Автобалансирующее устройство
Устройство относится к машиностроению и может быть использовано для автоматической балансировки роторов с вертикальной осью, работающих на частоте вращения значительно больше критической. Изобретение позволяет увеличить емкость и уменьшить массу устройства при неизменных габаритах. Устройство содержит кольцевую полость, размещенные в ней пустотелые корректирующие массы в виде сегментов, а также балансирующую жидкость, которая в исходном состоянии находится в нижней камере. На закритической частоте вращения жидкость под действием центробежных сил поступает в полость, отжимает легкие корректирующие массы к внутренней стенке полости, в результате чего массы самоустанавливаются, компенсируя при этом дисбаланс.
Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована для автоматической балансировки роторов с вертикальной осью, работающих на частоте вращения, значительно больше критической.
Известно маятниковое автобалансирующее устройство для балансировки шлифовального круга. Корпус имеет коническое посадочное отверстие для установки на шпинделе станка. На конце шпинделя выполнено глухое отверстие с установленной в нем осью. На оси установлены два сектора в виде маятников, смонтированных на шарикоподшипниках и выполняющих роль корректирующих масс. Свободный конец оси может скользить в отверстии конической головки валика, на котором жестко установлен фиксирующий диск. Валик скользит в отверстии крышки и имеет рукоятку, при помощи которой осуществляется включение и выключение автобалансирующего устройства (Гусаров А.А. Автобалансирующие устройства прямого действия. М. Наука, 2002, стр.40-41).
Недостатком конструкции является ее сложность, инертность маятников, а из-за расположения корректирующих масс в разных плоскостях возникает дополнительный моментный дисбаланс.
Автоматическое балансирующее устройство для закритической частоты вращения содержит кольцевую полость, размещенные в ней корректирующие массы, выполненные со средним значением плотности менее 1 г/см3 . В качестве жидкости использована ртуть (АС СССР 1310654 Автобалансирующее устройство. Опубл. 15.05.87 Б.И. №18.).
Недостатки устройства - невысокая балансировочная емкость, существующее при работе трение скольжения и наличие лишней неработающей жидкости, влияющей на массогабаритные показатели.
Комбинированное автоматическое балансирующее устройство для закритической частоты вращения, выбранное в качестве прототипа, содержит кольцевую полость, размещенные в ней цилиндрические корректирующие массы, имеющие форму тел вращения и выполненные пустотелыми или из материала малой плотности.
(Гусаров А.А. Автобалансирующие устройства прямого действия. М. Наука, 2002, стр.66-67)
Недостатки устройства - невысокая балансировочная емкость, существующее при работе трение скольжения и наличие лишней неработающей жидкости, влияющей на массогабаритные показатели.
Задачей полезной модели является увеличение емкости и уменьшение массы при обеспечении заданных габаритов устройства.
Технический результат достигается тем, что автобалансирующее устройство для закритической частоты вращения содержит кольцевую полость, заполняемую жидкостью и размещенные в ней корректирующие массы в виде сегментов. Они выполнены пустотелыми или из легких материалов. Сегменты установлены на шариках с возможностью свободного перемещения по окружности в кольцевой полости.
На фиг.1 изображено устройство в разрезе (с правой стороны на закритической частоте вращения, с левой - на докритической).
На фиг.2 - вид сверху.
Автобалансирующее устройство содержит кольцевую полость 1, размещенные в ней пустотелые корректирующие массы 2 в виде сегментов, установленных на шариках 3, свободно расположенных в проточках 4. Балансирующая жидкость 5 в исходном состоянии находится в камере 6. Канал 7 соединяет камеру 5 и полость 1.
Устройство работает следующим образом.
На частотах вращения ниже критических корректирующие массы 2 занимают положение в тяжелой части ротора и увеличивают дисбаланс, а балансирующая жидкость 5 находится в камере 6. При частоте вращения выше критической 
>0 (где 0 - критическая частота вращения) жидкость 5 по каналам 7 под действием центробежных сил заполняет кольцевую полость 1. Она вызывает прижатие корректирующих масс 2, расположенных на легких шариках 3, к внутренней стенке за счет большой разницы в среднем значении плотности между легкими массами и тяжелой жидкостью. При этом корректирующие массы 2 посредством шариков 3, свободно перемещающихся по проточке 4, обкатываются по внутренней стенке полости и занимают автоматически положение, соответствующее уравновешенному состоянию. Центробежные силы от балансировочной жидкости вытесняют корректирующие массы 2 и действуют в направлении оси вращения, компенсируя дисбаланс.
Использование корректирующих масс, выполненных в виде сегментов со средним значением плотности менее 1 г/см3 , позволяет увеличить емкость и уменьшить массу устройства при неизменных его габаритах.
Технический результат достигается тем, что автобалансирующее устройство для закритической частоты вращения содержит кольцевую полость, заполняемую жидкостью и размещенные в ней корректирующие массы в виде сегментов. Они выполнены пустотелыми или из легких материалов. Сегменты установлены на шариках с возможностью свободного перемещения по окружности в кольцевой полости.
Пример конкретного выполнения.
В качестве балансировочной жидкости используют глицерин с плотностью 1,316 г/см3. Пустотелые сегменты вместе с шариками имеют среднюю плотность 0,5 г/см 3. При подобных условиях использования были получены следующие результаты.
В сравнении с прототипом, данное устройство позволяет увеличить емкость устройства приблизительно в 4 раза, а также уменьшить объем камеры и жидкости на 50% (в связи с тем, что часть жидкости не участвует в балансировочном процессе).
Автобалансирующее устройство для закритической частоты вращения, содержащее кольцевую полость, размещенные в ней корректирующие массы и жидкость, отличающееся тем, что корректирующие массы выполнены в виде сегментов, установленных на шариках, с возможностью перемещения по окружности в кольцевой полости.
