Файл: Теория и практика балансировочной техники..pdf

в окрестности какой-либо критической скорости представляет собой фигуру, близкую к окружности, причем момент резонанса (точка D, рис. 3) характеризуется максимумом частотного гра­ диента; резонансный диаметр OD перпендикулярен плоскости, в которой расположен дисбаланс, распределенный по исследуе­ мой форме колебаний, а его величина пропорциональна величи­ не этой неуравновешенности.

Если на поверхность вала в п сечениях параллельно его оси наклеить систему из 4п тензодатчиков, расположенных на кон­ цах взаимно перпендикулярных диаметров / и / / в каждом из исследуемых сечений несбалансированного вала, и по осям ко­

кулярен плоскости расположения неуравновешенности, то после первого же пуска можно определить осевую плоскость дисба­ ланса, распределенного по данной форме колебаний. Для опре­

получена новая амплитудно-фазовая характеристика с резонанс­ ным диаметром OD\. Если пробный груз распределен по форме собственных колебаний, то

а если он сосредоточен, то

(рис. 1). Исследуемый вал представляет собой модель двухопорного гибкого ротора с распределенной и сосредоточенной не­ уравновешенностью. На вал можно насаживать диски с различ­ ной степенью несбалансированности.

В середине пролета и около подшипников наклеены на по­ верхность вала параллельно его оси по две пары тензодатчиков под углом 90° друг к другу: выводы от них через ртутный токо­ съемник идут на усилитель 8АНЧ-7М, а затем на шлейфовый осциллограф типа МПО-2, где показания тензодатчиков регист­ рируются на фотопленку.

Способ построения амплитудно-фазовой характеристики де­ формации следующий: при работе ротора скорость вращения

щающиеся оси является синусоидой с тем же периодом. Так как сила тяжести вызывает деформацию вала, постоянную по вели­ чине, независимо от числа оборотов, то и амплитуда этой сину­ соиды должна быть постоянной, независимо от скорости враще­ ния, что и подтверждается экспериментом.

Кривая деформации при приближении к частоте основного резонанса представляет собой наложение двух гармоник: с час­ тотой оборотов и с удвоенной частотой, причем амплитуда вто­ рой гармоники, а также сдвиг фазы между этими гармониками

Огц ' 1\Ч7гц ' Щ15гц ' ЩШц ' Щ97гц ' 15,15гц ' 15,17гц 15,67гц

во вращающейся системе координат составляющая, характери­ зующая обратную прецессию, имеет частоту 2со. Следовательно, с такой же частотой меняется и напряжение а, приведя к уста­ лостным поломкам. Поэтому ввиду усталостных разрушений на­ личие обратной прецессии крайне нежелательно.

Регистрируемые каждым датчиком изменения деформации вала при работе вблизи основного резонанса описываются сле­ дующими выражениями:

для датчика I е, = Л0(со) + At cos(co/ + 1 ^ ) + A2(co)cos(2co/ + ife);

дла датчика II, перпендикулярного датчику I еи = Ло(со) + А\ X X cos(co/ + i|)i) + A2(co)cos(2co/ + ^2)-

Для построения амплитудно-фазовой характеристики дефор­ мации достаточно знать лишь величину постоянных составляю­ щих, поскольку постоянная составляющая представляет собой деформацию волокна от центробежной силы, возникающей из-за дисбаланса, и, следовательно, для построения амплитудно-фазо­ вой характеристики деформации нужно вдоль осей координат отложить величины А0(со) иЛ 0 (со) соответственно.

В дальнейшем п.ри построении амплитудно-фазовых характе­ ристик было бы целесообразно при измерениях деформации от­ фильтровывать переменные составляющие, оставляя лишь посто­ янную, не зависящую от времени.

Для выделения постоянной составляющей на наших осцил­ лограммах был проведен гармонический анализ всех получен­ ных осциллограмм. Амплитудно-фазовые характеристики дефор­

но-фазовые характеристики имеют форму, близкую к окружно­

баланса. Для определения величины неуравновешенности необ­ ходимо произвести второй пуск ротора с заранее известной си­ стемой пробных грузов, расположенной в плоскости дисбаланса. При этом величину дисбаланса определим с помощью формул

(1) или (2). Но в выражение (2) входит форма колебаний, ко­ торая нам не всегда точно известна, особенно если мы рассмат­ риваем ротор на упругих опорах.

Но здесь есть ряд обстоятельств, облегчающих решение этой задачи, так как требуется знание не полной формы колебаний, а лишь значение ее в тех точках ротора, где прикреплена проб­ ная масса. Для балансировки по первой форме достаточно иметь значение Ф п в одной точке, для балансировки по второй фор­ ме — в двух точках и т. д.

Для определения формы колебаний можно снова использо­ вать амплитудно-фазовые характеристики. Действительно, вследствие линейности уравнений получим

Эти выводы находятся в полном соответствии с разработанной теорией.

Результаты гармонического анализа полученных осцилло­ грамм (в качестве примера приведена таблица) позволяют сде­ лать следующие выводы:

1. Амплитуды первой гармоники Аи А[ можно считать прак­ тически постоянными в пределах точности измерений и обработ­ ки результатов, изменение А\ и А[ не превышает 7%. Следова­ тельно, как и предполагалось выше, эта составляющая действи­ тельно вызывает деформацию вала, постоянную по величине не­ зависимо от числа оборотов, и связана с действием силы тя­ жести.