ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 235
Скачиваний: 5
амплитуда колебания почвы фундамента достигает 3 мкм даже на значительном удалении от промышленных источников коле баний. Чтобы исключить влияние этих колебаний, все элементы схемы (рис. 1, а) располагают на специальной платформе, и уст
ройство получается стационарным. |
Схему (рис. |
1, б) |
собирают |
на легком основании — устройство |
получается |
портативным. |
|
Теневой метод. Отличительной особенностью схемы |
(рис. 2), |
применяемой при данном методе, является использование в ка честве приемника излучения фотоэлемента с боковым фотоэф фектом. В схеме использован не узкий луч, а широкий. Излуче ние ОКГ направляется на оптическую систему, которая расфо кусирует луч таким образом, чтобы он занимал всю поверхность
ОКГ h
У
Рис. 2. Схема измерения перемещений теневым методом
сприменением ОКГ:
/— исследуемый объект; 2 — фотоприемник; У — усилитель
приемника. При колебаниях исследуемого объекта освещенность в различных точках приемника меняется. Современные прием ники излучения имеют высокую чувствительность. Они позво ляют обнаружить перемещение в несколько микрон. В то же время размеры площадки достигают 20—25 мм, что обеспечи вает возможность замера значительных амплитуд колебаний лопатки.
Голографический метод. Излучение ОКГ с помощью полу прозрачного зеркала расщепляется на две части (рис. 3). Пер вая половина луча, преходя систему зеркал, попадает на при емное устройство, минуя исследуемый объект. Этот луч является опорным. Вторая половина луча направляется на объект, отра зившись от которого, она попадает на приемное устройство. Та ким образом, на приемном устройстве складываются опорный и отраженный от исследуемого объекта лучи. Первое зеркало яв ляется светоделительным. Если в качестве такового использова но многослойное диэлектрическое зеркало, то, поворачивая по следнее, можно в широких пределах менять коэффициент отра жения. Это позволяет устанавливать необходимое соотношение между энергиями опорного и сигнального лучей. Зеркало 5 по зволяет достаточно просто устанавливать оптимальное направ-
ление освещения объекта, зеркало 2 служит для выравнивания путей, проходимых опорным и сигнальным лучами от светоделительного зеркала до приемного устройства. Такое устройство позволяет получать голограмму объекта. Восстановление голо граммы даст объемное изображение объекта. ОКГ работает в импульсном режиме. В такт с импульсным режимом работы осуществляется протяжка кинопленки. При этом возникает эф фект, подобный стробоскопическому, с той лишь разницей, что
Импульсный
ОКГ
Исследуемый
объект
Рис. 3. Схема исследования перемещений голографическим методом с применением ОКГ:
/ — полупрозрачное зеркало; 2, 3, 5 — зеркала; 4 — голограмма (приемное устройство)
восстановленное изображение получается объемным и, следова тельно, мы можем рассмотреть малейшие изгибные и крутящие явления.
Помимо данного «стробоскопического» метода, весьма инте ресен метод получения нескольких голограмм на одной пленке или фотопластине. В этом случае можно наблюдать узлы форм колебаний.
П. А. РАЗНИКОВ
АВТОМАТИЧЕСКАЯ ЭЛЕКТРОННОЛУЧЕВАЯ БАЛАНСИРОВКА МАЛОГАБАРИТНЫХ РОТОРОВ
Непрерывно возрастающие требования к точности уравнове шивания роторов привели к разработке новых методов баланси ровки.
В настоящее время исследована возможность применения электрофизических методов уравновешивания [1—3].
30
Одним из таких методов является метод устранения неурав новешенности ротора с помощью электронного луча.
Процесс удаления материала электронным лучом из зоны его действия физически весьма сложен и строгое математическое описание этого процесса представляет большую трудность. По этому в литературе [4, 7] расчетные соотношения, связывающие количество удаленного вещества с режимом обработки и пара метрами луча, приведены только для режима сублимации. Про цессу обработки материала в режиме выброса мелких частиц
дана |
|
лишь |
качественная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
оценка |
[5, 6, 8]. Экспери |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
ментально |
установлено, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
что |
в |
|
металлах |
наблю |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
дается |
|
явление |
выброса |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
частиц |
|
|
материала |
при |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
удельной |
мощности |
элек |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
тронного |
|
луча |
|
более |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
106 вт/см2; |
причем |
ско |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
рость |
|
удаления |
материа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
ла на 1—2 порядка боль |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
ше по сравнению с режи |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
мом |
сублимации. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Для |
балансировки ро |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
торов |
|
представляют |
инте |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
рес оба режима |
удаления |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
вещества. |
При |
удалении |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
первоначальной |
неурав |
Рис. |
1. |
Блок-схема |
|
автоматической |
элект |
||||||||||
новешенной |
массы |
целе |
роннолучевой |
балансировкі |
малогабарит |
||||||||||||
сообразно |
|
использовать |
|
|
|
ных |
роторов: |
|
|
|
|||||||
режим |
|
выброса |
частиц, |
/ |
— электронно-оптические |
системы; |
|
2 — |
|||||||||
|
блоки |
питания; |
3 — |
блоки |
управления; |
4 — |
|||||||||||
производительность |
кото |
блоки |
измерения |
неуравновешенности; |
5 — |
||||||||||||
рого |
|
для |
неподвижной |
|
|
схема разделения; 6 |
— датчики |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
стальной |
детали |
достига |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
ет 1,5- Ю - 4 |
г за один импульс длительностью |
60 м/сек |
и |
токе |
|||||||||||||
луча |
в импульсе |
50 ма, ускоряющем напряжении |
100 кв |
и диа |
|||||||||||||
метре |
электронного |
луча |
100 мкм. При окончательной |
баланси |
|||||||||||||
ровке |
|
предпочтителен режим сублимации, |
производительность |
||||||||||||||
которого для стальных деталей |
не более 5- 10~6 г |
[6]. |
|
|
|
||||||||||||
Принцип |
работы |
автоматической электроннолучевой |
балан |
сировки малогабаритных роторов можно пояснить с помощью рис. 1. Балансируемый ротор вместе с системой подвеса поме щается в вакуумную камеру и устанавливается так, чтобы ли нии действия электронных лучей находились в соответствующих плоскостях балансировки. Вакуумная камера откачивается до
давления порядка |
5- Ю - 5 мм рт. ст. Ротор |
разгоняется |
до рабо |
чих скоростей. |
|
|
|
Под действием |
неуравновешенных масс ось ротора |
будет со |
|
вершать колебания, которые фиксируются |
датчиками. |
Выделен- |
ные сигналы датчиков, характеризующие величину и фазу не уравновешенной массы в каждой плоскости, запускают элек тронно-оптическую систему в момент прохождения неуравнове шенных масс через линии действия электронных лучей.
Электронный луч, воздействуя на ротор, удаляет часть не уравновешенной массы. После уменьшения неуравновешенности
до значения порога чувствительности системы запуск |
электрон |
но-оптических систем автоматически прекращается. |
|
При автоматической электроннолучевой балансировке, как и |
|
при других методах уравновешивания по замкнутому |
циклу, не- |
Рис. 2. Изменение неуравновешенной массы и си лового воздействия на ротор при автоматической балансировке
уравновешенная масса устраняется равными порциями через равные промежутки времени; причем удаление каждой порции сопровождается некоторым силовым воздействием на ротор. По этому известные уравнения движения неуравновешенного рото ра, установленного на упругих опорах балансировочной машины [1], не могут быть использованы в рассматриваемом случае без учета изменения неуравновешенной массы и силового воздейст вия на ротор в момент удаления.
Закон изменения неуравновешенной массы во времени при
автоматической |
балансировке, |
изображенный графически |
на |
||||
рис. 2, |
а, |
можно |
представить в |
виде двух |
зависимостей m(t) |
= |
|
= mi(t) |
+ |
m2(t), |
0 =g: t < оо, |
графики |
которых показаны HS |
||
рис. 2, |
б и в. Первая |
зависимость mi(t) |
—линейная функция: |
||||
|
|
|
ml(t) |
= mQ—ці, |
( ) < . ' / < |
ос, |
(1) |
где т0 |
— остаточная неуравновешенность |
ротора; |
|
||||
|л— порция |
неуравновешенной массы, удаляемой за один |
||||||
|
оборот |
ротора. |
|
|
|
Вторая зависимость m2(t) |
также линейная, но в точке t — — |
|||||||||||
имеет разрыв: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
со |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
m2 (0 = (i/; |
0 |
< |
t < ~ , |
|
|
(2) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
со |
|
|
|
где со — угловая скорость вращения |
ротора. |
|
|
|
||||||||
Силовое |
воздействие, |
оказываемое на ротор |
при удалении |
|||||||||
каждой |
порции |
неуравновешенной |
массы, |
можно представить |
||||||||
в виде графика |
(рис. 2, г) |
или аналитически: |
|
|
|
|||||||
|
|
|
Я ( 0 = 0; 0 < * < 2 п |
2 л |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
со |
сои |
|
|
(3) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H(t) = H, |
— |
|
— < г < — |
|
|
||||
|
|
|
|
|
со |
|
сога |
со |
|
|
||
где Н — постоянная |
сила, |
приложенная к |
несбалансированной |
|||||||||
|
массе; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
п — часть |
периода, |
в течение |
которого действует |
сила Н. |
||||||||
Функцию |
H(t) в интервале от 0 до + о о разложим |
в ряд |
||||||||||
Фурье: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H(t) |
= — н |
sin |
|
|
|
Ь |
|
) + |
|
||
|
|
|
и |
л |
|
n |
у |
|
2 |
|
/ |
|
+ — |
sin |
|
|
|
|
|
|
|
+ • • • |
I 1 —cos |
X |
|
2л |
п \ |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
/ e . ( » H - P ) _ e - » « » H - 3 > |
\ |
|
н |
, |
4 я |
v |
|
||||
|
X |
|
|
2І |
|
|
) |
|
( 1 — C O S |
X |
|
|
|
^ |
|
|
|
|
у |
2 я V |
л |
/ |
|
||
|
|
|
Х ^ |
|
|
- |
|
|
. . |
. у |
|
(4) |
Используя обозначения, приведенные на рис. 3, и вводя комп лексные переменные <7і = І + іт)о, ?2 = Y + I a > уравнения движе ния ротора [1] можно записать в следующем виде:
|
М |
|
(5) |
|
|
|
|
здесь |
to —угловая скорость вращения ротора; |
|
|
£о и по — координаты центра тяжести ротора |
и подвижных |
||
|
элементов балансировочной машины в неподвижной |
||
|
системе координат |, п, £; |
|
|
а |
и y — углы поворота оси ротора относительно осей | |
и и; |
|
|
/ — момент инерции ротора относительно |
главной |
оси; |
3 Зак . 600 |
33 |