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: 292

Скачиваний: 5

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

8. Суминов В. М., Промыслов

Е.

В., Скворчевский

А. К.,

Кузин Б. Г.

Обработка деталей лучом

лазера.

М.,

изд-во

«Машиностроение»,

1969.

9. Под ред. Б. И. Степанова. Методы расчета

оптических

 

квантовых

генераторов, т. I I . Минск, изд-во «Наука

и техника», 1969.

 

 

 

 

10. Суминов В. М.,

Скворчевский

А. К-,

Кузин

Б.

Г.

Автоматическая

лазерная балансировочная машина

АЛБМ — МАТИ,

Проспект

ВДНХ.

11. Arecchi F. Т., Potenza G., Sona

A. Nuove Cimento,

34,

N

6,

1964.

12.Lazer Focus, June, 1967.

13.UDI — Zeitschrift, 111, N 2, 1969.

14.Takeshi Nagatake, Yoshihiko Ishikawa. Journal of Radio Research Laboratories, July/Sept., 1967.

Г.И. МЛРГОЛИС

СХЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОННЫМ ЛУЧОМ

 

ПРИ АВТОМАТИЧЕСКОЙ БАЛАНСИРОВКЕ

РОТОРОВ

К схемам электроннолучевой балансировки роторов предъяв­

ляются следующие требования:

 

вт/см2.

Концентрация энергии электронного луча не менее 106

Плоскость

вершины

импульса на участке 5

30 • 10~6 сек

в пределах 0,1 %.

 

 

 

Крутизна

переднего фронта 1 -=- 3 • Ю - 6 сек.

 

 

Синхронность подачи импульса электронного луча с напря­

жением датчика дисбаланса ротора.

 

 

Прекращение работы балансировки после достижения фикси­

рованного уровня напряжения датчика.

 

 

Возможность регулирования фазы импульса электронного лу­

ча относительно фазы сигнала датчика дисбаланса на

±60°.

Независимость фазы

импульса электронного луча от

величи­

ны сигнала датчика в пределах 1 : 1000.

Эти требования возможно выполнить в балансировочных ма­

шинах, которые

работают по двум

схемам.

 

П е р в а я с х е м а [1] представляет собой

электронноопти-

ческую систему

с фиксированным

потенциалом

управляющего

электрода и импульсным питанием по ускоряющему напряже­ нию. Блок импульсного питания ускоряющего напряжения уп­ равляется электронной схемой, формирующей сигналы с выхода датчика дисбаланса.

Однако ввиду трудностей в развязке цепи накала катода и получения крутого переднего фронта с плоской вершиной им­ пульса, а также больших потерь преобразования в импульсных трансформаторах эта схема не получила практического приме­ нения.

В т о р а я

с х е м а

(рис. 1)

представляет электроннооптиче-

скую систему

(ЭОС)

с фиксированным

ускоряющим напряжени­

ем и управлением электронным

лучом

по модулятору.

Легкость получения ускоряющего напряжения высокой ста­ бильности до 10~5 [2], малая мощность, расходуемая в цепи уп­ равления, возможность получения импульсов с крутым передним фронтом (1 3) - Ю - 6 сек и плоской вершиной предопределило использование этой схемы.

Принципиально управление ЭОС с модуляцией по управля­ ющему электроду, может быть осуществлено с применением схем с непосредственной связью или развязкой через раздели­ тельный импульсный трансфор­ матор.

Непосредственная связь тре­ бует установки схем управления и формирования электронным лу­ чом под потенциал ускоряющего напряжения 25—60 кв, а также высокочастотной развязки цепи накала катода электроннооптической системы.

Схемы ЭОС с развязкой через разделительный трансформатор (Трі, рис. 2) свободны от указан­ ных недостатков и удовлетворя­ ют требованиям, перечисленным выше.

Фиксация напряжения смеще­ ния через блокирующий конден­ сатор позволяет включить повы­ шающую обмотку импульсного

 

 

Электроннооптическая си-

 

 

с управлением электронным

 

 

лучом

по модулятору:

/

—

электроннооптическая

система;

2

—

источник

ускоряющего

напряже ­

ния;

3 — блок управления; 4 — блок

 

 

формирования

 

разделительного трансформатора непосредственно в цепь моду­ лятора, что решает вопрос высокочастотной развязки.

Смещением рабочей точки ЭОС в область отсечки и подбо­ ром амплитуды импульса вторичной обмотки разделительного трансформатора таким образом, чтобы работать в области на­ сыщения, добиваются изменения величины плоской вершины им­ пульса в пределах (10 150) • 10~6 сек и выше с пульсацией по­ рядка 10-3 - 10-5 (рис, 3).

Большим преимуществом управления по модулятору с разде­ лительным импульсным трансформатором является возмож­ ность использовать промышленную установку А-30605 без зна­ чительных конструктивных изменений. В этой установке блоки управления формирования и управления ЭОС находятся под ну­ левым потенциалом, что облегчает согласование БУ с датчиком дисбаланса.

Поэтому основные работы по проектированию БУ схемы ЭОС велись с учетом использования модуляции на управляющем элек­ троде через разделительный трансформатор.

Схема ЭОС состоит из двух частей: блока формирования и блока управления.

Блок формирования включает в себя преобразователь напря­ жения, формирователь импульсов на управляемом диоде и им­ пульсный трансформатор (см. рис. 2).

* J2I ~ Запуск

Рйс. 2. Схема электроннооптической системы с развязкой через трансфор­ матор

Отличительной особенностью схемы является независимость выходного напряжения формирователя от формы входного на­ пряжения.

Амплитуда выходного напряжения определяется параметра­ ми LC цепи импульсного трансформатора и напряжением пита­ ния преобразователя.

Регулировка ширины импульса электронного луча произво­ дится изменением напряжения смещения модулятора или изме­ нением напряжения питания преобразователя.

Назначение схемы управления блока формирования — выда­ вать управляющий импульс на запуск формирователя, фаза ко­ торого не зависит от величины сигнала датчика дисбаланса, что дает возможность регулировать фазу импульса в пределах ±60°.

Независимость фазы импульса

луча от

величины сигнала

в однотактной схеме возможно осуществить

с применением схем

автоматического

регулирования

усиления

или с применением

делителей входного напряжения с ручным переключением.

Применение

двухтактных схем усилителя позволяет полу­

чить независимость фазы выходного сигнала от величины вход­ ного напряжения, что обуславливает стабильность фазы выход­ ного напряжения относительно напряжения датчика дисбаланса.

Предварительные расчеты показывают, что при применении контуров с добротностью 8—10 для выделения первой гармони­ ки от датчика достаточно усилителя с двумя настроенными кон­ турами LC на рабочую частоту балансировки 500—1000 гц.

По описанной выше схеме были получены на ЭОС импульсы тока до 50—150 ма, при напряжении 15—25 кв с крутизной пе­ реднего фронта (1 -=-3) • Ю - 6 сек и с длительностью плоской вершины (10 -г- 50) • Ю - 6 сек.

ЛИТЕРАТУРА

1.Воробьев А. А. Высоковольтное испытательное оборудование и изме­ рения. М . — Л . , Госэнергоиздат, 1960.

2.Гартнер Е. Электронная стабилизация напряжения электростатических генераторов. Материалы международного колоквиума по физике электро­ статических сил и их применение. М., ВНИИЭМ, 1964.

Л.Н. БЕЛЯНИН

ОСОБЕННОСТИ АВТОМАТИЧЕСКОЙ БАЛАНСИРОВКИ РОТОРОВ ПО ЗАМКНУТОМУ ЦИКЛУ

Использование в балансировочной технике новых физических принципов, позволяющих устранять неуравновешенность без ос­ тановки балансируемого ротора, ставит ряд новых задач, реше­ ние которых необходимо для выработки требований к структуре, параметрам и настройке автоматической балансировочной ма­ шины.

Процесс автоматического уравновешивания рассматривается при непрерывном удалении материала в тяжелом месте, однако выводы будут справедливы и при устранении неуравновешенно­ сти путем добавления материала в легком месте.

Рис. 1. Векторная диаграм­ ма при непрерывном удале­ нии массы

Свяжем с балансируемым ротором (рис. 1) правую систему координат oxyz. Ось ое направим по кинематической оси рото­ ра, а оси ох и оу расположим в плоскости, содержащей центр массы ротора. При этом полагаем, что удаление неуравновешен­ ной массы производится при постоянной угловой скорости вра­ щения ротора Q в точке на поверхности ротора, удаленной от

оси на неизменное расстояние R. Бу­ дем характеризовать неуравновешен­

ность вектором М — mR, где т — ве­ M=M(t) личина неуравновешенной массы, при­

веденной к радиусу удаления R, a R — радиус-вектор. Вектор М может быть повернут относительно оси ох на угол ср, за положительное направление от­ счета которого принято направление вращения ротора.

Пусть у ротора, имеющего в неко­ торый момент времени t неуравнове­ шенность, за промежуток времени dt в точке, смещенной относительно векто­ ра М на угол яр, удаляется масса dm*,

тогда неуравновешенность ротора будет характеризоваться век­

тором M(t

+ dt). Для

треугольника, образованного

векторами

М, dM* и

M(t + dt),

имеем

 

 

M(t + dt) = V М2

+ dM*2 — 2М <iM*costp,

(1)

 

dM*

М

(2)

 

sin do?

sin(180° — tp•—ііф)

 

 

Построим годограф вектора неуравновешенности. В процессе балансировки ротора вектор М непрерывно изменяется на ве­ личину

 

dM = M(t + dt)—M(t).

 

. (3)

Разложив

правую часть выражения (1)

в биномиальный ряд

и ограничиваясь малыми первого порядка, получим

 

 

M(t + dt) = М —

flfAPcosip.

(4)

Учитывая

малость dcp при гр ф 0 из выражения (2)

найдем

 

dM* = ——d(p.

 

(5)

 

sin 1|)

 

 

Приращение модуля вектора М за время dt с учетом выра­ жения (4) и (5) можно представить в виде

Разделяя переменные и интегрируя

в интервале

времени

от О

до і, получим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I n —м—

= — ( Ф — q > o ) c t g i J ) ,

 

 

 

(7)

 

 

М0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

откуда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ф =

Фо — t g i p l n - ^ - .

 

 

 

(8)

Кривая, описываемая уравнением (8), представляет

собой

логарифмическую

спираль

в полярных

координатах. Действи­

тельно, выражению (7) можно придать следующий вид:

 

 

 

 

 

 

М = аег-™,

 

 

 

 

(9)

где а = М0еФаС^;

к = ctg \р.

 

 

 

 

 

случае

спи­

Уравнение (8) справедливо и при гр = 0. В этом

раль вырождается в прямую. Происходит уменьшение

вектора

без поворота.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определим изменение вектора неуравновешенности во вре­

мени. Обозначим

через

р * = —

скорость

удаления

массы.

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

Подставим в выражение

(6) значение

 

 

 

 

 

 

 

dM* =

 

dt

dt = n*R dt,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

тогда

 

dM

= — \i*R cos

 

tydt.

 

 

 

 

 

 

 

 

(10)

Проинтегрировав последнее уравнение, получим закон изме­

нения величины неуравновешенности во времени

 

 

 

 

 

М = М0

— tfcosf | ц * А .

 

 

 

(11)

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

Подставим в уравнение

годографа

(8) величину

М из выра­

жения

(11), тогда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

Ф = Фо — tg^pln(l

 

* i ^ ) j > d / .

 

 

(12)

 

 

 

 

 

 

 

0

о

 

 

 

 

Найдем зависимость скорости устранения неуравновешенно­

сти от угла гр. Разделив

обе части

уравнения

(10)

на

dt,

по­

лучим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

=

— n*#C osip.

 

 

 

(13)

т-~

^

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dm

 

 

то

 

 

 

 

 

 

 

Если обозначить — = ц,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ц. = —n*cos\f).

 

 

 

 

(14)

Смотрите также файлы