способ балансировки несимметричных роторов

Формула изобретения

Способ балансировки несимметричных роторов, включающий установку балансируемого ротора на планшайбу станка, настройку станка, раздельное измерение статической и моментной составляющих дисбаланса, позиционирование ротора против указателя тяжелого или легкого места, определение корректирующих масс и корректировку массы ротора, отличающийся тем, что после уравновешивания ротора систему измерения станка переводят в режим измерения моментной составляющей дисбаланса, на ротор на заданных расстояниях от оси вращения и от торца ротора последовательно устанавливают пробный груз известной массы, включают вращение станка, измеряют моментные составляющие дисбаланса (центробежные моменты инерции), результаты измерений с учетом знаков наносят на график, соответствующий по масштабу длине балансируемого ротора, по нанесенным точкам воспроизводят прямую изменения моментной неуравновешенности по длине ротора, точку пересечения прямой с продольной осью ротора принимают за продольное положение центра масс ротора, сопоставляют полученное значение положения центра масс ротора с требуемым значением и осуществляют балансировку ротора по продольной оси.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при балансировке на балансировочных станках с вертикальной и горизонтальной осью вращения несимметричных роторов, для которых требуется балансировка по продольной оси.

Среди существующих способов динамической балансировки роторов можно выделить способ, при котором ротор устанавливают на балансировочный станок с вертикальной осью вращения, измеряют дисбалансы и их углы, определяют места установки корректирующих масс и закрепляют их внутри балансируемого изделия (см. статью М.Е.Левита «Уравновешивание изделий типа «Спутник» в книге «Основы балансировочной техники». /Под редакцией д-ра техн. наук проф. В.А.Щепетильникова, - М.: Машиностроение, 1975 г., стр.257-266).

Известный способ балансировки не обеспечивают балансировку несимметричного ротора по продольной оси, т.к. после динамической балансировки корректировки его массы изменяется продольная балансировка. Для продольной балансировки ротора требуется определение продольного положения центра масс на специальных центровочных стендах (см. И.Т.Беляков и др. «Технология сборки и испытаний космических аппаратов», - М.: Машиностроение, 1990 г., стр.201-210).

В качестве прототипа к заявленному способу принят способ динамической балансировки роторов на станке с вертикальной осью вращения (см. М.Е.Левит и др. «Справочник по балансировке», - М.: Машиностроение, 1992 г., стр.193, 211).

Сущность способа, принятого за прототип, заключается в установке балансируемого ротора на планшайбу станка, раздельном измерении статической и моментной составляющих дисбалансов, позиционировании ротора против указателя тяжелого или легкого места, определении корректирующих масс и в корректировке массы ротора.

Однако такой способ балансировки не позволяет осуществить балансировку несимметричного ротора по продольной оси без применения дополнительного центровочного стенда.

Технической задачей изобретения в части способа балансировки несимметричного ротора является создание способа балансировки, лишенного недостатков, свойственных известным способам и представленному прототипу.

Поставленная в заявке техническая задача решается тем, что в известном способе балансировки ротора, включающем установку ротора на планшайбу станка, настройку станка, раздельное измерение статической и моментной составляющих дисбаланса, позиционирование ротора против указателя тяжелого или легкого места, определение корректирующих масс и в корректировке массы ротора, согласно изобретению после уравновешивания ротора систему измерения станка переводят в режим измерения моментной составляющей дисбаланса, на ротор на заданных расстояниях от оси вращения и от торца ротора последовательно устанавливают пробный груз известной массы, включают вращение станка, измеряют моментные составляющие дисбаланса (центробежные моменты инерции), результаты измерений с учетом знаков наносят на график, соответствующий по масштабу длине балансируемого ротора, по нанесенным точкам воспроизводят прямую изменения моментной неуравновешенности по длине ротора, точку пересечения прямой с продольной осью ротора принимают за продольное положение центра масс ротора, сопоставляют полученное значение положения центра масс с требуемым значением и осуществляют балансировку ротора по продольной оси.

Конкретный вариант реализации способа балансировки.

Балансируемый ротор 1 устанавливают на планшайбу 2 балансировочного станка 3 (см. фиг.1). Настраивают станок, раздельно измеряют статическую и моментную составляющие дисбалансов, позиционируют ротор против указателя тяжелого или легкого места, определяют корректирующие массы и уравновешивают ротор путем корректировки его массы. Однако при корректировке массы ротора изменяется его продольная балансировка. После корректировки массы ротора, измерительную систему станка переводят в режим измерения моментной составляющей дисбаланса. На ротор на заданном расстоянии от оси вращения R _ПР в точках с координатами по продольной оси О; X ₁; X₂; Х₃ с помощью технологических устройств последовательно устанавливают пробный груз G_ПР известной массы, включают вращение станка, измеряют моментные составляющие дисбаланса (центробежные моменты инерции). Из теории приведения пространственной системы сил к заданному центру известно, что главный вектор не зависит от центра приведения, а главный момент с изменением центра приведения изменяется по величине и направлению (см. «Динамическое уравновешивание, колебания и устойчивость движения». /Под ред. доц. С.М.Ивина. Труды Уфимского авиационного института им. Орджоникидзе, 1973, вып.57, стр.10).

Поэтому при установке пробного груза на заданном радиусе от оси вращения и его последовательной установке в точках с координатами О; X₁; Х ₂; Х₃ значение и знак измеренной моментной составляющей дисбаланса (D_М) (центробежного момента инерции) будут изменяться. Результаты измерения с учетом знаков моментной составляющей дисбалансов наносят в виде отдельных точек на график, соответствующий по масштабу длине балансировочного ротора (см. фиг.2). По полученным точкам воспроизводят, например, по методу наименьших квадратов прямую изменения моментной составляющей дисбаланса по длине ротора, точку (С) пересечения этой прямой с продольной осью принимают за положение центра масс ротора (Х_ЦМ). Полученное значение сопоставляют с требуемым положением центра масс и осуществляют балансировку ротора по продольной оси.

Количество точек, в которые устанавливают пробный груз, определяется методикой балансировки ротора. Радиус установки пробного груза во всех точках должен быть на одинаковом расстоянии от оси ротора.

Предложенный способ балансировки несимметричных роторов позволяет решить поставленную в заявке техническую задачу и обеспечивает балансировку ротора по его продольной оси на балансировочном станке без применения дополнительных центровочных стендов.