способ балансировки коленчатых валов с тремя плоскостями коррекции (его варианты)

Формула изобретения

1. Способ балансировки коленчатых валов с тремя плоскостями коррекции, заключающийся тем, что балансируемый вал устанавливают на опоры станка, при вращении вала определяют колебания опор и дисбаланс вала, приведенный к крайним плоскостям коррекции, производит разложения дисбаланса на проекции, а балансировку вала при разнополярных проекциях производят коррекцией среднего противовеса и крайнего противовеса, в плоскости которого проекция положительна, корректирующими массами, отличающийся тем, что величину корректирующей массы для среднего противовеса определяют как произведение величины отрицательной проекции на отношение расстояния между крайними противовесами к расстоянию между средним противовесом и крайним противовесом с положительной проекцией, а величину корректирующей массы крайнего противовеса с положительной проекцией определяют как сумму величины положительной проекции и абсолютной величины отрицательной проекции, умноженной на отношение расстояния между средним противовесом и крайним противовесом с отрицательной проекцией к расстоянию между средним противовесом и крайним противовесом с положительной проекцией.

2. Способ балансировки коленчатых валов с тремя плоскостями коррекции, заключающийся в том, что балансируемый вал устанавливают на опоры станка, при вращении вала определяют колебания опор и дисбаланс вала, приведенный к крайним плоскостям коррекции, производят разложение дисбаланса на проекции, а балансировку вала при отрицательных проекциях производят коррекцией среднего противовеса и одного из крайних противовесов корректирующими массами, отличающийся тем, что определяют крайний корректируемый противовес, для которого произведение абсолютной величины проекции на расстояние до среднего противовеса имеет меньшую величину, затем определяют величину корректирующей массы среднего противовеса, которая равна произведению величины проекции некорректируемого крайнего противовеса на основание расстояния между крайними противовесами к расстоянию между корректируемым крайним и средним противовесами, и определяют величину корректирующей массы корректируемого крайнего противовеса, которая равна разности абсолютных величин проекции корректируемого противовеса и произведения величины проекции некорректируемого крайнего противовеса, умноженного на отношение расстояния между некорректируемым крайним и средним противовесами к расстоянию между корректируемым крайним и средним противовесами.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к балансировочной технике и может быть использовано для балансировки коленчатых валов с тремя плоскостями коррекции с несимметричным расположением средней плоскости относительно крайних или со смещенным центром масс коленчатого вала относительно средней плоскости.

Известен способ балансировки валов с тремя плоскостями коррекции, заключающийся в том, что балансируемый вал устанавливают на опоры станка, при вращении вала определяют колебания опор и дисбаланс вала, приведенный крайним плоскостям коррекции, производят разложение дисбаланса на проекции, а балансировку вала производят коррекцией в крайних и средних противовесах, при этом величины корректирующих масс определяются пересчетом дисбаланса на эквивалентные дисбалансы [1]

Недостатком известного способа является низкая точность балансировки коленчатых валов с тремя плоскостями коррекции, так как влияние средней плоскости коррекции на крайние у симметрично расположенной средней плоскости одинаково и не учитывается при пересчете, кроме того, не учитываются направления проекции вектора дисбаланса.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому по первому варианту является способ балансировки коленчатых валов с тремя плоскостями коррекции, заключающийся в том, что балансируемый вал устанавливают на опоры станка, при вращении вала определяют колебания опор и дисбаланс вала, приведенный к крайним плоскостям коррекции, производят разложение дисбаланса на проекции, а балансировку вала при разнополярных проекциях производят коррекцией среднего противовеса и крайнего противовеса, в плоскости которого проекция положительна, корректирующими массами [2]

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому по второму варианту является способ балансировки коленчатых валов с тремя плоскостями коррекции, заключающийся в том, что балансируемый вал устанавливают на опоры станка, при вращении вала определяют колебания опор и дисбаланс вала, приведенный к крайним плоскостям коррекции, производят разложение дисбаланса на проекции, а балансировку вала при отрицательных проекциях производят коррекцией среднего противовеса и одного из крайних противовесов корректирующими массами [2]

Недостатком способов является невозможность их применения для балансировки коленчатых валов с тремя плоскостями коррекции с несимметричным расположением средней плоскости относительно крайних плоскостей или со смещенным центром масс коленчатого вала относительно средней плоскости, что сужает диапазон типоразмеров балансируемых коленчатых валов. Кроме того, способы зависят от расположения центра масс балансируемого коленчатого вала относительно средней плоскости, что снижает точность балансировки, когда центр масс коленчатого вала не совпадает со средней плоскостью коррекции.

Цель изобретения по первому варианту расширение диапазона типоразмеров балансируемых коленчатых валов с повышение точности балансировки при разнополярных проекциях, цель изобретения по второму варианту расширение диапазона типоразмеров балансируемых коленчатых валов и повышение точности балансировки при отрицательных проекциях.

Цель достигается тем, что, согласно способу балансировки коленчатых валов с тремя плоскостями коррекции по первому варианту, заключающемуся в том, что балансируемый вал устанавливают на опоры станка, при вращении вала определяют колебания опор и дисбаланс вала, приведенный к крайним плоскостям коррекции, производят разложение дисбаланса на проекции, а балансировку вала при разнополярных проекциях производят коррекцией среднего противовеса и крайнего противовеса, в плоскости которого проекция положительна, корректирующими массами, величину корректирующей массы для среднего противовеса определяют как произведение величины отрицательной проекции на отношение расстояния между крайними противовесами к расстоянию между средним противовесом и крайним противовесом с положительной проекцией, а величину корректирующей массы крайнего противовеса с положительной проекцией определяют как сумму величины положительной проекции и абсолютной величины отрицательной проекции, умноженной на отношение расстояния между средним противовесом и крайним противовесом с отрицательной проекцией к расстоянию между средним противовесом и крайним противовесом с положительной проекцией.

Цель достигается тем, что, согласно способу балансировки коленчатых валов с тремя плоскостями коррекции по второму варианту, заключающемуся в том, что балансируемый вал устанавливают на опоры станка, при вращении вала определяют колебания опор и дисбаланс вала, приведенный к крайним плоскостям коррекции, производят разложение дисбаланса на проекции, а балансировку вала при отрицательных проекциях производят коррекцией среднего противовеса и одного из крайних противовесов корректирующими массами, определяют крайний корректируемый противовес, для которого произведение абсолютной величины проекции на расстояние до среднего противовеса имеют меньшую величину, затем определяют величину корректирующей массы среднего противовеса, которая равна произведению величины проекции некорректируемого крайнего противовеса на отношение расстояния между крайними противовесами к расстоянию между корректируемым крайним и средним противовесами, и определяют величину корректирующей массы корректируемого крайнего противовеса, которая равна разности абсолютных величин проекции корректируемого противовеса и произведения величины проекции некорректируемого крайнего противовеса, умноженного на отношение расстояния между некорректируемым крайним и средним противовесами к расстоянию между корректируемым крайним и средним противовесами.

Расширение диапазона типоразмеров балансируемых коленчатых валов повышение точности балансировки по первому варианту достигаются з счет того, что при балансировке коленчатого вала с тремя плоскостями коррекции при разнополярных проекциях величину корректирующей массы для среднего противовеса определяют как произведение величины отрицательной проекции на отношение расстояния между крайними противовесами к расстоянию между средним противовесом и крайним противовесом с положительной проекцией, а величину корректирующей массы крайнего противовеса с положительной проекцией определяют как сумму величины положительной проекции и абсолютной величины отрицательной проекции, умноженной на отношение расстояния между средним противовесом и крайним противовесом с отрицательной проекцией к расстоянию между средним противовесом и крайним противовесом с положительной проекцией, что позволяет учитывать расположение средней плоскости относительно крайних плоскостей коррекции и производить балансировку коленчатых валов с тремя плоскостями коррекции с несимметричным расположением средней плоскости относительно крайних плоскостей, а также позволяет не учитывать расположение центра масс балансируемого коленчатого вала, что повышает точность балансировки.

Наличие причинно-следственной связи признаков заявляемого решения по первому варианту с техническим результатом позволяет отнести их к существенным.

Расширение диапазона типоразмеров балансируемых коленчатых валов и повышение точности балансировки по второму варианту достигается за счет того, что при балансировке коленчатого вала с тремя плоскостями коррекции при отрицательных проекциях сначала определяют крайний корректируемый противовес, для которого произведение абсолютной величины проекции на расстояние до среднего противовеса имеет меньшую величину, затем определяют величину корректирующей массы среднего противовеса, которая равна произведению величины проекции некорректируемого крайнего противовеса на отношение расстояния между крайними противовесами к расстоянию между корректируемым крайним и средним противовесами, и определяют величину корректирующей массы корректируемого крайнего противовеса, которая равна разности абсолютных величин проекции корректируемого противовеса и произведения величины проекции некорректируемого крайнего противовеса, умноженного на отношение расстояния между

некорректируемым крайним и средним противовесами к расстоянию между корректируемым крайним и средним противовесами, что позволяет учитывать расположение средней плоскости относительно крайних плоскостей коррекции и производить балансировку коленчатых валов с тремя плоскостями коррекции с несимметричным расположением средней плоскости относительно крайних плоскостей, а также позволяет не учитывать расположение центра масс балансируемого коленчатого вала, что повышает точность балансировки.

Наличие причинно-следственной связи признаков заявляемого решения по второму варианту с техническим результатом позволяет отнести их к существенным.

Сравнительный анализ существенных признаков заявляемого решения по первому варианту с признаками прототипа показывает, что заявляемое решение отличается величинами корректирующих масс для среднего противовеса и для крайнего противовеса с положительной проекцией, которые определяются с учетом расстояния, определяющих положение средней плоскости относительно крайних плоскостей коррекции, следовательно, заявляемый способ балансировки коленчатых валов с тремя плоскостями коррекции по первому варианту соответствует критерию "новизна".

Сравнительный анализ существенных признаков заявляемого решения по второму варианту с признаками прототипа показывает, что заявляемое решение отличается операцией определения крайнего корректируемого противовеса, для которого произведение абсолютной величины проекции на расстояние до среднего противовеса имеет меньшую величину, и величинами корректирующих масс для среднего и крайнего корректируемого противовесов, которые определяются с учетом расстояния, определяющих положение средней плоскости относительно крайних плоскостей коррекции. Следовательно, заявляемый способ балансировки коленчатых валов с тремя плоскостями коррекции по второму варианту соответствует критерию "новизна".

Анализ известного уровня техники показывает, что отличительные признаки заявляемого решения по первому варианту и причинно-следственная связь между ними и техническим результатом неизвестны.

Следовательно, заявляемое решение по первому варианту не следует явным образом из известного для специалиста в данной области уровня техники, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "изобретательский уровень".

Анализ известного уровня техники показывает, что отличительные признаки заявляемого решения по второму варианту и причинно-следственная связь между ними и техническим результатом неизвестны.

Следовательно, заявляемое решение по второму варианту не следует явным образом из известного для специалиста в данной области уровня техники, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "изобретательский уровень".

На чертеже изображена схема устройства, реализующего способ балансировки коленчатых валов с тремя плоскостями коррекции.

Устройство содержит две измерительные цепи, связанные с крайними плоскостями коррекции балансируемого коленчатого вала 1, при этом обе цепи выполнены идентично и каждая из них содержит последовательно соединенные датчик 2 (3) дисбаланса, сумматор 4 (5), усилитель 6 (7), синхронный детектор 8 (9), индикатор 10 (11) проекции Х, а также второй синхронный детектор 12 (13), вход которого связан с выходом усилителя 6 (7), а выход которого связан с входом индикатора 14 (15) проекции Y, второй выход датчика 2 (3) дисбаланса одной из цепей связан с вторым входом сумматора 5 (4) другой цепи. Устройство содержит также генератор 16 опорного сигнала, выходы которого связаны с входами синхронных детекторов 8 (9) и 12 (13) каждой цепи.

Способ балансировки коленчатого вала с тремя плоскостями коррекции осуществляют следующим образом.

Балансируемый коленчатый вал с тремя плоскостями коррекции, в которых расположены противовесы, устанавливают на опоры станка, приводят вал во вращение, определяют колебания опор станка, пропорциональные дисбалансу вала 1 в плоскости опоры, датчиками 2, 3 дисбаланса колебания воспринимаются и преобразуются в электрический сигнал, который поступает на сумматоры 4, 5, где происходит разделение плоскостей коррекции.

На выходе сумматоров 4, 5 появляются два сигнала, каждый из которых пропорционален дисбалансу в соответствующей крайней плоскости коррекции. Выходные сигналы сумматоров 4, 5 усиливаются и фильтруются от помех усилителями 6, 7 и раскладываются на проекции в прямоугольной системе координат с помощью синхронных детекторов 8, 9 и 12, 13, на вторые входы которых происходят сдвинутые на 90^о друг относительно друга выходные напряжения генератора 16 опорного сигнала. Выходные напряжения синхронных детекторов 8, 9 и 12, 13, пропорциональные проекции дисбаланса в плоскостях коррекции, измеряются и запоминаются на индикаторах 10, 11 и 14, 15 проекций, в качестве которых могут быть применены стрелочные приборы с нулем посередине с электронным запоминающим устройством. Знак проекции определяется по направлению отклонения стрелки от нуля, например, плюс отклонение вправо, а минус отклонение влево.

При разнополярных проекциях на индикаторах 10, 11 каждой цепи по первому варианту производят коррекцию среднего противовеса корректирующей массой, величина которой равна произведению величины отрицательной проекции на отношение расстояния между крайними противовесами к расстоянию между средним противовесом и крайним противовесом с положительной проекцией, и коррекцию крайнего противовеса с положительной проекцией корректирующей массой, величина которой равна сумме величины положительной проекции и абсолютной величины отрицательной проекции, умноженной на отношение расстояния между средним противовесом и крайним противовесом с отрицательной проекцией к расстоянию между средним противовесом и крайним противовесом с положительной проекцией.

При отрицательных проекциях на индикаторах 10, 11 каждой цепи по второму варианту сначала определяют крайний корректируемый противовес, для которого произведение абсолютной величины проекции на расстояние до среднего противовеса имеет меньшую величину, а затем производят коррекцию среднего противовеса корректирующей массой, величина которой равна произведению величины проекции некорректируемого крайнего противовеса на отношение расстояния между крайними противовесами к расстоянию между коppектиpуемым крайним и средним противовесами, и коррекцию корректируемого крайнего противовеса корректирующей массой, величина которой равна разности абсолютных величин проекции корректируемого противовеса и произведения величины проекции некорректируемого крайнего противовеса, умноженного на отношение расстояния между некорректируемым крайним и средним противовесами к расстоянию между корректируемым крайним и средним противовесами.

Аналогично производится коррекция при получении проекций дисбаланса на индикаторах 14, 15.

Применение предлагаемых способов позволяет расширить диапазон типоразмеров балансируемых коленчатых валов с тремя плоскостями коррекции, а также повысить точность балансировки за счет учета расположения средней плоскости относительно крайних плоскостей коррекции.