RU131485U1 - AUTOMATED SOFTWARE AND HARDWARE COMPLEX WITH HORIZONTAL ROTATION AXIS FOR COMPLETE BALANCING OF ROTATION BODIES - Google Patents

Abstract

Автоматизированный программно-аппаратный комплекс с горизонтальной осью вращения для комплексной балансировки тел вращения, включающий: основание; средство базирования исследуемого тела вращения; главный привод, включающий электродвигатель, кинематически связанный с исследуемым телом вращения посредством ременной передачи; виброизмерительную систему, включающую датчики вибраций; а также систему управления, отличающийся тем, что основание представляет собой полую несущую конструкцию каркасного типа, в полости которой размещены виброизмерительный прибор, блок питания и частотно-регулируемый преобразователь с коммутационной аппаратурой, на боковой стороне основания закреплен кронштейн для установки упомянутой системы управления, основание установлено на независимо регулируемых по вертикали опорах, а на верхней плоскости основания установлены жестко закрепленные винтовые опоры, функционально являющиеся средством крепления горизонтальных направляющих для монтажа соответствующих элементов упомянутого средства базирования; средство базирования содержит установленные на упомянутых горизонтальных направляющих основания две вертикальные, установленные с возможностью независимого горизонтального перемещения по направляющим с последующей фиксацией в заданном положении опорные стойки, на каждой из которых посредством вертушки и качалки установлен опорный роликовый блок, каждая стойка состоит из неподвижного корпуса, на котором базируются регулируемая по высоте вертушка и подвижная в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, одна из которых перпендикулярна оси вращения, качалка в виде подAutomated software and hardware complex with a horizontal axis of rotation for the complex balancing of bodies of revolution, including: base; means of basing the investigated body of rotation; the main drive, including an electric motor, kinematically connected with the investigated body of rotation by means of a belt drive; vibration measuring system, including vibration sensors; as well as a control system, characterized in that the base is a hollow supporting structure of a frame type, in the cavity of which a vibration measuring device, a power supply unit and a frequency-adjustable converter with switching equipment are placed, an arm for installing the said control system is fixed on the side of the base, the base is installed on independently vertically adjustable supports, and on the upper plane of the base, rigidly fixed screw supports are installed that are functionally medium Twomey horizontal mounting rails for mounting corresponding elements of said basing means; the base means comprises two vertical bases mounted on said horizontal guides, which are mounted with the possibility of independent horizontal movement along the guides with subsequent fixation in a predetermined position of the support racks, on each of which a support roller block is installed by means of a turntable and a rocker, each rack consists of a fixed casing, which is based on a height-adjustable turntable and movable in two mutually perpendicular planes, one of which is perpendicular on the axis of rotation, as a rocking

Description

Полезная модель относится к балансировочным средствам диагностики, а именно, к устройствам с горизонтальной осью вращения и может быть использована для статической и динамической (комплексной) балансировки тел вращения - роторов (в том числе, шпинделей станков), конструкция которых позволяет производить диагностику и балансировку как в дорезонансном, так и в зарезонансном режиме эксплуатации.The utility model relates to balancing diagnostic tools, namely, devices with a horizontal axis of rotation and can be used for static and dynamic (complex) balancing of rotation bodies - rotors (including machine spindles), the design of which allows diagnostics and balancing as in the pre-resonance and in-resonance operation mode.

Комплекс позволяет производить статическую и динамическую балансировку роторов высокоскоростных шпинделей массой до 100 кг.The complex allows static and dynamic balancing of rotors of high-speed spindles weighing up to 100 kg.

Таким образом, комплекс для статической и динамической балансировки тел вращения - жестких роторов, в т.ч., высокоскоростных шпинделей, обеспечивает оценку качества изготовления и балансировки путем анализа значимых амплитуд виброскорости и виброускорения спектра механических колебаний во всем рабочем диапазоне частот их вращения.Thus, the complex for static and dynamic balancing of bodies of revolution - rigid rotors, including high-speed spindles, provides an assessment of the quality of manufacturing and balancing by analyzing significant amplitudes of vibration velocity and vibration acceleration of the spectrum of mechanical vibrations in the entire operating range of frequencies of their rotation.

Из уровня техники известен автоматизированный программно-аппаратный комплекс с горизонтальной осью вращения для комплексной балансировки тел вращения, включающий: основание; средство базирования исследуемого тела вращения; главный привод, включающий двигатель, кинематически связанный с исследуемым телом вращения посредством ременной передачи; виброизмерительную систему, включающую датчики вибраций; а также систему управления (SU 729458 А1 25.04.1980).The prior art automated software and hardware complex with a horizontal axis of rotation for the complex balancing of bodies of revolution, including: base; means of basing the investigated body of rotation; the main drive, including the engine, kinematically connected with the investigated body of rotation by means of a belt drive; vibration measuring system, including vibration sensors; as well as a control system (SU 729458 A1 04/25/1980).

К недостаткам данного известного из уровня техники комплекса следует отнести относительно невысокую точность балансировки.The disadvantages of this known from the prior art complex should include a relatively low accuracy of balancing.

В основу заявленного изобретения была положена задача создания таких механических и оптоэлектронных частей программно-аппаратного комплекса посредством которых обеспечивается статическая и динамическая (комплексная) балансировка тел вращения - роторов (в том числе, шпинделей станков), как в дорезонансном, так и в зарезонансном режиме эксплуатации.The claimed invention was based on the task of creating such mechanical and optoelectronic parts of a software and hardware complex by which static and dynamic (complex) balancing of rotation bodies - rotors (including machine spindles) is ensured, both in the pre-resonant and out-of-resonance modes of operation .

Технический результат - повышение точности балансировки как непосредственно диагностируемых тел вращения, так и непосредственно изделий, изготавливаемых с использованием данных тел, например, высокоскоростных шпинделей прецизионных металлорежущих станков.EFFECT: increased accuracy of balancing of both directly diagnosed rotation bodies and directly products made using these bodies, for example, high-speed spindles of precision metal-cutting machines.

Поставленный технический результат достигается посредством того, что в заявленном автоматизированном программно-аппаратном комплексе с горизонтальной осью вращения для комплексной балансировки тел вращения, включающем: основание; средство базирования исследуемого тела вращения; главный привод, включающий двигатель, кинематически связанный с исследуемым телом вращения посредством ременной передачи; виброизмерительную систему, включающую датчики вибраций; а также систему управления, согласно полезной модели, основание представляет собой полую несущую конструкцию каркасного типа, в полости которой размещены виброизмерительный прибор, блок питания и частотно-регулируемый преобразователь с коммутационной аппаратурой, на боковой стороне основания закреплен кронштейн для установки упомянутой системы управления, основание установлено на независимо регулируемых по вертикали опорах, а на верхней плоскости основания установлены жестко закрепленные винтовые опоры, функционально являющиеся средством крепления горизонтальных направляющих для монтажа соответствующих элементов упомянутого средства базирования; средство базирования содержит установленные на упомянутых горизонтальных направляющих основания две вертикальные, установленные с возможностью независимого горизонтального перемещения по направляющим с последующей фиксацией в заданном положении, опорные стойки, на каждой из которых посредством вертушки и качалки установлен опорный роликовый блок, каждая стойка состоит из неподвижного корпуса, на котором базируются регулируемая по высоте вертушка и подвижная в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, одна из которых перпендикулярна оси вращения, качалка в виде подвески маятникового типа, функционально являющаяся базовым элементом для установки непосредственно роликового блока в виде игольчатого подшипника, функционально являющегося средством самоустановки исследуемого тела вращения, кроме того, средство базирования оснащено ограничителями осевого перемещения исследуемого тела вращения в динамическом режиме; в качестве двигателя в главном приводе используется асинхронный двигатель; виброизмерительная система дополнительно содержит фотоотметчик, датчик угловых перемещений и стандартный виброизмерительный прибор, функционально являющийся средством измерения вибрации опор комплекса, возникающей в динамическом режиме эксплуатации и расчета величин корректирующих масс и углов их установки по отношению к сформированной на поверхности тела вращения светоотражающей метке; система управления сформирована на базе промышленного компьютера, оснащенного дисплеем, а также программным обеспечением для обработки данных полученных измерений и визуализации на дисплее исходных данных и данных вывода полученных результатов, при этом, система управления интегрирована с виброизмерительной системой.The technical result is achieved by the fact that in the claimed automated software and hardware complex with a horizontal axis of rotation for the complex balancing of bodies of revolution, including: base; means of basing the investigated body of rotation; the main drive, including the engine, kinematically connected with the investigated body of rotation by means of a belt drive; vibration measuring system, including vibration sensors; and also the control system, according to the utility model, the base is a hollow frame-type supporting structure, in the cavity of which there is a vibration meter, a power supply unit and a frequency-adjustable converter with switching equipment, an arm for installing the said control system is fixed on the side of the base, the base is installed on independently vertically adjustable supports, and on the upper plane of the base, rigidly fixed screw supports are installed that are functionally redstvom horizontal mounting rails for mounting corresponding elements of said basing means; the base means comprises two vertical bases installed on said horizontal guides, mounted with the possibility of independent horizontal movement along the guides with subsequent fixation in a predetermined position, support racks, on each of which a support roller block is installed by means of a turntable and a rocker, each rack consists of a fixed housing, on which are based a height-adjustable pinwheel and movable in two mutually perpendicular planes, one of which is perpendicular on the axis of rotation, a rocking chair in the form of a pendulum-type suspension, which is functionally the basic element for mounting a roller block directly in the form of a needle bearing, which is functionally a means of self-installing the test body of revolution, in addition, the basing means is equipped with limiters of axial movement of the test body of rotation in dynamic mode; as the motor in the main drive, an induction motor is used; the vibration measuring system further comprises a photo detector, an angular displacement sensor and a standard vibration measuring device, which is functionally a means of measuring the vibration of the complex supports arising in the dynamic mode of operation and calculating the values of the correction masses and their installation angles with respect to the reflective mark formed on the surface of the rotation body; the control system is formed on the basis of an industrial computer equipped with a display, as well as software for processing the data of the obtained measurements and visualizing the initial data and output data of the results on the display, while the control system is integrated with the vibration measuring system.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного технического решения, позволил установить, что не обнаружены аналоги, характеризующиеся признаками и связями между ними, идентичными или эквивалентными всем существенным признакам заявленного технического решения, а выбранный из выявленных аналогов прототип (как наиболее близкий по совокупности признаков аналог) позволил выявить совокупность существенных (по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату) отличительных признаков в заявленном объекте, изложенных в формуле.The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information and identification of sources containing information about analogues of the claimed technical solution, made it possible to find that no analogues were found that are characterized by signs and relationships between them that are identical or equivalent to all essential features of the claimed technical solutions, and the prototype selected from the identified analogues (as the analogue closest in terms of the totality of features) made it possible to identify the essential (in relation to the technical result perceived by the applicant) distinctive features in the declared object, set forth in the formula.

Полезная модель иллюстрируется следующими графическими материалами:The utility model is illustrated by the following graphic materials:

Фиг.1 - общий вид комплекса (вид спереди, без защитного экрана);Figure 1 - General view of the complex (front view, without a protective screen);

Фиг.2 - фрагмент общего вида комплекса (вид сбоку по фиг.1);Figure 2 is a fragment of a General view of the complex (side view of figure 1);

Фиг.3 - вертикальная стойка с роликовым блоком;Figure 3 - vertical rack with a roller block;

Фиг.4 и фиг.5 - варианты проводки приводного ремня.Figure 4 and figure 5 are wiring options for the drive belt.

Далее по тексту детали, узлы и иные механические (в т.ч., опто-электронные средства) обозначены следующими позициями:Hereinafter, parts, components and other mechanical (including opto-electronic means) are indicated by the following positions:

1 - направляющие (для перемещения вертикальных стоек 8 и 9;1 - guides (to move the vertical racks 8 and 9;

2 - опора (боковая для крепления направляющих 1);2 - support (lateral for mounting guides 1);

3 - основание (комплекса);3 - base (complex);

4 - опора (винтовая для установки опоры 2 для направляющих 1);4 - support (screw to install support 2 for guides 1);

5 - опора (регулируемая основания 3);5 - support (adjustable base 3);

6 - рым-болт (для опоры 2);6 - eye bolt (for support 2);

7 - кронштейн (для установки ЭМУ);7 - bracket (for installing EMU);

8 - стойка (опорная левая);8 - a rack (supporting left);

9 - стойка (опорная правая);9 - rack (supporting right);

10 - фиксатор (винтовой для стойки 10);10 - clamp (screw for rack 10);

11 - корпус (стойки опорной левой);11 - case (stand supporting left);

12 - ручка (фиксации механизма роликового блока 13 при транспортировке);12 - handle (fixing the mechanism of the roller block 13 during transportation);

13 - блок (опорный роликовый);13 - block (supporting roller);

14 - вертушка (для установки опорного блока 13);14 - pinwheel (for installing the support block 13);

15 - качалка (для установки роликового блока 15);15 - a rocking chair (for installation of the roller block 15);

16 - ролики (сменные опорные блока 13);16 - rollers (interchangeable support block 13);

17 - винт (регулировочный центральный вертушки 14);17 - screw (adjusting central turntables 14);

18 - ролик (упорный для исследуемого тела вращения - осевой упор);18 - roller (thrust for the body of revolution under investigation - axial emphasis);

19 - штанга (конечная регулируемая для установки ролика 18 упорного);19 - a rod (final adjustable for installation of a roller 18 persistent);

20 - держатели (штанги 19 для осевых упоров);20 - holders (rods 19 for axial stops);

21 - зажим (клеммный для фиксации осевого положения штанги 19);21 - clamp (terminal for fixing the axial position of the rod 19);

22 - зажим (для кронштейна опорного главного привода);22 - clamp (for the bracket supporting the main drive);

23 - кронштейн (установочный главного привода);23 - bracket (installation of the main drive);

24 - электродвигатель (главного привода);24 - electric motor (main drive);

25 - хобот (для установки шкивов);25 - trunk (for installing pulleys);

26 - ремень (приводной главного привода);26 - belt (drive main drive);

27 - скоба;27 - a bracket;

28 - шкив (приводной);28 - pulley (drive);

29 - болт (центральный крепежный шкива 28);29 - a bolt (central mounting pulley 28);

30 - шкив (передний компенсирующий - натяжной);30 - a pulley (front compensating - tension);

31 - маховик;31 - flywheel;

32 - электрошкаф;32 - electrical cabinet;

33 - кнопка («Включение комплекса»);33 - button (“Turning on the complex”);

34 - кнопка («Аварийное отключение комплекса»);34 - button ("Emergency shutdown of the complex");

35 - кнопка («Сброс защиты»);35 - button (“Reset protection”);

36 - ЭМУ (с сенсорным дисплеем);36 - EMU (with touch screen);

37 - разъем (внешний);37 - connector (external);

37 - фотоотметчик;37 - photo-tagger;

39 - датчик (угловых перемещений).39 - sensor (angular displacement).

Краткое описание комплекса.Short description of the complex.

Основание 3 комплекса представляет собой сварную тумбу каркасного типа со столешницей. На верхней поверхности основания 3 установлены направляющие 1 перемещения вертикальных стоек 8 и 9, жестко закрепленные в боковых опорах 2. В нижней части основания 3 расположены четыре регулируемые опоры 5. Конструкция основания 3 предполагает размещение в ее внутренней части электрошкафа 32. На боковой поверхности основания 3 крепится кронштейн 7 с установленным электронным модулем 36 управления (ЭМУ 36) комплексом с интегрированным сенсорным дисплеем. В верхней части основания 3 установлен подъемный защитный экран рабочей зоны (в графических материалах условно не показан).The base 3 of the complex is a welded curbstone of a frame type with a countertop. On the upper surface of the base 3 there are installed guides 1 for moving the vertical racks 8 and 9, rigidly fixed in the side supports 2. In the lower part of the base 3 are four adjustable supports 5. The design of the base 3 involves placing an electrical cabinet 32 in its inner part. On the side surface of the base 3 bracket 7 is attached with an installed electronic control module 36 (EMU 36) complex with an integrated touch display. In the upper part of the base 3 is installed a lifting protective screen of the working area (conventionally not shown in graphic materials).

На горизонтальных направляющих 1 установлены две вертикальные стойки 8 и 9 (левая 8 и правая 9), которые могут перемещаться в горизонтальной плоскости. Перемещение вдоль горизонтальных направляющих 1 необходимо для установки роторов различной длины.On the horizontal rails 1 there are two vertical racks 8 and 9 (left 8 and right 9), which can be moved in a horizontal plane. Moving along horizontal guides 1 is necessary for installing rotors of various lengths.

Фиксация каждой вертикальной стойки 8 и 9 выполняется винтовым фиксатором 10.The fixation of each vertical rack 8 and 9 is performed by a screw lock 10.

В стойках 8 и 9 расположены опорные роликовые блоки 13 со сменными опорными роликами 16, на которые производится установка балансируемого ротора.In the racks 8 and 9 are the supporting roller blocks 13 with interchangeable supporting rollers 16, on which the balancing rotor is installed.

Роликовый блок 13 имеет две степени свободы за счет установки блока 13 на качалке 15, которая установлена на вертушке 14.The roller unit 13 has two degrees of freedom due to the installation of the unit 13 on the rocking chair 15, which is installed on the turntable 14.

Регулировка роликового блока 13 по высоте осуществляется центральным винтом 17, что позволяет проводить балансировку роторов с разными диаметрами шеек.The adjustment of the roller block 13 in height is carried out by the central screw 17, which allows balancing of rotors with different diameters of the necks.

Фиксация механизма роликового блока 13 при транспортировке осуществляется ручкой фиксации 12.The locking mechanism of the roller block 13 during transportation is carried out by the locking handle 12.

Главный привод вращения балансируемого ротора, а также его торможение, производится с помощью пассика либо плоского приводного ремня 26, проходящего через систему шкивов, от электродвигателя 24.The main rotation drive of the balanced rotor, as well as its braking, is performed using a belt or a flat drive belt 26 passing through the pulley system from the electric motor 24.

В состав системы главного привода комплекса входят следующие элементы: опорный кронштейн со штангой; установочный кронштейн 23; электродвигатель 24; система шкивов с механизмом натяжения и фиксации; приводной элемент - ремень 26.The structure of the main drive system of the complex includes the following elements: support bracket with a bar; mounting bracket 23; an electric motor 24; pulley system with tensioning and fixing mechanism; drive element - belt 26.

Опорный кронштейн со штангой служит для перемещения привода вдоль оси с тем, чтобы привод мог быть установлен в выбранное оператором положение.The support bracket with a bar serves to move the drive along the axis so that the drive can be installed in the position chosen by the operator.

Фиксация опорного кронштейна на направляющей производится винтом с рукояткой (зажимом 22).The support bracket is fixed on the guide using a screw with a handle (clamp 22).

В зажим опорного кронштейна вставлена круглая штанга, вдоль которой может перемещаться установочный кронштейн 23, фиксация которого на штанге также производится винтом с рукояткой.A round rod is inserted into the clamp of the support bracket, along which the mounting bracket 23 can be moved, the fixation of which on the rod is also carried out by a screw with a handle.

На установочном кронштейне 23 находится электродвигатель 22 с приводным шкивом 28 и рычагом с направляющими шкивами.On the mounting bracket 23 is an electric motor 22 with a drive pulley 28 and a lever with guide pulleys.

Рычаг позволяет осуществлять угловые перемещения для того, чтобы обеспечить оптимальные точки касания поверхности ротора с пассиком (приводным ремнем 26, для чего в опорном кронштейне выполнен продольный дугообразный паз.The lever allows for angular movements in order to provide optimal points of contact of the surface of the rotor with the belt (drive belt 26, for which a longitudinal arcuate groove is made in the support bracket.

Фиксация рычага в выбранном положении производится двумя винтами.The lever is fixed in the selected position with two screws.

Привод, как правило, устанавливается между стойками 8 и 9, но при необходимости он может быть установлен с внешней стороны любой из них.The drive, as a rule, is installed between the racks 8 and 9, but if necessary, it can be installed on the outside of any of them.

Для этого необходимо ослабить два фиксирующих винта, поднять рычаг до упора вверх и переместить привод в нужное положение.To do this, loosen the two fixing screws, raise the lever all the way up and move the drive to the desired position.

После этого рычаг необходимо установить в первоначальное положение и зафиксировать опорный кронштейн привода.After that, the lever must be returned to its original position and the drive support bracket must be locked.

Для передачи крутящего момента с электродвигателя 24 на ротор в станке обычно используется приводной ремень. 26 круглого (пассик) и прямоугольного сечения, следующих типоразмеров:To transmit torque from the electric motor 24 to the rotor, a drive belt is typically used in the machine. 26 round (passik) and rectangular section, the following sizes:

- ремень круглый 800×3,0 мм;- round belt 800 × 3.0 mm;

- ремень круглый 900×2,0 мм;- round belt 900 × 2.0 mm;

- ремень круглый 950×2,0 мм;- round belt 950 × 2.0 mm;

- ремень плоский 700×5×2,0 мм;- flat belt 700 × 5 × 2.0 mm;

- ремень плоский 780×5×2,0 мм.- flat belt 780 × 5 × 2.0 mm.

Степень натяжения приводного ремня 26 является важным условием обеспечения точности измерения дисбаланса.The degree of tension of the drive belt 26 is an important condition for ensuring the accuracy of imbalance measurements.

Для регулировки степени натяжения в конструкции комплекса предусмотрена система перемещаемых шкивов, в которую входят: приводной шкив 28; натяжной шкив 30; два направляющих шкива; вспомогательный шкив.To adjust the degree of tension in the design of the complex, a system of movable pulleys is provided, which includes: a drive pulley 28; idler pulley 30; two guide pulleys; auxiliary pulley.

В комплект комплекса для всех шкивов, кроме приводного и вспомогательного, входят сменные бандажи, предназначенные для пассиков (с ручьевым сечением) и бандажи для плоских ремней.The set of the complex for all pulleys, except the drive and auxiliary, includes interchangeable bandages designed for straps (with a cross-section) and bandages for flat belts.

Для замены бандажей, необходимо отвернуть четыре крепежных винта, а для того, чтобы заменить приводной шкив 28, установленный на вал электродвигателя 24, необходимо выполнить, соблюдая указанную последовательность, следующее:To replace the bandages, it is necessary to unscrew the four fixing screws, and in order to replace the drive pulley 28 mounted on the shaft of the electric motor 24, it is necessary to carry out the following:

- снять электродвигатель 24 с установочного кронштейна 23, вывернув 4 винта на его фланце;- remove the electric motor 24 from the mounting bracket 23 by unscrewing 4 screws on its flange;

- отвернуть ключом S=10 мм специальную гайку, находящуюся в полости шкива 28;- unscrew the key S = 10 mm with a special nut located in the cavity of the pulley 28;

- ослабить два стопорных винта и снять шкив 28 с вала.- loosen the two locking screws and remove the pulley 28 from the shaft.

- надеть на вал новый шкив 28;- put on the shaft a new pulley 28;

- затянуть стопорные винты и, только после этого, затянуть специальную гайку.- Tighten the locking screws and, only then, tighten the special nut.

- установить электродвигатель 24 на кронштейн 23, завернуть крепежные винты.- install the electric motor 24 on the bracket 23, tighten the fixing screws.

Вспомогательный шкив крепится на рычаге винтом, ввернутым в ось шкива.The auxiliary pulley is mounted on the lever with a screw screwed into the axis of the pulley.

После замены шкивов следует проверить их на легкость вращения.After replacing the pulleys, they should be checked for ease of rotation.

Натяжение ремня 26 регулируется перемещением направляющих шкивов, установленных на рейках, а также натяжного шкива 30, для чего в рейках и рычаге выполнены продольные пазы.The tension of the belt 26 is regulated by the movement of the guide pulleys mounted on the racks, as well as the tension pulley 30, for which longitudinal slots are made in the rails and the lever.

Освобождение и фиксация шкивов и реек производится винтами.The pulleys and rails are released and fixed with screws.

Поворотом реек можно также осуществить одновременное сведение/разведение рабочих, т.е. касающихся ротора ветвей ремня 26.By turning the rods, it is also possible to carry out simultaneous mixing / breeding of workers, i.e. touching the rotor branches of the belt 26.

В некоторых случаях для вращения ротора вместо мягких резиновых ремней применяются жесткие синтетические ремни.In some cases, hard synthetic belts are used instead of soft rubber belts to rotate the rotor.

В этом случае в конструкции станка предусмотрен специальный механизм поднатяжения, состоящий из коромысла с пружиной, причем натяжной шкив устанавливается на рычаге этого коромысла.In this case, the design of the machine has a special tension mechanism, consisting of a rocker arm with a spring, and the tension pulley is mounted on the lever of this rocker arm.

Правилами эксплуатации станка предусмотрены две схемы расположения (проводки) приводного ремня фиг.4 и фиг.5.The operating rules of the machine provide for two location schemes (wiring) of the drive belt of figure 4 and figure 5.

Схема по фиг.4 является более предпочтительной при необходимости частой и быстрой установки и снятии ротора, что обычно характерно в условиях серийной балансировки.The scheme of FIG. 4 is more preferable if frequent and quick installation and removal of the rotor is necessary, which is usually typical in conditions of serial balancing.

Для вращения роторов большой массы или в случае большого диаметра охватываемой ремнем 26 поверхности может быть применена схема по фиг.5. В этом случае вспомогательный шкив не задействуется.To rotate the rotors of large mass or in the case of a large diameter of the surface covered by the belt 26, the circuit of FIG. 5 can be applied. In this case, the auxiliary pulley is not engaged.

Взаимное расположение направляющих шкивов на хоботе 25 можно считать оптимальным в том случае, когда набегающий на ротор и сбегающий с него рабочие участки ремня 26 близки к вертикальному положению или хотя бы симметрично сходятся под ротором.The relative position of the guide pulleys on the trunk 25 can be considered optimal in the case when the working sections of the belt 26 running on the rotor and running off from it are close to the vertical position or at least converge symmetrically under the rotor.

При эксплуатации ременного привода следует стремиться к такому наименьшему усилию натяжения ремня, при котором в режимах «разгон-торможение» не происходит его проскальзывания ни по поверхности ротора, ни по приводному шкиву.When operating a belt drive, one should strive for the smallest belt tension force, in which in the “acceleration-braking” modes it does not slip either along the surface of the rotor or along the drive pulley.

Виброизмерительная система блок комплекса включает в себя следующие компоненты: датчики вибрации; фотоотметчик; датчик угла (угловых перемещений); виброизмерительный прибор.The vibration measuring system of the block complex includes the following components: vibration sensors; photo tagger; angle sensor (angular displacement); vibration measuring device.

Датчики вибрации находятся внутри опорных стоек 8 и 9 и прикреплены к маятниковой подвеске.Vibration sensors are located inside the support posts 8 and 9 and are attached to the swingarm.

Датчики вибраций предназначены для измерения амплитуды колебаний маятникового повеса, передаваемые от балансируемого ротора, установленного в роликовых опорах, которые жестко связаны с маятниковыми повесами.Vibration sensors are designed to measure the oscillation amplitude of a pendulum suspension transmitted from a balanced rotor mounted in roller bearings, which are rigidly connected to the pendulum hangers.

Датчик измерения вибраций подключается через разъем, который располагается на задней стенке стоек 8 и 9.The vibration measurement sensor is connected through the connector, which is located on the rear wall of the racks 8 and 9.

Как ранее указывалось, комплекс способен функционировать как в дорезонансном, так и в зарезонансном режимах эксплуатации.As previously indicated, the complex is capable of functioning both in the pre-resonance and in the out-of-resonance modes of operation.

При функционировании комплекса в зарезонансном режиме обеспечивается естественная виброизоляция системы. То есть, в этом в режиме эксплуатации число оборотов вращения ротора превышает собственную частоту колебательной системы более, чем в три раза.When the complex operates in the resonance mode, natural vibration isolation of the system is ensured. That is, in this mode of operation, the rotational speed of the rotor exceeds the natural frequency of the oscillatory system by more than three times.

Целесообразно отметить, что собственная частота (

) первой формы колебаний опор заявленного балансировочного комплекса определяется длинной подвеса маятниковой опоры L=0.15 м и равна:It is worth noting that the natural frequency (

) of the first form of vibration of the supports of the claimed balancing complex is determined by the long suspension of the pendulum support L = 0.15 m and is equal to:

Фотоотметчик 38 состоит из встроенных излучателя лазерного луча и фотоприемника. Фотоотметчик 38 предназначен для фиксации момента начала и окончания цикла измерения амплитуды вибрации за один оборот ротора, что достигается за счет отражения лазерного луча светоотражающей меткой.Photocamera 38 consists of a built-in laser beam emitter and a photodetector. Photocamera 38 is designed to record the beginning and end of the cycle of measuring the amplitude of vibration for one revolution of the rotor, which is achieved due to the reflection of the laser beam with a reflective mark.

Важным условием правильной работы комплекса является однократное считывание светоотражающей метки за один оборот ротора.An important condition for the correct operation of the complex is a single reading of the reflective mark for one revolution of the rotor.

При возможных вторичных срабатываниях фотоотметчика за счет отражения лазерного луча от различных элементов внешней поверхности ротора (риски, натиры и т.п.) или же при «засветке» фотоотметчика внешним светом может привести к неправильному расчету корректирующих грузов или к отказу в работе привода комплекса.In case of possible secondary triggering of the photo-detector due to reflection of the laser beam from various elements of the outer surface of the rotor (risks, rubbing, etc.) or when the photo-detector is “illuminated” by external light, it can lead to incorrect calculation of corrective weights or to failure of the drive of the complex.

При помощи держателя, состоящего из штанг и зажимов, фотоотметчик должен быть установлен в нужное положение по отношению к плоскости вращения светоотражающей метки.Using a holder consisting of rods and clamps, the photo detector must be installed in the desired position relative to the plane of rotation of the reflective mark.

Датчик угловых перемещений 39 предназначен для определения углового положения ротора относительно светоотражающей метки. Датчик 39 соединен с валом электродвигателя 24 главного привода резиновым пассиком.The angular displacement sensor 39 is designed to determine the angular position of the rotor relative to the reflective mark. The sensor 39 is connected to the shaft of the electric motor 24 of the main drive by a rubber strap.

Виброизмерительный прибор (в графических материалах условно не показан) встроен в электрошкаф 32 комплеса и служит для измерения вибрации опор комплекса, возникающей при вращении ротора, расчета величин корректирующих масс и углов их установки по отношению к светоотражающей метке.A vibration measuring device (not shown conventionally in graphic materials) is integrated in the control cabinet 32 of the complex and serves to measure the vibration of the supports of the complex that occurs when the rotor rotates, calculate the values of the correction masses and their installation angles with respect to the reflective mark.

Результаты расчетов выводятся на сенсорный дисплей ЭМУ 36.The calculation results are displayed on the touch screen EMU 36.

Также результаты хранятся в оперативной памяти электронного модуля управления и могут быть сохранены на электронном носителе или выведены на подключаемые внешние печатающие устройства.Also, the results are stored in the RAM of the electronic control module and can be stored on electronic media or output to plug-in external printing devices.

В качестве виброизмерительного прибора обработки зарегистрированных параметров вибрации могут быть использованы, например, измерительные приборы «МОРИОН» или «САПФИР» фирмы «ДИАМЕХ 2000».As a vibration measuring device for processing registered vibration parameters, for example, measuring devices "MORION" or "SAPPHIRE" of the company "DIAMETH 2000" can be used.

С помощью специально разработанной программы производится обработка данных измерений и визуализация вывода результатов измерений на дисплей.Using a specially designed program, the measurement data are processed and visualized.

Результаты расчетов выводятся на дисплей ЭМУ 36 и, в дальнейшем, могут быть сохранены на электронном носителе или распечатаны на бумажном носителе.The calculation results are displayed on the EMU 36 display and, in the future, can be saved on electronic media or printed on paper.

Разработанная конструкция комплекса отличается простотой и технологичностью изготовления. При проектировании максимально использованы серийно производимые и зарекомендовавшие себя в процессе эксплуатации в составе других устройств узлы и комплектующие, а также использованы наиболее доступные материалы и технологии их изготовления и обработки.The developed design of the complex is simple and manufacturable. When designing, we used the components and components that were commercially produced and recommended during operation as part of other devices, and also used the most accessible materials and technologies for their manufacture and processing.

Преимуществами комплекса являются:The advantages of the complex are:

- возможность проводить балансировку операторам средней квалификации за счет интуитивно понятного и простого интерфейса программного продукта;- the ability to balance operators of average skill due to the intuitive and simple interface of the software product;

- наличие автоматической индикация дисбаланса;- the presence of an automatic indication of imbalance;

- одно- и двухплоскостная балансировка;- one and two-plane balancing;

- расчет корректирующих масс для последующей коррекции дисбаланса сверлением, фрезерованием, добавлением масс и балансировочных колец.- Calculation of corrective masses for the subsequent correction of the imbalance by drilling, milling, adding masses and balancing rings.

Таким образом, разработанный комплекс позволяет:Thus, the developed complex allows you to:

- производить высокоточную балансировку роторов с минимальным значением остаточного дисбаланса;- to produce high-precision balancing of rotors with a minimum value of residual imbalance;

- увеличить срок службы шпинделя станка;- increase the service life of the machine spindle;

- повысить надежность и точность процесса обработки;- increase the reliability and accuracy of the processing process;

- дает возможность расширить и улучшить режимы эксплуатации, реализуя максимальные скорости обработки, а следовательно, увеличить производительность обработки путем внедрения технологий высокоскоростной и высокоточной обработки.- makes it possible to expand and improve operating modes, realizing maximum processing speeds, and therefore, increase processing productivity by introducing high-speed and high-precision processing technologies.

Наибольшая эффективность внедрения комплекса будет иметь место при внедрении оборудования с высокоскоростными и тяжело нагруженными режимами эксплуатации, в том числе при изготовлении прецизионного оборудования.The most effective implementation of the complex will take place when introducing equipment with high-speed and heavily loaded operating modes, including the manufacture of precision equipment.

Следовательно, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:Therefore, the above information indicates the fulfillment of the following set of conditions when using the claimed technical solution:

- объект, воплощающий заявленное техническое решение при его промышленной реализации, предназначен для использования в промышленности, а именно, для определения дисбаланса в дорезонансном и зарезонансном режимах и последующей балансировки роторов различных конфигураций на основе полученных результатов измерений.- an object embodying the claimed technical solution in its industrial implementation is intended for use in industry, namely, to determine the imbalance in the pre-resonance and out-of-resonance modes and the subsequent balancing of rotors of various configurations based on the measurement results.

- для заявленного объекта в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте нижеизложенной формулы, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке или известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов;- for the claimed object in the form as described in the independent clause of the formula below, the possibility of its implementation using the means and methods described above or known from the prior art on the priority date is confirmed;

- объект, воплощающий заявленное техническое решение при его осуществлении, способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.- an object embodying the claimed technical solution during its implementation is able to ensure the achievement of the technical result perceived by the applicant.

Следовательно, заявленное техническое решение соответствует требованию условия патентоспособности «промышленная применимость» по действующему законодательству.Therefore, the claimed technical solution meets the requirement of the patentability condition "industrial applicability" under the current law.

ТаблицаTable Технические характеристики комплекса.Technical characteristics of the complex. № п/пNo. p / p ПараметрParameter ед. измер.units meas. величинаvalue 1.one. Масса балансируемого ротораBalanced Rotor Weight - минимум- minimum КгKg 10,010.0 - максимум- maximum КгKg 100,0100.0 2.2. диаметр балансирумого ротора над основаниемdiameter of the balanced rotor above the base - максимум- maximum МмMm 700700 - минимум- minimum МмMm 20twenty 3.3. длина балансируемого ротораbalanced rotor length - максимум- maximum МмMm 12001200 - минимум- minimum МмMm 200200 4.four. Максимально допустимое усилие, прикладываемое на одну опоруMaximum allowable force applied to one support HH 300300 5.5. Минимальный достижимый остаточный удельный дисбаланс при балансировке контрольного (эталонного) ротора (по ГОСТ 200076-89)The minimum achievable residual specific imbalance when balancing the control (reference) rotor (according to GOST 200076-89) г*мм/кгg * mm / kg 0,10.1 6.6. чувствительностьsensitivity г*мм/кгg * mm / kg 0,050.05 7.7. Диапазон вращения балансируемого ротораBalanced Rotor Rotation Range об/минrpm от 350 до 15000from 350 to 15000 8.8. Длительность цикла определения корректирующих масс для двух плоскостей изделия, раскрученного до технологической частоты вращенияThe duration of the cycle for determining the corrective masses for two planes of the product, untwisted to a technological speed сек.sec 30thirty 9.9. Время балансировки, не болееBalancing time, no more мин.min 6060 10.10. диаметр поверхности охвата приводного ремня (пассика)diameter of a surface of a covering of a driving belt (passika) максимумmaximum МмMm 200200 минимумminimum 20twenty 11.eleven. диаметр опорной шейкиdiameter of the journal максимумmaximum МмMm 200200 минимумminimum 1010 12.12. разница диаметров опорных шеекdiameter difference of the support journals максимумmaximum МмMm 8080 минимумminimum 00 13.13. длина основанияbase length МмMm 12801280 14.fourteen. Электропитание однофазного переменного токаSingle Phase AC Power Supply 220 В, 50 Гц220 V, 50 Hz 15.fifteen. тип элктродвигателяtype of electric motor асинхронныйasynchronous 16.16. Мощность электродвигателяElectric motor power кВтkw 1,11,1

Claims (1)

Автоматизированный программно-аппаратный комплекс с горизонтальной осью вращения для комплексной балансировки тел вращения, включающий: основание; средство базирования исследуемого тела вращения; главный привод, включающий электродвигатель, кинематически связанный с исследуемым телом вращения посредством ременной передачи; виброизмерительную систему, включающую датчики вибраций; а также систему управления, отличающийся тем, что основание представляет собой полую несущую конструкцию каркасного типа, в полости которой размещены виброизмерительный прибор, блок питания и частотно-регулируемый преобразователь с коммутационной аппаратурой, на боковой стороне основания закреплен кронштейн для установки упомянутой системы управления, основание установлено на независимо регулируемых по вертикали опорах, а на верхней плоскости основания установлены жестко закрепленные винтовые опоры, функционально являющиеся средством крепления горизонтальных направляющих для монтажа соответствующих элементов упомянутого средства базирования; средство базирования содержит установленные на упомянутых горизонтальных направляющих основания две вертикальные, установленные с возможностью независимого горизонтального перемещения по направляющим с последующей фиксацией в заданном положении опорные стойки, на каждой из которых посредством вертушки и качалки установлен опорный роликовый блок, каждая стойка состоит из неподвижного корпуса, на котором базируются регулируемая по высоте вертушка и подвижная в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, одна из которых перпендикулярна оси вращения, качалка в виде подвески маятникового типа, функционально являющаяся базовым элементом для установки непосредственно роликового блока в виде игольчатого подшипника, функционально являющегося средством самоустановки исследуемого тела вращения, кроме того, средство базирования оснащено ограничителями осевого перемещения исследуемого тела вращения в динамическом режиме; в качестве двигателя в главном приводе используется асинхронный двигатель; виброизмерительная система дополнительно содержит фотоотметчик, датчик угловых перемещений и стандартный виброизмерительный прибор, функционально являющийся средством измерения вибрации опор комплекса, возникающей в динамическом режиме эксплуатации и расчета величии корректирующих масс и углов их установки по отношению к сформированной на поверхности тела вращения светоотражающей метке; система управления сформирована на базе промышленного компьютера, оснащенного дисплеем, а также программным обеспечением для обработки данных полученных измерений и визуализации на дисплее исходных данных и данных вывода полученных результатов, при этом система управления интегрирована с виброизмерительной системой.

Automated software and hardware complex with a horizontal axis of rotation for the complex balancing of bodies of revolution, including: base; means of basing the investigated body of rotation; the main drive, including an electric motor, kinematically connected with the investigated body of rotation by means of a belt drive; vibration measuring system, including vibration sensors; as well as a control system, characterized in that the base is a hollow supporting structure of a frame type, in the cavity of which a vibration measuring device, a power supply unit and a frequency-adjustable converter with switching equipment are placed, an arm for installing the said control system is fixed on the side of the base, the base is installed on independently vertically adjustable supports, and on the upper plane of the base, rigidly fixed screw supports are installed that are functionally medium Twomey horizontal mounting rails for mounting corresponding elements of said basing means; the base means comprises two vertical bases mounted on said horizontal guides, which are mounted with the possibility of independent horizontal movement along the guides with subsequent fixation in a predetermined position of the support racks, on each of which a support roller block is installed by means of a turntable and a rocker, each rack consists of a fixed casing, which is based on a height-adjustable turntable and movable in two mutually perpendicular planes, one of which is perpendicular on the axis of rotation, rocking in a pendulum-type suspension, which is operably base member for direct mounting of the roller unit in the form of a needle bearing, self-aligning means operably being investigated rotation body further basing means is provided with limiters axial movement of the test body of rotation in the dynamic mode; as the motor in the main drive, an induction motor is used; the vibration measuring system further comprises a photo detector, an angular displacement sensor and a standard vibration measuring device, which is functionally a means of measuring the vibration of the complex supports arising in the dynamic mode of operation and calculating the magnitude of the correction masses and their installation angles with respect to the reflective mark formed on the surface of the rotation body; the control system is formed on the basis of an industrial computer equipped with a display, as well as software for processing the data of the obtained measurements and visualizing the initial data and the output data of the results on the display, while the control system is integrated with the vibration measuring system.

Images