 |
|
Регулировка неуравновешенность
При движении механических частей возникают вибрации. Их причина – переменные периодические силы. Вибрацией называют колебания в машинах и механизмах. Колеба ние – действия (движение) обладающее повторяемостью. Если вибрация обусловлена внутренними свойствами механизма, то механизм виброактивен. Внутренняя виброактивность – колебания наводятся внутри механизма, они не оказывают влияние на окружающую среду.
При внешней виброактивности изменение положения механизма приводит к изменению реакции опор. Такой механизм влияет на окружающую среду.
Главная причина виброактивности – неуравновешенность звеньев – состояние, при котором главный момент сил инерции не равен 0. Различают 3 вида неуравновешанности:
1. Статическая – главный вектор сил инерции не равен 0;
2. моментная – главный моент сил инерции не равен 0;
3. динамическая – вектор и момент сил инерции не равен 0.
Звено неуравновешенно, если центр масс движется с ускорением..
Ротор – звено, совершающее вращательное движение и удерживаемое несущими поверхностями в опорах. Если масса ротора распределена вдоль оси вращения, то главная центральная ось инерции совпадает с осью вращения. Если оси не совпадают, то ротор неуравновешен и в его опорах возникнут переменные реакции, вызванные инерционными силами и моментами.
В зависимости от расположения осей есть следующие виды неуравновешенности:
x-x – ось инерции
е- эксцентрисетет <- статическая (радиальный дисбаланс)
s- центр масс <- моментная (Осевой дисбаланс
<- динамическая (осевой и радиальный дисбаланс)
Неуравновешенность определяется геометрией механизма и не зависит от параметров движения.
Дисбаланс – мера статической неуравновешенности, векторная величина, равная произведению неуравновешенной массы на радиус вектора центра этой массы относительно оси. Вектор дисбаланса совпадает с вектором силы инерции
Задача балансировки – определение в выбранных плоскостях величины и угла дисбаланса и размещение в этих плоскостях корректирующих масс. На практике балансировку проводят разными расчетными методами (при конструировании) и в процессе изготовления регулировкой на специальных станках. Это точный и надежный метод, поэтому применяется для ответственных деталей с высокими частотами вращения. Корректировка центра масс осуществляется либо присоединением дополнительных масс, либо срезанием части ротора с тяжелой стороны (фрезерованием, сверлением). Остаточный дисбаланс характеризует качество балансировки. Дисбаланс нормирован по классам точности ГОСТ 22061-76.
Балансировка при различных видах дисбаланса.
Радиальных дисбаланс
При статическом дисбалансе ось инерции параллельна оси вращения, вектор дисбаланса больше 0, момент 0. Нужно установить одну корректирующую массу.
Эксцентриситет противовеса задается из удобства его размещения.
Осевой дисбаланс
Два противовеса на равном расстоянии от центра масс с 2 сторон, лежащих на прямой под обратным углом к вектору дисбаланса.
В этой схеме вектор дисбаланса 0. Момент дисбаланса больше 0. Размещаются две одинаковых массы на равном расстоянии от оси вращения и центра масс S. Массы размещаются так, что бы момент их дисбалансов был по величине равен Mx.
mx и Ex задаются из удобства размещения на роторе. Нужно отметить, что величины Dx не обязательно будут равны. Нужно сохранить центр масс на оси вращения.
Комплексный дисбаланс
Нужны противовесы для сведения оси инерции параллельно оси вращения и устранения радиального дисбаланса.
При комплексном дисбалансе главная ось инерции пересекается с осью вращения не в центре масс и вектор и момент дисбаланса не равны 0. Размещаются 2 балансирующие массы, момент их дисбаланса равен Mp. Расчет этого метода использует формулы двух предыдущих. Величины mx и Ex выбираются из удобства размещения, массу противовесов рассчитывают.
Динамическая балансировка.
Балансировку проводят на балансировочных станках. Они позволяют определить величину дисбаланса и угол тяжелого места. Станки бывают рамного и нерамного типа.
Нерамный станок
Балансируемый ротор устанавливается на подвижные опоры. Под действием дисбаланса возникают колебания платформы при вращении ротора. С платформой жестко связаны постоянные магниты, которые движутся внутри катушек. При колебании магнитов к катушках возникает ЭДС. По величине и фазе которой можно судить о величине дисбаланса. Фотоэлемент считывает угловое положение ротора, может быть заменен на датчик угла.
Плоскости Л и П называют плоскостями коррекции. При наличии дисбаланса только в одной плоскости, возникают одинаковые колебания платформы (это радиальный дисбаланс). Если есть дисбаланс в обеих плоскостях, то сигналы с датчиков смешаны по фазам и различны по амплитудам (это осевой дисбаланс). Для получения данных о конкретных величинах дисбаланса в ЭИБ есть схема на потенциометрах. Для получения дисбаланса П из сигнала датчика П вычитают часть сигнала Л. Необходимо что бы датчики и потенциометры имели одинаковые характеристики (достигается подгонкой при сборке станка).
Величина и фаза сигнала, который нужно вычесть зависит от расположения центра масс ротора и центра настройки станка (подбирается при наладке).
Место дисбаланса определяется фотоголовкой или датчиком угла. При прохождении риски через ФЭ освещенность фоторезистора падает из-за поглощения света меткой на роторе. Падение тока фиксируется и подается синхроимпульс на индикатор. Там будет отображено тяжелое место, которое вычисляется через значение сигнала с датчика в момент синхронизации и его фазу.
Наиболее удобны электрофизические методы балансировки. Лучший из них – лазерный. Луч фокусируется в пятно в несколько мкм которое на ходу выжигает лишнюю массу балансируемого ротора с точностью до тысячных долей. Суть процесса: Луч твердотельного лазера воздействует на ротор, который вращается с контролируемой по тахометру частотой. САУ следит за показаниями датчиков дисбаланса плоскостей коррекции и вычисляет тяжелое место ротора. Когда это место будет проходить мимо лазерной головки, включится лазер и испарит лишнюю массу. Мощность лазера рассчитывается, исходя их величины неуравновешенной массы. Вся балансировка требует несколько импульсов лазера.