроме того, и без помощи стробоскопа при быстро следующих друг за другом вспышках неоновой лампы последняя будет казаться неподвижно расположенной под некоторым углом к вертикальной плоскости машины.

Стробоскоп необходим только для определения этого угла с помощью делений на вращающемся диске 4.

О величине смещения центра тяжести ротора относительно его оси можно судить по амплитуде колебания подвесок 6.

Вследствие того, что индукционная катушка двигается (поступательновозвратно) синхронно колебаниям ротора в постоянном магнитном поле, то в ней индуктируется переменная электродвижущая сила с частотой, равной числу оборотов. Очевидно, что электродвижущая сила, развиваемая в индукционной катушке, будет прямо пропорциональна величине амплитуды, а так как величина амплитуды будет прямо пропорциональна величине неуравновешенных сил, то вольтметр покажет пропорциональную этой силе величину напряжения индуктируемого тока.

Для питания неоновой лампы в момент максимального отклонения подвесок б от вертикали служит спираль

Румкорфа, питаемая аккумулятором 18 (фиг. 1) через контакты 18, 15 (фиг. 3) и контактные шины на диске 4.

Штанга 7, двигаясь синхронно с колебаниями ротора, сообщит такое же движение рычагу 28через винт24.

При этом контакты 18 и 15, к которым подведен ток от аккумулятора, будут размыкаться и замыкаться и тем самым в катушке Румкорфа будет индуктироваться ток высокого напряжения, примерно, 15 000 — 20 000 вольт, которым питается неоновая лампа.

Предмет изобретения.

1. Балансировочная машина для динамического уравновешивания роторов, в которой испытуемый ротор подвешивается так, что образует маятник, имеющий возможность совершать поперечные колебания, отличаюи аяся тем, что к подшипнику вала ротора прикреплен кронштейн JO, связанный со стержнем 8, несущим колеблющуюся вместе с кронштейном относительно электромагнита катушку, в цепь которой включен электроизмерительный прибор, служащий для указания амплитуд поперечных колебаний ротора.

2. Форма выполнения машины по и. 1, отличающа яся тем, что стержень 8 связан с подпружиненной штангой 7, управляющей замыкани: ем цепи неоновых или тому подоб, ных ламп 2, установленных в снабженных прорезами дисках 4, надетых на концах вала ротора и служащих для указания места неравнове-! сия ротора.

Гоапланиздат

Леноблгорлит № 1652

Отв. редактор П. В. Никитин Техред А. И. Хропал

Тип. «Печатный Двор», зак. № 67/17 — 550