Файл: Теория и практика балансировочной техники..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 235

Скачиваний: 5

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

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

п \

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/ e . ( » H - P ) _ e - » « » H - 3 >

\

 

н

,

4 я

v

 

 

X

 

 

 

 

)

 

( 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