Способ уравновешивания роторов

 

.t г, 1

E. л: у:.. о

О П И С А Н И Е 386300

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 11 VII.1969 (№ 1349648/25-28) М. Кл. G Olm 1/24 с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 14.Ч1.1973. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 20.IX.1973

Комитет по делам иаобретеиий H открытий ори Совете ваинистров

СССР

УДК 620.1.05:531.24 (088.8) Автор изобретения

Заявитель

А. И. Максименко

Московский ордена Ленина авиационный институт им. Серго Срджоникидзе

СПОСОБ УРАВНОВЕШИВАНИЯ РОТОРОВ

Изобретение относится к общему машиностроению, а именно к способам уравновешивания роторов.

Известен способ уравновешивания роторов, заключающийся в том, что на балансировочном станке определяют величину и угловую координату неуравновешенности ротора как жесткого тела н устанавливают на ротор балансирующие грузы.

Однако известным способом трудно получить высокое качество уравновешенности роторов, работающих на скорости, при которой проявляется их гибкость.

По предлагаемому способу по найденным значениям величины и угловой координаты неуравновешенности одним из известных способов определяют величины и направления смещения главной центральной оси инерции ротора по отношению к оси вращения в плоскостях центров масс отдельных участков ротора и устанавливают в этих плоскостях балансирующие грузы, компенсирующие эти смешения.

Это повышает качество уравновешенности роторов, работающих на скорости, при которой проявляется их гибкость.

На фиг. 1 изображена схема, взаимного положения оси вращения и главной центральной оси инерции ротора, где

Р— плоскость главного вектора;

М вЂ” плоскость главного момента;

0 — 0 — ось вращения;

0 — 0> — главная центральная ось инерции

5 ротора;

Otp — От и Отлт — Отлт — проекции 0 — 0i на плоскости P и М; ч угол между 0 — О и Отлт — Отлт, ео; — смещение центра i-той массы ротора

10 от оси вращения;

eo, — смещение центра i-той массы ротора от главной центральной оси .инерции ротора; еоо,т — расстояние между осями 0 — О и

О,— О, в плоскости, проходящей через центр

i — и массы перпендикулярно оси 0-0; ео,; — смещение центра i-той массы ротора от главной центральной оси инерции при совпадении ее с осью вращения;

c — центр i-той массы ротора;

jJ — угол междуео,t и ео, .

На фиг. 2 изображена векторная диаграмма, поясняющая предлагаемый способ, где

Rz u Rn — векторы уравновешивающих сил

25 в плоскостях приведения 1 и II;

P и М вЂ” координатные оси, являющиеся следами плоскостей P и М на плоскость, перпендикулярную оси вращения; е 1 ... е о смещения центров масс ротора от

30 нейтрального положения:

I е,щ и ep — проекции векторов er —, е2 на координатные оси.

Теоретическая основа предлагаемого способа вытекает из анализа уравнений уравновешенного ротора.

П о;+%+Rrr =О, ПИог + Мг + Мп — 0, где Роь Мо oi = -"Моо,i + -Мо, где Ро, и Мо, — центробежная сила,,вызванная смещением центра i-й массы от оси

О,— О и момент ее относительно центра массы ротора;

Роо;. и M оо,i — центробежная сила, вызванная смещением оси 01 — О от оси Π— О и момент относительно центра массы ротора.

Действительно, из фиг. 1 видно, что

eoi = eoo,i + ео,i, (3) — суммы центробежных сил и их моментов относительно центра массы ротора;

Rr, Rrr и М, Msi — уравновешивающие силы н плоскостях приведения 1 и 11 и их моменты относительно центра массы ротора.

Достаточно просто доказывается, что Pgi XPgg,;+ >Pg,г, (2) 3863ОО

Если плоскость приведения 1 на расстоянии b, а плоскость приведения II на расстоянии а от центра масс ротора, то

Мг — — Rr.b, Мп= — Рп а, тогда

М вЂ”. — (R,Ь+Япа) = — а (Rrr — — Rr) . а j

Строят координатную систему с осями P и М (фиг, 2), принимая за положительное направление вектора

Rs = Rr + Rrr и Рл1: Яп Rr а

Эти оси являются следами плоскостей главного вектора и главного момента на,плоскости, проведенной через центр масс ротора перпендикулярно оси вращения. Точка 0 — след вращения. Определяют в данной координатной системе положение главной центральной оси инерции ротора.

Проекции еоо, на оси P и М обозначаются как ер;, equi,. В плоскости P

rOliЕр Ю: тс Е .О> ) 2 2 (7) 25 трр :о + Rs = О, (6) поскольку оси 0» — О р и О, — О, параллельны.

- Согласно теореме о сложении параллельных

Так как а для реальных роторов не превышает нескольких минут и Р<а, то можно счи— 1 тать: eo,< = eo,i . Поскольку Ро;=т;ггРео; то учитывая (3) можно получить Por=Poo,i+

+ Ро,i, .,как известно

-Ро,i — — О, ЕМо,i = О, (4) Расположение эксцентриситетов масс ротора около оси О> — О является нейтральным.

С учетом (4) и (2) зависимость (1) принимает вид

Иoo,i+Rr+Rir =0, Моо, +М1 +Мп =0, (5) М = Моо,г = — (Мг + Мп). т. е. неуравновешенность ротора как твердого тел а возникла в результате смещения оси

0 — О от оси О, — Оь Следовательно, уравновешивать нужно в плоскости каждого диска центробежные силы, вызванные именно этим смещением.

Такое решение позволяет сохранить оптимальную (нейтральную) систему внутренних сил и моментов на роторе. Одно из возможных графо-аналитических, решений зависимости (5) заключается в следующем.

Главный вектор P и главный момент М центробежньгх сил, действующих на ротор представлены как:

Р = choo,i = — (Rr + Rrr), где тс — масса ротора, ее — смещение ее центра относительно

35 оси вращения. После подставки (7) в (6): е„=— (8)

В плоскости М (фиг. 1) величина е ; нахо4О дится из уравнения моментов

Ет,е,а l, = — Ям а, и геометрической зависимости

45 е, = litga, где l; — расстояние от центра массы ротора до е оо,;, тогда — R, .а 1;

50 ела =- 2 °

ui2Zn1iri (9) Зависимости (8) и (9) позволяют найти еоо,i т. е. положение главной центральной оси инерции ротора относительно оси вращения.

Принимая

f — е,=е„и — е д — е,„, ° строят необходимые для уравновешивания в е ктоp br:

f 1 Г е =ер+е „.

Практическую реализацию предлагаемого способа осуществляют в следующей последоза65 тел ьности:

386360

1. Находят для ротора уравновешивающие массы т и тц в плоскостях приведения 1 и

II известным путем.

2. Строят векторную диаграмму из

Rr = mar,, Rn — тц гц, b

Ri Ri + Rir R Rrr Ri а где rg u гп радиусы постановки т и тп.

3. Подсчитывают величины

Rp ер—

mc м а l

1 е

Xm;li

2 — м а.4 рмл—

Zmil где тс — масса ротора, 4 и 4 — расстояния от центра масс первого и последнего дисков до центра масс ротора.

4. Откладывают на векторной диаграмме в определенном масштабе: е — IIQ направлению Rp.

e i — по направлению проекции Ri на ось М, е м — по направлению проекции Кц на ось М и строят:

1 / f I

ei = e + e „e = е+ е„

5. Концы векторов е 1 и е >, соединяют прямой и делят íà k частей, пропорционально расстояниям между центрами масс дисков ротора. Соединив отрезки прямой с началом координат, получают все искомые К векторов.

6. Подсчитывают уравновешивающие массы m„; (i=I, 2, ... k) для установки балан5 сирующих грузов:

Г

m;. ei т,,=г,,i установки балансирующих где r„; — радиус

10 грузов.

7. Устанавливают балансирующие грузы с массой m„; на ротор. Место установки определяют по углу у=(е,, Rz) или у= (е ;, Лп) на векторной диаграмме.

Предмет изобретения

Способ уравновешивания роторов, заключающийся в том, что на балансировочном стан20 ке определяют величину и угловую координат неуравновешенности ротора как жесткого тела и устанавливают на ротор балансирующие грузы, отличающийся тем, что, с целью повышения качества уравновешенно25 сти роторов, работающих на скорости, при которой проявляется их гибкость, по найденным значениям величины и угловой координаты неуравновешенности одним из известных способов определяют величины и направ30 ления смещения главной центральной оси инерции ротора по отношению к оси вращения в плоскостях центров масс отдельных участков ротора и устанавливают в этих плоскостях балансирующие грузы, компенси35 рующие эти смещения.

38630»0 о, Редактор Л. Василькова

Заказ 2398/10 Изд. № 1637 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель О. Строганов

Техред Л. Богданова

Корректоры; В, Федулова и Н. Аук