Файл: Теория и практика балансировочной техники..pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 241

Скачиваний: 5

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

л

 

при

£ K <G„(co„);

 

 

З

 

(ь>в)

 

 

 

 

Т2 :

 

при £ „ > G „ K ) .

 

 

5Ф

 

 

 

 

 

 

На рис. 6 изображена

блок-схема балансировочной машины,

построенная на основании

 

результатов,

полученных

для

опти­

 

 

мальных измерителей

пара­

ХУД |

 

метров

сигнала от дисбаланса

|

в присутствии помех.

 

 

 

 

Особенностями схемы

явля­

J S 3 J

 

ются:

 

бесконтактный

«генера­

г

 

тор»

(преобразователь)

опор­

 

ного

сигнала, выполненный на

 

 

 

 

базе

импульсно-фазовой

авто-

 

 

 

 

5

 

 

/4

 

 

 

 

 

 

15 13

Ад

12

I

10

 

J

Рис. 6. Блок-схема балансировочной машины:

1, 2 — датчики дисбаланса; 3 — ротор; 4 — фотоэлектри­ ческий датчик опорного импульса; 5 — импульсно-фазовая автоподстройка частоты; 6 — усилитель-ограничитель; 7 — импульсно-фазовыб детектор; 8 — запоминающее устрой­ ство; 9 — фильтр нижних частот; 10 — управляющий эле­ мент; // — подстраиваемый генератор; 12 — фазовраща­ тель; 13 — фазовый детектор; 14 — блок усилителей, на­ стройки и эталонирования; 15 — измеритель дисбаланса

подстройки частоты; блок настройки машины, повзоляющий вес­ ти балансировку по обычной системе отстройки влияния исклю­ чаемой плоскости и по системе симметричной и кососимметричной составляющих неуравновешенности с возможностью электри­ ческого эталонирования; предварительные тензоусилители с автоподстройкой режима транзисторов, необходимость которых определяется применением тензодатчиков динамического дав­ ления.

С помощью построенного измерительного устройства балан­ сировочной машины была проведена экспериментальная балан-

сировка нескольких роторов турбомашин на рабочей частоте вращения. После проведенных работ по уравновешиванию вер­ тикальная составляющая вибрации турбомашины снизилась на 26% по сравнению с вибрацией турбомашины, ротор которой был предварительно отбалансирован на низкооборотной балан­ сировочной машине.

Анализ экспериментальных данных схемы балансировочной машины с оптимальным определением фазы сигнала от дисба­ ланса показал, что точность измерения фазы с учетом помех,

создаваемых

в работающей турбомашине, может,

например,

оцениваться

дисперсией 0 ^ = 0,025(2,5 4-3°). Это

позволяет

рекомендовать приведенную схему при проектировании и совер­

шенствовании

измерительных

устройств

 

балансировочных

машин.

 

 

 

 

 

ЛИТЕРАТУРА

 

 

 

 

 

1. Воронин Г.

И., Федосеев Н. М.,

Блохин Ю. И.

Высокоскоростные

совмещенные опоры. «Подшипниковая промышленность»,

1964, №

2.

2. Блохин Ю. И., Панфилов Е. А.,

Федосеев Н. М.

Высокоскоростные

совмещенные опоры. Под ред. Г. И. Воронина. М.,

НИИНавтосельхозмаш,

1966.

 

 

 

 

 

3. Шахгильдян

В. В., Ляховкин А. А. Фазовая автоподстройка частоты.

М., изд-во «Связь»,

1966.

 

 

 

 

4. Пугачев В.

С. Теория случайных

функций. М.,

Физматгиз,

1962.

5.Пестряков В. Б. Фазовые радиотехнические системы. М., изд-во «Со­ ветское радио», 1968.

6.Самсаев Ю. А., Трунаев Ю. В., Феоктистов П. Н. Автоматическое

устройство для получения

опорных импульсов. «Механизация и автоматиза­

ция производства», 1971, №

6.

А. С. ГОЛЬ ДИН

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭЦВМ ПРИ УРАВНОВЕШИВАНИИ ТУРБОАГРЕГАТОВ

Увеличение мощности в энергомашиностроении влечет за со­

бой рост материальных потерь при простоях и пусках

агрегатов

на холостом

ходу,

например, при балансировочных

работах.

В этих условиях

целью

уравновешивания является

не просто

достижение

минимальных

амплитуд вибраций в контролируе­

мых точках, а выполнение данной работы при минимуме мате­ риальных затрат. Это возможно лишь при всестороннем исполь­ зовании и углублении существующих теоретических разработок в области уравновешивания систем связанных роторов. В совре­ менных условиях прогресс в области уравновешивания мощных энергетических турбоагрегатов уже невозможен без применения

ЭЦВМ для балансировочных расчетов.

Последнее

приводит

к необходимости создания специального

алгоритма

обработки

4*

51

соответствующей информации тем более сложного, чем выше требования к окончательному результату.

При внедрении ЭЦВМ в практику уравновешивания необхо­ димо решить две группы задач:

а) разработка алгоритма и программы балансировочных рас­ четов, а также методики уравновешивания;

б) создание оперативной, доступной и надежной системы обеспечения балансировочных работ вычислительными сред­ ствами. Рассмотрим вариант решения этих задач, реализованный в производственных условиях.

Процесс уравновешивания валопровода в собственных под­ шипниках представляет последовательность балансировочных циклов, каждый из которых включает установку балансировоч­ ных грузов, пуск агрегата и последующий останов. При пуске производятся замеры вибраций, которые составляют основную

часть исходных данных для расчета.

Балансировочные

грузы

устанавливают в доступных плоскостях

валопровода,

располо­

женных в разных местах вдоль его оси, и варьируют

по

массе

и углу установки.

 

 

 

Выбор обоснованного варианта установки балансировочных грузов для каждого балансировочного цикла составляет содер­ жание алгоритма балансировочных расчетов. Мы не будем рас­

сматривать

приемы измерений вибрации при

уравновешивании

в условиях

электростанций. Под вибрацией

ниже понимается

комплексное (векторное) значение гармонической составляющей вибрации с основной оборотной частотой. Все комплексные ве­ личины обозначаются знаком вектора, если такой знак отсутст­

вует,

то подразумевается

или

модуль комплексной

величины,

или действительная величина.

 

 

 

 

точках і

Если

на валопровод,

имеющий

в контролируемых

вибрации

А І

(і = 1, 2, 3,...,/),

в

различных

балансировочных

плоскостях k

установить

балансировочные

грузы Pk

(k = 1, 2,

З,

К, где / ( < / ) , то для новых значений

вибрации

 

 

 

 

б ; = 1 ; + У я д . А ,

 

 

(1)

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

здесь aih •— балансировочные чувствительности

точек I

к плоско­

стям

k.

 

 

 

 

 

 

 

 

Необходимо определить такие значения

Pk,

при которых до­

стигаются минимальные значения є*. Идеальным было бы, когда ЄЇ = 0, однако при J < К это недостижимо. Таким образом, не­

обходимо сформулировать функцию качества

Ф, минимизация

которой определит оптимальные значения Ph.

Весьма

распро­

страненным является применение метода наименьших

квадра­

тов [2], при этом

 

 

ф = 2 8 ? -

 

(2)

Существуют и другие формулировки функции качества:

Ф = > ? е ? ,

г д е п > 1 ,

(3)

і

 

 

 

И

 

і ф т.

 

Ф = е т , где е.т

> є, при

(4)

Очевидно, что при п - > оо выражение

(3) равносильно

соот­

ношению (4), таким образом наиболее общей является форму­ лировка функции (3).

При п = 2 функция Ф определяет энергию колебаний в точ­ ках і, шум агрегата, в ряде случаев являющийся определяющей характеристикой вибрации. По существующему нормированию для энергоагрегатов определяющим является максимальный ос­ таточный уровень вибрации, и, казалось бы, в этих условиях сле­

дует принять за основу формулировку

(4).

Однако она имеет

слабости. Если происходит снижение гт

за

счет увеличения

2є?_

то это всегда связано с повышением є* для

і Ф т, при этом

но­

вый результат, формально более приемлемый, может фактиче­ ски означать ухудшение условий работы агрегата. Если значе­ ние гт превышает допустимую или желательную величину при

Sef= min, то это означает, что использованных балансировоч-

І

ных плоскостей недостаточно для эффективного уравновешива­ ния валопровода. Ряд других недостатков формулировки (4) обнаруживается при учете погрешностей исходных данных. Тем не менее категорически отвергать эту формулировку не следует. По-видимому, существует целесообразность ее использования в особых случаях или в совокупности с другими формулиров­ ками.

Принимая во внимание вышесказанное и учитывая, что ис­ ходные данные могут иметь случайные погрешности, функцию качества формулируем как математическое ожидание суммы квадратов амплитуд вибраций:

І

Таким образом, основное выражение для определения урав­ новешивающих грузов имеет вид

ф = М 2

в? = 2 (в? + Яв,) = min,

(5)

 

 

і

 

 

 

где Dsi — дисперсия є,, являющаяся

функцией

дисперсий

исход­

ных данных.

 

 

 

 

 

Минимизация

суммы

квадратов

амплитуд,

сложенная с их

дисперсиями, при

расчетах уравновешивающих

грузов

исполь­

зуется достаточно часто. При этом предполагается, что значения a%h известны, а их дисперсии назначаются произвольно.

Допустим, что: а) существует нормальный закон распреде­ ления погрешностей; б) имеет место круговое распределение

погрешностей; в) центром распределения является аффикс вво­ димой в расчет комплексной величины; г) погрешностью уста­ новки грузов Ри можно пренебречь.

Принимая во внимание эти допущения, имеем

Dlt=DAi + ^{p\D^^

= DAt + ^ \ { P \ x + Ply)Daik\.

(6)

 

k

 

k

 

Условие минимума Ф:

 

 

 

дФ

дФ

= 0

(fe = 1, 2, 3,. . ., Л').

(7)

дРкх

дРку

 

 

 

Представив комплексные величины в алгебраической форме, произведя соответствующие подстановки и преобразования, из выражений (1), (5), (6) и (7) получим систему линейных урав­ нений с 2/С неизвестными, т. е.

{[aY[a}

+ [D]}{P]

+ [aY[A] = 0,

(8)

где [а] — матрица балансировочных

чувствительностей;

 

[а]т — транспонированная матрица [а];

 

[D]— диагональная матрица дисперсий;

 

[А] — вектор исходных значений

вибрации;

 

[Р] — вектор уравновешивающих

грузов;

 

fllli

— вПу

•

-й\Кх—О-ХКУ

 

Ч\\уй\\х-

•

-й\Куа\Кх

 

[а] =

 

 

 

 

 

Я/1* — О-Лу

• -dJKx — CLjKy

 

.O-llyO-JU-

•

CtJKxflJKy

 

[D] =

 

Do

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DK D,

 

 

 

= У

Dalk;

 

 

A l x

 

 

~P\x~

 

 

 

 

 

Ply

 

[A] =

 

;

[P]

=

 

 

A.ix

 

 

PKx

 

-Pky -

Смотрите также файлы