Файл: Теория и практика балансировочной техники..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 233

Скачиваний: 5

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

Рис. 1. Внешний вид балансировочной машины ДБН-50

накидного ремня.

Электрические

напряжения,

возникающие

в датчиках, пропорциональны действию на опоры

центробежных

сил от

неуравновешенности

ротора.

Напряжения

основных, пе­

редних

датчиков,

усиленные

и отфильтрованные

электронной

схемой,

поступают

на прибор «величина неуравновешенности».

С помощью потенциометрического устройства исключается вли­ яние сторон, что позволяет производить раздельную баланси­ ровку ротора по левой и правой плоскости исправления.

Место расположения неуравновешенности определяется с по­ мощью строботрона. Чувствительность к измерению углового расположения малых неуравновешенностей повышена на поря­ док за счет применения дополнительного частотно-избиратель­ ного усилителя в цепи строботрона. Дополнительные датчики опор служат для определения правильности обегания вектора неуравновешенности, что указывает на отсутствие относитель­ ных перекосов наружного и внутреннего колец и беговых доро­ жек опорных шарикоподшипников балансируемого ротора и дает возможность оценить качество подшипников и их монтаж [2]. Это возможно сделать вследствие того, что обегающий вектор дисбаланса действует на передний и задний датчики опор в противофазе, а мешающие осевые колебания — в фазе.

Во время уравновешивания каждого ротора, когда величина неуравновешенности приближается к допустимой, необходимо проверить правильность обегания вектора неуравновешенности путем сравнения разности фаз переднего и заднего датчика опор. Для этого следует переключить датчики, включив вместо рабочих передних датчиков дополнительные задние датчики. В тех случаях, когда разность фаз между показаниями передне­ го и заднего датчика какой-либо опоры или обеих опор одно­ временно выйдет за пределы угла 180°±30° и при этом будет наблюдаться разность в показаниях величины дисбаланса от переднего и от заднего датчика,— дальнейшая балансировка ротора нецелесообразна, так как сигнал оборотной частоты по­ мехи от шарикоподшипников превышает полезный сигнал не­ уравновешенности. На таком роторе нужно проверить посадку подшипников или заменить их новыми.

Балансировочная машина ДБН-50 с 1969 г. успешно эксплу­ атируется на одном из электроагрегатных заводов.

ЛИ Т Е Р А Т У РА

1.Бабаджанян П. А., Козлянинов Т. П. и др. Индикаторное устройство для балансировочной машины с двумя неподвижными опорами. Авторское

свидетельство

246898. Опубликовано

20.VI.1969,

Бюллетень № 21.

2. Козлянинов

Т. П., Бондаренко В. И. Особенности балансировки роторов

на радиальных

шариковых подшипниках

при малых

дисбалансах. Сб. «Тео­

рия и практика уравновешивания машин и приборов». Под ред. В. А. Щепе­ тильникова. М., изд-во «Машиностроение», 1970.


#. С. БРОВМАН

ПРОЕКТИРОВАНИЕ БАЛАНСИРОВОЧНЫХ АВТОМАТОВ НА ЗАДАННУЮ ТОЧНОСТЬ И ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ

Рассмотрим производительность двух основных схем автома­ тизации — с устранением дисбаланса при неподвижном роторе (после измерения дисбаланса) и с устранением дисбаланса при

вращающемся роторе

(одновременно с измерением дисбалан­

са) . Принципиальное

отличие этих схем — в величинах доз уст­

ранения дисбаланса. По первой схеме стремятся устранить весь

дисбаланс за один пуск, не только снижают

его в q раз, и тре­

буемая степень уменьшения дисбаланса D достигается за п цик­

лов (пусков):

 

 

 

 

D = q".

(1)

При учете только фазовой ошибки ср

 

2sin

ср

У2 У\—cos

ср

 

2

 

 

и времени уравновешивания

 

 

 

 

 

lg ( 2sin

Для второй схемы характерны постоянные дозы Д и, следова­ тельно, постоянная скорость уравновешивания vy, которая оп­ ределяется допуском на остаточный дисбаланс хк и временем цикла tHi [3]:

 

 

vv

=

Д cos <р

=

хкг

cos ю

 

, . .

 

 

 

 

 

(4)

 

 

 

 

1Ц2

 

' 4 2

 

 

где є =

< 0,2 Ч- 0,5 »

0,3.

 

 

 

 

 

хк

 

 

 

 

 

 

 

 

 

хн

Соответственно

время

уравновешивания от величины

 

 

J.

ХНХК

 

/

F)

1

 

; г \

 

 

ty2

=

 

 

= tu2

 

 

\°)

 

 

"

 

Vy

 

 

є cos ср

 

 

Из выражений

(3)

и

(5)

можно

определить

области

рацио­

нального

применения

той или другой схемы автоматизации:

 

a = hl-=—

 

J U L

l

g P

 

ecoscp

 

(5j

 

 

 

 

^

' D

~ l

' l g ( 2 s i n - ^

'

 

Например, при іці

= ЗО сек,

t42

= 0,1 сек, D = 103 и ф = 10°

с = 300-0,003-0,4 = 0,36 < 1, т.

е. целесообразна

первая

схема,

429



а при D = 102

и

ф =

30° а = 30(Ь0,02-0,92 = 5,5 >

1, т. е. целе­

сообразна вторая

схема.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Первая схема используется при больших

начальных

дисба­

лансах, а вторая — при необходимости

получения

высокой

точ­

 

 

 

ности. В ряде случаев целесообразна

ком­

 

 

 

бинированная

 

система,

 

 

устраняющая

0

 

 

большой

начальный дисбаланс

сверлени­

 

 

 

ем

при неподвижном

роторе,

а

далее

 

 

 

обеспечивающая

прецизионную

баланси­

 

 

 

ровку при вращающемся

роторе.

 

 

 

 

 

 

При

заданных

хн, хк

и

 

скорости

ис­

 

 

 

правления vu

точность

и

 

производитель­

V

 

 

ность системы

автоматически

 

управляе­

Рис. 1. Влияние система­

мого уравновешивания

(САУУ)

при

вра­

щении однозначно

определяются

величи­

тической фазовой ошиб­

ной

фазовой

ошибки

ф.

 

Поскольку ф

ки в односвязной системе

 

автоматического

управ­

обычно состоит из двух составляющих —

ления уравновешива­

постоянной

(систематической)

 

фс

и пере­

нием

 

 

менной

(периодической

или

случайной)

 

 

 

фсл,

оценим

влияние каждой

из них:

 

cos ф =

соз(ф с

+ фС Л ) = cos фс

cos ф с л

— sin ф с

sin ф С Л .

(7)

Применяя к выражению (7) оператор ожидаемого

значения,

т. е. усредняя по множеству ф, и учитывая при этом

симметрич­

ное распределение фСл, что приводит второе слагаемое

 

к нулю,

получим для математического ожидания соэф

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

М(С08ф) = С08фс - М (С05ф с л ) .

 

 

 

 

 

 

 

(8)

Очевидно,

предельная

точность

соответствует

 

нулевой

про­

изводительности,

т. е. М (cos ф) =

0,

что

возможно

 

лишь

при

cos фс = 0, так как для М(со8фС Л )

=

0

необходимо

бесконечно

малое отношение

сигнал/помеха.

Таким

образом,

 

предельная

точность уравновешивания

определяется

только

 

систематичес­

кой фазовой ошибкой фс .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Учитывая влияние фс на основные

параметры

балансировки,

рассмотрим процесс

в односвязной

системе

 

автоматического

уравновешивающего

устройства

(САУУ)

как

непрерывный

(пу­

тем перехода к бесконечно малым дозам: А -> d\ ) в полярных

координатах (рис.

1) с тем,

чтобы получить

явную

зависимость

дисбаланса х от фазовой ошибки ф:

 

 

=

^

или х —

sin ф,

(9)

sin ср

sin dip

йг|)

 

 

откуда скорость вращения вектора дисбаланса d&

dt dt


Известно [3], что скорость уравновешивания

dx

 

 

vv~~£~=vucosф

или dx =—afAcoscp.

(11)

Разделив выражение (11) на соотношение (9) и интегрируя, получим

х = л:н е-с 1 е*-ф.

(12)

Это — уравнение логарифмической спирали, асимптотически стремящейся к началу координат (т. е. к х = 0), а ф — угол ме­ жду вектором х и касательной к его годографу — спирали. При

л

Ф =

спираль вырождается в окружность, а вектор дисбалан­

са вращается со скоростью

 

 

- р »

 

ш у max

^_

Здесь глубокая аналогия с «фазовыми портретами» динами­ ки различных нелинейных динамических систем [1]; причем спи­ раль соответствует устойчивому, но колебательному процессу с «устойчивым фокусом» в начале координат, а вырождение ее в окружность, т. е. предельная точность — «предельному циклу», т. е. неустойчивости.

Рассмотрим точность и производительность двусвязной САУУ с учетом дискретности исправления.

Известно [3], что уже при снижении начальных дисбалансов вдвое — втрое САУУ размещает дисбаланс в одной плоскости. Поэтому представляется логичным рассмотреть плоскую задачу неустойчивости (предельной точности). Будем отсчитывать дис­

балансы х\

и х2 в дискретах

исправления, т.

е. А = 1, и

примем

собственные

передаточные

коэффициенты

аи

— а22 = 1;

тогда

сигналы опор

 

 

 

 

 

 

 

=

+

К2Х2

И Ї/2 = Х2 +

KiXi •

(13)

Неустойчивость, очевидно, наступает, если сигналы опор по­

переменно изменяют

знак

(рис. 2, а), т. е. дисбалансы

х\ и х2

попеременно изменяются на ± 1 дискрету:

 

 

 

 

 

 

х2<к,х,;

 

 

(14)

 

х[ — Х\ I <

к22+1)=

к2х'2;

 

(15)

выражение (13) соответствует первому шагу; (14)второму (штриховая линия на рис. 2, а ) ; третий шаг повторяет первый. Из этих выражений получим предельные значения

(16)