Патент на изобретение №2241967

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА И МАССЫ ПРОТИВОВЕСА

(57) Реферат:

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 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 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 1, 2, 3 установлены пробные грузы А1, А2, A3. Противовесы массой В1, В2, В3 и углы 1, 2, 3 установки противовесов в каждой плоскости коррекции для приведенного примера находятся из уравнении равновесия

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

+A1exp(i1)+A2exp(i2)+А3еxр(i3)+А4exp(i4)+

+B1exp(i1)+B2exp(i2)+B3exp(i3)+B4exp(i4)=0;

(A1exp(i1)+B1exp(i1))X1-(A2exp(i2)+B2exp(i2))X2+

+V2exp(iv2)Y1/K2-(A3exp(i3)+B3exp(i3))X3-V3exp(iv3)Y2/K3-

-(A4exp(i4)+B4exp(i4))X4=0;

(A1exp(i1)+B1exp(i1))(X1+Y1)-V1exp(iv1)Y1/K1+

+(A2exp(i2)+B2exp(i2))(Y1-X2)-(A3exp(i3)+B3exp(i3))(X3-Y1)+

+V3exp(iv3)(Y2-Y1)/K3-(A4exp(i4)+B4exp(i4))(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;

1, 2, 3, 4 – 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;

1, 2, 3, 4 – 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 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 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

MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 25.10.2007

Извещение опубликовано: 20.06.2009 БИ: 17/2009