ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 311
Скачиваний: 5
при вертикальном положении оси вращения с тем, чтобы устра нить действие знакопеременных нагрузок от массы тела [1].
Аппаратура |
разрабатываемых балансировочных |
|
устройств |
|||||
должна обеспечивать измерение больших начальных |
|
неуравно- |
||||||
вешенностей изделия с |
малыми |
погрешностями по |
величине и |
|||||
месту, |
а само |
балансировочное |
устройство — обеспечивать |
|||||
доступ к балансируемому |
изделию. |
|
|
|
||||
Рассмотрим |
варианты |
схем |
(рис. |
2) некоторых |
балансиро |
|||
вочных |
устройств. Недостатком |
схем |
(рис. 2, а, б) |
с |
горизон |
|||
тальным |
положением |
оси вращения |
балансируемого |
изделия |
||||
( |
|
2 |
|
|
1 |
2 |
|
|
Рис. 2. Варианты ус тановки КЛ аппара та на рабочий орган балансировочного устройства:
|
/ |
— балансируемый |
ап |
||
|
парат; |
2 |
— б а з и р у ю щ е е |
||
|
кольцо; 3 — подшипни |
||||
|
ковая |
опора; 4 — |
Кар |
||
ее |
|
|
|
, |
|
0j |
2^ |
к а с |
с |
ц а п ф а м и |
|
является возникновение нежелательных прогибов изделия и его нежестких элементов от действия сил тяжести. Применение схем, показанных на рис. 2, а и в, ограничивает доступ к балан сируемому изделию. Наиболее целесообразна схема (рис. 2, г), которая достаточно полно отвечает условиям уравновешивания аппаратов типа «Спутник», имеющих нежесткие элементы и большие габариты по диаметру.
Схема, |
показанная на |
рис. 2, г, конструктивно основывается |
на схеме |
вертикальных |
балансировочных станков МВТУ |
им. Баумана [2]. Однако эти станки предназначены для стати ческой балансировки в динамическом режиме и в принципе непригодны для динамической балансировки.
Рассмотрим схемы балансировочных устройств и соответ ствующие методы динамической балансировки аппаратов типа «Спутник», имеющие общей основой — фиксацию одной из точек оси стабилизации изделия на вертикальной оси вращения, а так-
же — измерение неуравновешенности как постоянной величины вращающейся совместно с балансируемым аппаратом системы.
Выбор такого принципа позволяет отказаться от обычного метода измерения величины и места неуравновешенности по амплитуде и фазе колебаний опор вращающегося изделия, не обеспечивающего точного определения места неуравновешен ности. Погрешности при определении места неуравновешенно сти на лучших современных балансировочных станках состав ляют 5—1 угловых градусов и более.
Рис. 3. Схемы устройств для уравновешивания КЛ |
аппаратов |
с одной сте |
||
|
пенью свободы: |
|
|
|
/ — балансируемый аппарат; |
2 — платформа; |
3 — опора |
в точке; |
4 — шпиндель; |
5 |
— жесткий датчик |
усилия |
|
|
На рис. 3 показана одна из схем для уравновешивания космических летательных аппаратов. Двумя опорами являются датчики, а третьей опорой — центральная точка О подвеса платформы, воспринимающая основную массу балансируемого изделия с пренебрежимо малым моментом трения.
Для этой схемы, применив метод кинетостатики и выразив равенство нулю главного момента относительно неподвижной точки О подвеса всех внешних сил, сил инерции и реакций, можно получить два уравнения статики и три уравнения кине тостатики (уравнения моментов сил, действующих при непод вижном и вращающемся шпинделе балансировочного устрой ства) :
|
Gy |
•Шис |
= 0; |
|
(la) |
|
Gx- •lNxe |
= 0; |
J |
||
|
|
||||
G„H |
иyz |
-IN Уд' |
|
= 0: |
|
Gx + — toL — Ш х д — J угг |
+ Jzxa2 = 0; |
(16) |
|||
|
8 |
|
|
|
|
^im(Fi)-Jze |
= 0, |
где |
G — вес балансируемого изделия; |
|
|
|
|
||||
х, у, z |
— координаты центра массы изделия; |
|
|
|
|||||
Nxc, |
Nyc |
— статические реакции опор (усилия, |
воспринимае |
||||||
|
|
мые датчиками), располагаемых по осям коорди |
|||||||
NXd, |
|
нат Ох и Оу соответственно; |
|
|
|
|
|||
JVJ/9 — соответствующие |
динамические |
реакции |
опор; |
||||||
со, є — угловая |
скорость |
и угловое |
ускорение |
балансируе |
|||||
|
Jz |
мого изделия; |
|
|
|
|
|
|
|
|
— момент |
инерции |
платформы |
с изделием |
относи |
||||
|
|
тельно оси вращения; |
|
|
|
|
|||
Jyz, |
Jzx — центробежные |
моменты инерции |
изделия, |
выра |
|||||
|
|
жающие |
его |
динамическую |
неуравновешенность |
||||
относительно оси;
/— расстояние от оси вращения до опоры.
Встатике для неуравновешенного изделия (х Ф 0; уф 0) момент статической неуравновешенности можно определить из уравнений
Mc |
= GVx2 + y2; |
) |
|
, |
(2) |
MC |
= V Nlc + Nlc, j |
|
а место неуравновешенности — из соотношения |
||
„ = a r c c t g - ^ . |
(3) |
|
Отсчитывая угол а |
по градусной |
шкале платформы от |
штока одного датчика ко второму, можно весьма точно опре
делить проходящую через ось шпинделя |
вертикальную |
плос |
||||||||
кость / — /, в которой следует |
установить |
уравновешивающий |
||||||||
груз |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
• J |
N2xc |
+ |
N2l |
, |
|
|
(4) |
|
|
|
G,= У |
|
г |
|
|
|
||
где г — расстояние |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
от |
конструктивной |
оси |
изделия до центра |
|||||||
|
массы уравновешивающего |
груза. |
|
(х — у = |
|
|||||
При статически |
уравновешенном |
изделии |
0) и |
|||||||
при |
установившемся |
режиме |
динамической |
балансировки |
||||||
(со = |
const; є = 0) уравнения |
(16) примут вид |
|
|
||||||
//Vy a -Vo2 = 0;
ш , а - / г х = о .
Из этих уравнений достаточно просто определить динами ческую неуравновешенность изделия, так как произведения /yZ'C02; /z x co2 — это проекции вектора момента пары сил динами ческой неуравновешенности изделия на оси координат Ох и Оу соответственно (рис. 2, а) .
Центробежный момент |
в |
плоскости / — / неуравновешенных |
||||
масс равен |
|
|
|
|
|
|
|
Jxz- |
|
|
• |
|
(5) |
Место динамической неуравновешенности или положение |
||||||
плоскости / — / определится из выражения |
|
|
||||
|
а = arcctg-^sL. |
|
|
(6) |
||
Из уравнения |
(5) получим |
формулу |
для подсчета веса |
урав |
||
новешивающих грузов при динамической |
балансировке |
|
||||
|
G 2 = |
|
— |
, |
|
(7) |
где г], Л] — соответственно |
расстояние |
от |
оси вращения |
изде |
||
лия |
до уравновешивающих |
грузов и расстояние |
||||
между плоскостями исправления; |
|
|||||
g — ускорение силы тяжести. |
|
|
|
|||
•ЛИТЕРАТУРА
1. Левит М. Е. Теория и практика уравновешивания турбомашин. Сб. «Уравновешивание машин и приборов». Под ред. проф. В. А. Щепетильнико ва. М., изд-во «Машиностроение», 1965.
2. Павлов Б. В. Вертикальные балансировочные станки. М., Машгиз, 1963.
3.Проблемы ориентации искусственных спутников Земли. Пер. с англ. Под ред. С. Ф. Сингер. М., изд-во «Наука», 1966.
4.Пузицкий А. Б. Стабилизация спутников вращением. «Авиация и кос монавтика», 1969, № 1.
