Технология МАЛОГАБАРИТНЫХ ГИРОМОТОРОВ

МЕТОДЫ ДИНАМИЧЕСКОЙ БАЛАНСИРОВКИ

Как было показано выше, вращающийся цилиндр может быть уравновешен двумя противовесами, расположенными в двух не­совпадающих плоскостях, перпендикулярных оси вращения. Вы-

Бор места приложения и величины уравновешивающего груза и является задачей динамической балансировки. Все методы динами­ческой балансировки можно свести к двум основным: методу об­хода грузом и методу максимальных отметок.

Чтобы получить более ясное представление о методе динами­ческой балансировки роторов, рассмотрим схему одного из уст­ройств.

На рис. 90 схематически показан уравновешиваемый ротор 1, разделенный по одному из торцов на восемь равных частей. Ротор укреплен на двух упругих подшипниковых опорах 2, изображенных в виде пружин. При уравновешивании одну из опор закрепляют неподвижно, а другую делают качающейся в вертикальной пло­скости.

Метод «обхода грузом»

Уравновешивая по методу «обхода грузом», измеряют при ре­зонансных оборотах ротора амплитуду вибрации не закреплен­ного подшипника и записывают ее. Затем поочередно на каждое пронумерованное деление торца ротора прикрепляют какой-либо - подходящий пробный груз и измеряют при резонансных оборотах амплитуду вибрации, вызванную этим грузом. По результатам за­меров строят график (рис. 89, в), на котором по оси абсцисс откла­дывается развертка торца ротора, а по оси ординат — амплитуда вибрации незакрепленной опоры.

По полученным точкам кривой можно определить величину и положение уравновешивающего груза. Вес груза может быть опре­делен по формуле:

GY=2Ga

'У - --!.<,

Макс "мин

Где Gn — вес пробного груза;

S — амплитуда колебания без пробного груза;

5макс — амплитуда колебания с пробным грузом максимальная;

Sm — амплитуда колебания с пробным грузом минимальная.

Если при подсчитанном по этой формуле грузе, установленном в наиболее низкой точке кривой, результаты уравновешивания окажутся неудовлетворительными, то следует изменить величину и местоположение груза на торце ротора. Если ротор окажется уравновешенным в одной плоскости первой опоры, то закрепляют опору второго торца ротора и производят уравновешивание второй плоскости аналогично первой. Необходимо учитывать, что подоб­ранный уравновешивающий груз Gy второй плоскости вызовет нарушение уравновешенности плоскости первой опоры; для предот­вращения этого нарушения в первой плоскости первой опоры уста­навливают корректировочный груз GK, вес которого компенсирует возможное нарушение уравновешивания в плоскости первой опоры. Корректировочный груз укрепляют диаметрально противоположно грузу, расположенному в плоскости второй опоры; его вес

G=G

УЬ + с'

Установка корректировочного груза GK, в свою очередь, вызо­вет некоторое нарушение уравновешенности плоскости второй опоры; поэтому к уравновешивающему грузу Gy в плоскости вто­рой опоры необходимо прибавить добавочный груз Ga, определя­емый по формуле:

Здесь с — расстояние места приложения уравновешивающего груза от точки второй опоры до торца ротора; ! а — расстояние места приложения уравновешивающего гру­за от первой опоры до торца; b — длина ротора.

Для ускорения балансировки этим методом необходимо воз­можно точнее выбрать пробный груз. Н. В. Колесников на основа­нии измерения амплитуды колебания при числе оборотов, превышаю­щих резонансную частоту, предлагает применять подсчет пробного груза по формуле:

Где G — вес ротора;

Sp — размах колебаний ротора при числе оборотов, превышаю­щих резонансную частоту;

R — радиус установки пробных грузов.

Ротор приводят во вращение с числом оборотов примерно в два раза большим резонансного и измеряют амплитуду колебания сво­бодной опоры. При таком числе оборотов колебания происходят около центра тяжести.

Таким образом, балансировка методом «обхода грузом» состоит из двух стадий: определения положения уравновешивающего груза и определения величины уравновешивающего груза.

Определение неуравновешенности производится замером ам­плитуды вибрации незакрепленной опоры при резонансном числе оборотов, вначале при постоянном пробном уравновешивающем грузе, перемещающемся по окружности ротора, а затем при одном и том же положении уравновешивающего груза, но при его пере­менной величине. При правильно выбранном местоположении и величине груза амплитуда колебания незакрепленной опоры при резонансных оборотах ротора становится минимальной.

Этот метод динамической балансировки, хотя и является трудо­емким, но как более точный, основанный только на измерении максимальных амплитуд вибрации подшипников, нашел широкое распространение при динамической балансировке ротора.

Метод балансировки по «максимальным отметкам»

Динамическая балансировка по методу «максимальных отметок» основана на предположении, что амплитуды вибрации подшипни­ков прямо пропорциональны центробежным силам от неуравнове­шенности, а поэтому изменения этих амплитуд будут пропорцио­нальны величинам вызывающих их грузов. Далее предполагается, что углы сдвигов между направлением максимального прогиба вала ротора и вызывающей его центробежной силой сохраняются • постоянными для различных уравновешивающих грузов при про­чих равных условиях.

При балансировке этим методом цилиндрическую поверхность ротора или свободную от подшипника поверхность шейки покры­вают мелом или краской. Одну опору, как и при балансировке ме­тодом «обхода грузом», жестко закрепляют, а вторая может сво­бодно колебаться в вертикальной плоскости. Затем вращают ро­тор, и во время резонансных оборотов, когда амплитуда незакреп­ленной опоры максимальна, на забеленной поверхности ротора ил» шейки наносят чертилкой отдельные черточки. Средина располо­жения черточек и будет являться местом максимального боя ро­тора при резонансных колебаниях. Отметку средины расположения черточек переносят на торец ротора; там же делают вторую отметку, смещенную на угол, равный 90°, где и устанавливают в плоскости балансировки на поверхности ротора пробный груз из пластилина. Смещение пробного груза по отношению к отметке делают вслед­ствие того, что резонансные колебания имеют сдвиг фазы на угол, равный 90°. Затем вращают ротор при резонансных оборотах и снова делают отметки на том же месте, стерев прежние; если место отметок совпадает, то это означает, что местоположение груза най­дено правильно, но груз взят мал. Груз увеличивают до тех пор, пока на забеленной поверхности или вовсе не будет отдельных чер­точек, или они будут в пределах соответствующих допусков. Отбалансировав одну сторону ротора, жестко закрепляют вторую опору, освобождают первую и аналогично производят балансировку второй стороны ротора.

При балансировке методом «максимальных отметок» необходимо устанавливать, как и при методе «обхода грузом», корректиро­вочный и добавочный грузы для исключения влияния установки уравновешивающего груза на противоположную сторону ротора; это производится теми же методами, что и при балансировке «обхо­дом груза».

Обычно вследствие колебания подвесок амплитуды вибрации не прямо пропорциональны величинам вызывающих их грузов, и углы сдвига между направлением максимального прогиба вала и вызывающей его центробежной силой не являются постоянными. Поэтому балансировка методом «максимальных отметок» иногда не дает удовлетворительных результатов.