Файл: Теория и практика балансировочной техники..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 249

Скачиваний: 5

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

ны. Необходимо также рассмотреть нагрузки, возникающие при режиме арректирования.

П р о е к т и р о в а н и е к о л е б а т е л ь н ы х с и с т е м . Чув­ ствительность колебательной системы с одной степенью свободы может быть определена по формуле (1).

Современная аппаратура и качество электроэнергии позволя­ ют выдерживать скорость вращения при балансировке с доста­ точной точностью. Для того чтобы погрешность в определении неуравновешенности составила не более 2%, отношение частот должно быть не менее 2.

Активная длина упругих стальных пластин связана с основ­

ными параметрами балансировочного

станка

соотношением

 

/ = 2200 { Q

c + Q u ) h o u 6

. JL.

(13)

 

(Qc

+ Qu)houm

Р2

 

где п — запас

устойчивости;

 

 

 

 

р — резонансная частота

системы.

 

 

Формулой

(13) не учитывается

прочность

пластин, которая

должна быть проверена расчетом.

 

 

 

В станках с широким весовым

диапазоном балансируемых

деталей требуется применять

очень

длинные

пластины. Для то­

го чтобы сократить длину пластин, применяют несколько скоро­ стей балансировки.

В колебательных системах с двумя степенями свободы вычи­ сление чувствительности по формулам (2) или (3) недостаточно. Необходимо вычислить кажущиеся смещения с учетом взаимно­

го влияния плоскостей

исправления.

 

 

 

 

Кажущиеся амплитуды смещений

 

 

 

 

 

 

 

 

Y12Y21

 

 

 

 

 

 

 

Y11Y22

 

(14)

х 2 к

— Р2Ї22 ( 1

Y12Y21

 

 

Y11Y22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Если пренебречь инерционными силами (дорезонансный ре­

жим), то кажущиеся амплитуды

смещений

 

 

v

 

n

(gL

+ а 2 ) ( Л

+ ^2) .

 

Х ' к ґ 1

а

 

71

'

 

(15)

 

 

р ( д і + Д 2 М - Ь * г )

 

х

=

 

 

 

 

При этом начало координат помещено в центре жесткости и

все расстояния отсчитываются от центра жесткости.

 

С увеличением жесткости

системы

чувствительность

падает,

но жесткость системы

должна быть

такова, чтобы обеспечивал-


ся дорезонансный режим. С учетом этого требования кажущееся смещение

 

W 1

+ а 2 ) ( / | 4 - / г )

1 + f j 2

 

 

 

2A.2Q

 

 

 

 

 

 

 

 

где Wi

— неуравновешенность в кгсм,

отнесенная

к плоскости

Q

исправления /;

 

 

 

— масса системы с изделием в кг.

 

Из

формулы

(16) видно, что чувствительность

станка не за­

висит от скорости вращения при балансировке и падает с уве­ личением размера Ъ. Это имеет большое значение при проекти­ ровании систем, предназначенных для балансировки консольных деталей. При проектировании таких систем приходится прини­ мать особые меры для уменьшения размера Ь.

Колебательные системы, предназначенные для работы в зарезонансном режиме, подвешиваются на стальных лентах или устанавливаются на стержнях.

Системы на стальных лентах имеют лучшие динамические характеристики, чем системы на стержнях. Резонансная частота •системы на стальных лентах незначительно зависит от веса ба­ лансируемой детали. Однако системы на стальных лентах менее технологичны.

Конструктивные и эксплуатационные преимущества систем на стержнях оказались более существенными, чем динамические преимущества систем на стальных лентах. Поэтому колебатель­

ные системы на стержнях получают в настоящее время

все бо­

лее широкое распространение.

 

При зарезонансном режиме влияние реакций связей

мало по

•сравнению с инерционными силами. Поэтому его обычно не учи­ тывают.

Амплитуды кажущихся смещений при определении неурав­ новешенности в плоскостях измерения ближайших к плоскостям исправления определяются по формулам

 

 

 

 

W

(а, + а 2 ) ( / , +/ 2 ) .

 

 

 

 

 

 

 

Q

і'2 + а 2 / 2

 

 

 

(17)

 

 

 

 

 

(ai-j-g2 )(<i+/2 )

 

 

 

 

Х

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

<2 + а,/,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При ином

взаимном

расположении плоскостей

исправления

и плоскостей

измерения

может

оказаться

целесообразной

иная

их комбинация для компенсации взаимного влияния

 

плоскостей

исправления. При этом

в формулах (17)

изменится

только

зна­

менатель,

который

не может

принимать

бесконечно

большого

значения,

и поэтому

чувствительность системы, если

только си-


колеблющаяся система, так как определение дисбаланса осно­ вано на измерении амплитуд ее механических колебаний.

Станок должен определять статическую неуравновешенность изделия с достаточной точностью, несмотря на колебания пола или перекрытия, где он установлен, путем выделения колебаний, вызванных неуравновешенностью ротора, из широкого спектра вибраций.

Проведенные исследования колеблющихся систем {2] показа­ ли, что этим условиям в более полной форме удовлетворяет си­ стема без жестких связей с окружающей средой.

777777777777777777777777777777777777777777777777л'77.

Рис. 2. Кинематическая схема станка

Применение такой колеблющейся системы позволяет умень­ шить или практически исключить влияние вибраций внешней среды на точность измерения неуравновешенности.

Колеблющаяся система станка (рис. 2) состоит из чугунной платформы 1, которая при помощи трех упругих элементов 10 соединена с неподвижной станиной станка 8. Упругие элементы расположены симметрично относительно вертикальной главной центральной оси инерции системы, что в известной мере ослаб­

ляет

связь между движениями

по

различным

координатам и

этим

облегчает измерение

неуравновешенности.

Частота собст­

венных колебаний плиты

4 гц,

что

значительно

ниже угловой

скорости вращения балансируемого изделия. Поэтому движение плиты под действием неуравновешенности шины может рассмат­ риваться как свободное движение в пространстве с шестью сте­ пенями свободы.

Для сокращения времени затухания собственных колебаний плиты от случайных причин и уменьшения влияния динамиче­ ской неуравновешенности на измерение статического дисбаланса


введен демпфер 9. Автомобильная шина 3 закрепляется с помо­ щью сжатого воздуха при давлении 1,5 кг/см2 на оправке шпин­ деля станка 2, который приводится во вращение электродвига­ телем 7 через ременную передачу. Скорость вращения шпинделя 950 об/мин.

Закрепленная на оправке шина через шпиндель соединена с платформой колеблющейся системы, движение точек платфор­ мы характеризуется силовыми факторами, вызванными неурав­ новешенностью шины, и по колебаниям любой точки платформы можно судить о неуравновешенности шины.

Принятая колеблющаяся система позволяет определить как статическую, так и динамическую неуравновешенность шины (3].

Станок предназначен для измерения статической неуравно­ вешенности шин весом от 9 до 25 кг. С изменением веса шины меняется положение центра массы подвижной системы. Благо­ даря этому сигнал датчика Д\ будет пропорционален статикодинамической неуравновешенности шины. Если ось катушки дат­ чика будет лежать в горизонтальной плоскости, проходящей че­ рез центр массы колеблющейся системы станка, то сигнал будет

зависеть

только от

статической неуравновешенности.

Для

исключения

влияния

динамической неуравновешенности

шины на измерение

ее статической неуравновешенности в стан­

ке устанавливается

датчик Д2,

который реагирует только на уг­

ловые колебания подвижной системы, зависящие от динамиче­ ской неуравновешенности. Оба датчика конструктивно размеще­ ны в общем корпусе. В этом случае статическая неуравновешен­ ность будет пропорциональна разности напряжений, возбуждае­

мых в катушках датчиков Д\

и Д 2 , т. е.

 

 

 

 

 

 

где — постоянная,

\id0

= Ul

yU2,

 

 

 

 

 

 

характеризующая

связь

неуравновешенно­

у

сти с электрическим

сигналом;

 

 

 

 

 

 

компенсационный коэффициент, учитывающий влияние

 

 

динамической неуравновешенности;

 

 

 

 

 

Ui

— вектор напряжения

на датчике

Д\,

 

 

 

 

 

U2 — вектор напряжения на датчике

Д2.

 

 

 

 

 

Величины ц и у вводятся в измерительную схему при наст­

ройке

станка. Схема

измерительной

части

 

станка

МВТУ-730

приведена на

рис. 3.

Потенциометр

R3

служит для

ввода

ком­

пенсационного

коэффициента у.

Сложение

напряжений,

посту­

пающих

от датчиков

Д\ и Д%, производится

на двойном

триоде

Л\.

Суммарное напряжение усиливается

и

освобождается

от

помех с помощью фильтра,

настроенного

на рабочую

частоту

балансировки. Регулировка постоянной ц осуществляется потен­ циометром R\. Для регулировки напряжения компенсационного

генератора

КГ

(позиция 6, рис. 2) предусмотрен

потенциометр

/?2- Величина

статической неуравновешенности

шины прочиты­

вается по

шкале индикатора И, тарированного

в

гсм.


Измерение угловой координаты неуравновешенности произ­

водится с помощью измерителя угловой

координаты ИУК, рабо­

та которого основана на сравнении фаз

электрического сигнала

от неуравновешенности с опорным сигналом импульсного гене­ ратора ИГ (позиция 5, рис. 2).

Импульсный генератор вырабатывает короткие пикообразные импульсы, чередующиеся с частотой, близкой к частоте сигнала от неуравновешенности. Синусоидальное напряжение, поступа­ ющее от датчиков, имеет частоту порядка 16 гц до поступления в блок сравнения, преобразуется также в пикообразную форму. При совпадении по фазе пикообраз-

ных сигналов срабатывает реле, ос­

 

 

танавливающее

угловой

лимб

(по­

 

 

зиция 4,

рис. 2)

фазоопределяющего

 

 

устройства. После

остановки

лимба

 

 

4 на

его

шкале

прочитывают

 

угло­

 

 

вую

координату

неуравновешенно­

 

 

сти.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Измерительное

устройство

стан­

 

 

ка имеет

два

диапазона

измерения

 

 

5000

и

1000

гсм,

точность

опреде­

 

 

ления

статической

неуравновешен­

 

 

ности 3 гсм/кг.

Точность определе­

 

 

ния угловой координаты ±5°.

Ма­

 

 

шинное время для определения па­

Рис. 3. Схема

измерительной

раметров

неуравновешенности не

превышает

15

сек.

 

 

 

 

части

станка

 

 

 

 

 

 

Настройка

станка, как правило,

 

 

производится с помощью эталонного ротора и контрольных гру­ зов. Компенсационный генератор КГ (рис. 3) допускает на­ стройку станка без эталонного ротора и дает возможность ком­ пенсировать статическую неуравновешенность сменных оправок при проверке неуравновешенности различных шин. Принцип компенсации неуравновешенности состоит в том, что генератор дает возможность получать переменное напряжение синусои­ дальной формы, величину и фазу которого можно изменять при настройке станка.

Изменение фазы сигнала генератора производится поворотом его статора с последующим фиксированием в нужном поло­ жении.

Компенсация неуравновешенности сменных оправок опреде­ ляется следующим образом. Поступающий от датчиков в изме­ рительную схему сигнал от неуравновешенности оправок скла­ дывается с равным по величине, но противоположным по фазе сигналом компенсационного генератора, в результате чего сиг­ нал в измерительный прибор не поступает.

Таким образом, наличие неуравновешенности сменной оправ­ ки не будет сказываться на измерении неуравновешенности ши-

6 Зак. 600

81