книги / Современные методы и средства балансировки машин и приборов

V

При прохождении центра 02 массы (рис. 4.15) через вертикальную плоскость центр О вращения будет в центре О, цапфы, а при про­ хождении через горизонтальную плоскость центр отклонится от 02 в направлении, противоположном действию паразитной массы. При этом центробежная сила уравновесится силой инерции пара­ зитной массы

где топ — паразитная масса опор.

Датчики балансировочного станка измеряют амплитуду колебаний

Увеличение паразитной массы от 0 до т ведет к росту амплитуды колебаний, т. е. к повышению чувствительности станка. Прямые измерения U выполняются до некоторого предельного значения AU. Тогда точность балансировки на станке определяется как

есг — ДС/(1 — топ!т)

и зависит от соотношения вращающейся массы и паразитной. В об­

опор и меняется характер движения. Нетрудно получить оптимальные соотношения между паразитными массами опор станка. Наиболее простой способ — подбор масс подшипников с установлением допол­ нительных грузов на опоры.

Допустимые дисбалансы роторов на газостатнческих подшипни­ ках близки к порогу чувствительности, поэтому уменьшение отно­ шения шум/полезиый сигнал путем регулирования режимов работы

И малые потери мощности, а также ряд преимуществ, вытекающих из особенностей газовой смазки.

Использование упорных газостатических подшипников в устрой­ ствах с вертикальной осью вращения для статической .балансировки в динамическом режиме исключает влияние силы тяжести детали на зарезонансную подвеску шпинделя, что значительно расширяет ди­ апазон масс балансируемых деталей, а в сочетании с преимуществами газовой смазки повышает чувствительность и точность балансировки.

Режим работы газового шпинделя с ленточным (ременным) при­ водом (рис. 4.18, о) соответствует режиму работы зарезонансного станка. В этом случае можно использовать серийную аппаратуру и методику низкочастотной балансировки. При наличии осевого при­ вода с гибким валом отпадает необходимость в радиальных подшип­ никах и подвеске шпинделя (рис. 4.18, б). Шпиндель с газостатиче­ скими подшипниками вырождается в подпятник, вращающийся в закритической области. Перемещения шпинделя с неуравновешен­ ной деталью измеряются бесконтактными датчиками.

Для балансировки используют газостатические подшипники (радиальные и осевые) грузоподъемностью 600, 900, 3000 Н с диамет­ рами соответственно 50, 150, 300 мм.

Глава 5

СТАТИЧЕСКАЯ И ДИНАМИЧЕСКАЯ БАЛАНСИРОВКА РОТОРОВ В ПРИБОРОСТРОЕНИИ

5.1. БАЛАНСИРОВКА ПОПЛАВКОВЫХ ЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

(P. М. Гоцеридзе, П. В. Сыроватченко)

Параметры неуравновешенности поплавковых чувствительных элементов [34]. Параметрами неуравновешенности поплавковых чувствительных элементов (ПЧЭ) являются:

главный момент дисбалансов относительно оси Z подвеса поплавка

Мст = Gpoz+ Ррр2,

где G и Р — сила тяжести ПЧЭ и выталкивающая сила, действую­

трех параметров его неуравновешенности меньше или равны их допустимым значениям ТМСТ, T (AG), ТМпиф.

Методы и средства для балансировки ПЧЭ. Так как поплавки вращаются с малыми угловыми скоростями и у них незначительны плавучесть и момент дифферента, то относительно оси подвеса их балансируют только статически.

Технологический процесс балансировки ПЧЭ состоит из следую­ щих операций: 1) статической балансировки на воздухе с целью совместить центр масс поплавка с его осью подвеса; 2) балансировки в жидкости, при которой устраняются М сл, ÀG и Л4ДПф; 3) балан­ сировки поплавка в собранном приборе.

Для балансировки ПЧЭ в жидкости в конструкциях предусматри­

в радиальном направлении следующими способами: 1) перемещением винтов с помощью специальных ключей, встроенных в корпус при­ бора через переходную вакуум-плотную втулку и заменяемых после

P

Рис. 5.1. Схема сил, действующих на ПЧЭ

балансировки заглушками; 2) перемещением постоянного магнита в ампулах с легкоплавким сплавом, в которых расплавление сплава и перемещение магнита осуществляется с помощью обмоток, намо­ танных встречно на корпусе ампул и создающих магнитодвижущую силу в нужном направлении; 3) перемещением центра масс электро­ литических элементов за счет процесса электролиза.

Для балансировки ПЧЭ относительно оси его подвеса применяют балансировочные станки, позволяющие измерять значение и на­ правление уМсг; специальные ванны для балансировки свободного поплавка в жидкости; станки с технологическими центрами; станки рычажного типа; станки рамочного типа (с керновыми опорами, с уп­ ругими ленточными подвесами); центрифуга; станки с технологиче­ ским корпусом.

Для определения ДО и МД11ф применяют балансировочные стан­ ки, содержащие специальные ванны; станки рамочного типа с кер­ новыми опорами; станки с датчиками силы (механическими, электро­ механическими, тензометрическими); станки рычажного типа.

В собранном приборе устранение ДО осуществляется с помощью изменения температуры поддерживающей жидкости, вызывающей изменение ее плотности.

Методика измерения Мст, ДО и М;[Иф на универсальном балан­ сировочном станке с магнитным подвесом. Принцип действия уни­ версального балансировочного станка (УБС) основан на использо­ вании центрирующих элементов магнитного подвеса как прецизион­ ных опор при измерении Мсти как датчиков силы при измерении ДО и уИдПф. Таким образом, на УБС можно определять все три пара­ метра неуравновешенности ПЧЭ [34].

Технологический процесс балансировки поплавка в жидкости при его сборке содержит следующие операции:

1) грубую балансировку по УИСТ путем подбора масс и установки грузов У, 2, 3 и 4 (см. рис. 5.1), в то время как шайбы 5 и 6 либо еще не установлены, либо установлены технологические дифферент-

Рис. 5.3. Схема Подвеса:

1 — якорь РЭМДС1 ; 2 — рамка; 3 — Fu2 поплавок; 4 — якорь РЭМДС2

Измерение AG и Mmb на балансировочном станке. Ре­ зонансные электромагнитные датчики сил РЭМДС1 и РЭМДС2 при измерениях на

балансировочном станке используют и как опоры без сухого тре­ ния, и как измерительные установки, позволяющие определять усилия, приложенные к их якорям (рис. 5.3).

При измерениях определяют радиальные центрирующие силы датчиков РЭМДС1 и РЭМДС2, соответствующие дисбалансы рамки

ков 1Х и / 3 в обмотках противоположных полюсов датчиков РЭМДС1

потоков CDj и Ф2 в полюсах (или их разность ДФ) и действующее значение напряжения Urj между средними точками резонансных контуров противоположных полюсов.

где Ь„у и Ь„о — плечи сил Рц1 и Рц2 относительно оси X, т. е. расстояния от центра симметрии ПЧЭ до плоскостей симметрии РЭМДС1 и РЭМДС2.

При Lui = Ln2 - Ln

Как указывалось, устранение AG и Мтф осуществляется под­ бором масс дифферентных шайб 5 и 6 (см. рис. 5.1) либо путем ра­ диального съема или наращивания металла, либо путем съема или наращивания металла по торцу шайбы.