SU958888A1 - Method and device for piston machine balancing - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ БАЛАНСИРОВКИ ПОРШНЕВЫХ МАШИН И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУШЕСТВЛЕНИЯ(54) METHOD OF BALANCING PISTON MACHINES AND DEVICE FOR IMPLEMENTING IT

1one

Изобретение относитс  к балансировочной технике и может быть использовано в машиностроении при сборке дизель-генераторов или электрокомпрессоров.The invention relates to a balancing technique and can be used in mechanical engineering for assembling diesel generators or electric compressors.

Известен способ балансировки поршневых машин, заключаюш.ийс  в том, что машину вибрируют на вибростенде и по амплитуде вибрации суд т о дисбалансе машины 1.A known method of balancing piston machines, concludes that the machine is vibrated on the vibrating table and the imbalance of the machine 1 is judged by the amplitude of the vibration.

Известно также устройство, реализующее способ, содержашее. вибростенд дл  установки машины, возбудитель колебаний стенда и блок измерени  вибрации 1.It is also known a device that implements the method contained. shaker for installation of the machine, the exciter of the stand oscillation and the vibration measurement unit 1.

Однако этот способ и устройство характеризук )тс  недостаточной точностью балансировки в св зи с тем, что амплитуда вибрации учитывает только дисбаланс всей машины, не учитыва  взаимное расположение элементов машины.However, this method and device is characterized by insufficient accuracy of balancing due to the fact that the amplitude of vibration takes into account only the imbalance of the whole machine, without taking into account the mutual arrangement of the elements of the machine.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  способ балансировки поршневых машин, заключающийс  в том, что машину вибрируют и по амплитуде вибрации на холостом ходу вала машины, т. е. с отсутствием нагрузки на ее валу, суд т о дисбалансе машины 2. ;The closest in technical essence to the present invention is a method of balancing piston machines, which means that the machine is vibrated and the vibration amplitude at the idling of the machine shaft, i.e. the absence of load on its shaft, is unbalanced by machine 2.;

Известный способ осуществл етс  устройством дл  балансировки поршневых машин , содержащим вибростенд дл  установки машины, генератор статического и моментного дисбаланса и привод вращени  вала 5 машины 2.The known method is carried out by a device for balancing piston machines, comprising a vibration table for mounting the machine, a static and moment unbalance generator, and a rotational drive of the shaft 5 of the machine 2.

Однако этот способ и устройство характеризуютс  недостаточной точностью балансировки в св зи с тем, что балансировка мащины на холостом ходу вала не учитывает 10 дисбалансы, св занные с деформаци ми деталей, не учитывает вибрацию корпуса мащины и св зи между элементами машины.However, this method and device is characterized by insufficient balancing accuracy due to the fact that balancing the masching on the idle shaft does not take into account the 10 imbalances associated with the deformations of the parts, does not take into account the vibration of the masking body and the connection between the elements of the machine.

Цель изобретени  - повышение точности балансировки.The purpose of the invention is to improve the accuracy of balancing.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу балансировки поршневых машин, заключающемус  в том, что машину вибрируют и по амплитуде суд т о дисбалансе машин, вибрацию создают на частоте вращени  вала мащины, измен ют амплитуду и фазу вибрации по отнощению к углу поворота этого вала, а о дисбалансе суд т по минимальной амплитуде и фазе вибрации.The goal is achieved by the method of balancing piston machines, which implies that the machine is vibrated and judged by the imbalance of the machines by amplitude, vibrations are generated at the shaft rotation frequency, masks are changed, the amplitude and phase of the vibration are changed relative to the angle of rotation of this shaft and the imbalance is judged by the minimum amplitude and phase of the vibration.

Устройство дл  балансировки порщневых машин снабжено отметчиком числа оборотов вала, соединенным с ним синхронизатором и двум  размещенными на валу дебалансами один из которых установлен с возможностью перемещени  в вертикальном направлении, а другой - в осевом направлении. На фиг. 1 изображено устройство, реализующее способ балансировки порщневой мащины, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 2; разрез; на фиг. 4 - вид В на фиг. 2, разрез. Устройство содержит вибростенд состо щий из рамы 1, амортизаторов 2, расположенных под рамой 1, и амортизаторов 3, расположенных на раме 1, на которые устанавливаетс  порщнева  мащина 4 с закрепленным на нем генератором 5 статического и моментного дисбаланса, вал 6 которого св зан с корпусом 7 генератора 5 посредством подщипников 8 и 9. На валу 6 установлен с возможностью осевого перемещени  ползун 10, на котором закреплены две пластины И с копирными пазами 12 с размещенными в них копирными пальцами 13 дебаланса 14, установленного с возможностью перемещени  в вертикальном направлении . В дебалансе 14 выполнен канал 15, нормальный к оси вала 6. В канале 15 установлен подпружиненный упор 16. На торцах дебаланса 14 установлены корректировочные грузы 17. На валу 6 установлен также дебаланс 18, втулка 19 которого имеет возможность перемещатьс  в осевом направлении , но зафиксирована в своем крайне.м положении посредством подпружиненного фиксатора 20, вход щего в паз 21, выполненный на поверхности вала 6. Аналогичный фиксатор 22, обеспечивающий фиксацию в противоположном направлении, установлен в пластине 11. На поверхности втулки 19 выполнен в одной плоскости с фиксатором 22 паз 23. На валу 6 также закреплен подвижный элемент 24 индуктивного отметчика 25 числа оборотов, неподвижный элемент которого закреплен fe пазу 26 корпуса 7. Вал 6 соединен с валом привода, который выполнен в виде двигател  27 посто нного тока. В продольной плоскости симметрии рамы 1 предусмотрены две площадки 28 и 29 дл  установки датчика 30 ускорений, соединенного с анализатором 31. Площадка 28 находитс  под центром масс рамы 1, а площадка 29 в ее периферийной части. На поверхности соединительной муфты 32 равномерно нанесены делени , а на корпусе 33 мащины 4 в одной горизонтальной плоскости с осью муфты 32 закреплен указатель 34 ее положени . Элемент 24 отметчика 25 числа оборотов установлен в одной горизонтальной плоскости с осью вала 6 и соединен со стробоскопом 35, лампа которого установлена в одной горизонтальной плоскости с указателем 34 и .направлена нормально к оси вала 6. Двигатель 27 соединен через реостат 36 с источником питани  (не показан) так, чтобы пол рность обеспечивала вращение вала 6 в одну сторону с муфтой 32. Устройство содержит также указатель статического дисбаланса, выполненный в виде щкалы 37, нанесенной на корпус 7 генератора 5, и св занного с ним указател  38. Реализаци  способа с помощью устройства осуществл етс  следующим образом. Перед началом работы провер ют установку нулей генератора 5, дл  чего сначала совмещают указатель 38 с нулевой отметкой по щкале 37 статического дисбаланса. При этом пластины 11 с пазами 12 смещаютс  вправо на величину, обеспечивающую максимальное верхнее положение пальцев 13 и, следовательно, дебаланса 14. Пустив двигатель 27, определ ют не превыщает ли сигнал датчика 30, установленного на площадке .28, допустимой нулевой величины. При необходимости мен ют массу корректировочных грузов 17. В том же положении указател  38 должен иметь место «О моментного дебаланса, что определ етс  по показани м датчика 30, установленного на площадку 29, и при необходимости производ т аналогичную корректировку . Балансировка порщневой мащины происходит в следующей последовательности. Пускают мащину 4 и вывод т ее на номинальный режим по давлению нагнетани  и температурам. Затем пускают двигатель 27 генератора 5 и посредством реостата 36 добиваютс  по стробоскопу 35 синхронности вращени  генератора 5 и мащины 4, т. е. создают вибрацию мащины по частоте вращени  вала 6, перемещают ползун 10 с пластинами 11 .влево, чем ввод т произвольную величину силового дисбаланса. При этом упор 16 выбирает зазоры в парах привода дебаланса 14 в случае, если он находитс  вблизи своего внутреннего положени  и его центробежна  сила недостаточна дл  выборки зазоров. Палец 13 занимает одно из положений на наклонном участке паза 12. Затем, задав реостатом 36 некоторое относительное скольжение (asf 1 об/мин) и наблюда  за показани ми анализатора 31, по указателю 34 определ ют положение муфты 32, соответствующее минимуму сигнала датчика 30 в точке площадки 28. Затем, удержива  реостатом 36 это положение муфты 32 в луче стробоскопа 35 против указател  34, измен ют положение указател  38, довед  до минимума показани  на анализаторе 31. После этого, остановив машину 4 и генератор 5, по положению указател  38 определ ют величину статического дисбаланса мащины 4. На плоскость 39 коррекции в отмеченном положении муфты 32 устанавливают соответствующий груз и. пустив машину 4, убеждаютс  в том, что сигнал датчика 30 в точке площадки 2Ь достаточно близок к нулю. Затем, переместив датчик 30 на площадку 29, сдвигают пластины 11 вправо так. итп ТальиьГ1Твыход Гн; горизонтальный участок пазов 12 Пока фисатор 22 не упретс  в край паза 23, генератор 5 не создает ни силового, ни моментного дисбалансов , поскольку центробежные силы деГуГ;; ; ;са4рТ2 2 : гГГпл:с™н Т, дебааГсомКвп Гво ГфГса р ТвГхопитиГпаза 21 В результате этого перемешУни  пентообежнГе силы дебалансов 14 1ГсозГюТмоменГвозр по мере пРПРМРиГени  19 вправо. По показаниГм Гтчика Го на площадке 29 аналогично поеГыдущему определ ют необходимую дл  :Z™noL SoV;cTaJoBKH гр наплосKoSb 40 ко%екции и векторнЕ о сложени  на плоскости 39 силового и моментного гру; зов. После этого производ т контрольный пуск машины 4. Предлагаемый способ балансировки и устройство дл  его осуществлени  позвол ют повысить точность балансировки за счет учета деформации деталей и св зи между элементами машины.A device for balancing machines is equipped with a shaft speed indicator, a synchronizer connected to it and two unbalances placed on the shaft, one of which is mounted for movement in the vertical direction and the other in the axial direction. FIG. 1 shows a device that implements a method of balancing a pessne mashina, general view; in fig. 2 shows section A-A in FIG. one; in fig. 3 is a view B in FIG. 2; incision; in fig. 4 is a view of B in FIG. 2, the cut. The device contains a vibrostand consisting of frame 1, shock absorbers 2 located under frame 1, and shock absorbers 3 located on frame 1, onto which a piston machine 4 is mounted with a static and moment imbalance generator 5 fixed on it, shaft 6 of which is connected to the housing 7 of the generator 5 by means of sub-supports 8 and 9. On the shaft 6, the slider 10 is mounted with the possibility of axial movement, on which two plates I are fixed with copy grooves 12 with copier fingers 13 placed in them 13 unbalance 14 installed with the possibility movement in the vertical direction. In unbalance 14, channel 15 is made normal to the axis of shaft 6. In channel 15 a spring-loaded stop 16. There are correction weights 17 installed on the ends of unbalance 14. Unbalance 18 is also installed on shaft 6, the sleeve 19 of which has the ability to move in the axial direction, but is fixed in its extremely m position by means of a spring-loaded retainer 20 entering the groove 21 made on the surface of the shaft 6. A similar retainer 22 providing fixation in the opposite direction is installed in the plate 11. On the surface of the sleeve 19 there is is flush in the same plane with a retainer 22 a groove 23. On the shaft 6 there is also fixed a movable element 24 of the inductive gauge 25 speed, the fixed element of which is fixed fe to the slot 26 of the housing 7. The shaft 6 is connected to the drive shaft, which is made in the form of a direct current motor 27 . In the longitudinal plane of symmetry of the frame 1, there are two platforms 28 and 29 for mounting the acceleration sensor 30 connected to the analyzer 31. The platform 28 is under the center of mass of the frame 1, and the platform 29 is in its peripheral part. The surface of the coupling 32 is evenly divided, and on the housing 33 of the mask 4 in one horizontal plane with the axis of the coupling 32 is fixed a pointer 34 of its position. The speed gauge element 24 is mounted in the same horizontal plane with the shaft axis 6 and connected to the stroboscope 35, the lamp of which is mounted in the same horizontal plane with the pointer 34 and is directed normally to the shaft axis 6. The motor 27 is connected via a resistor 36 to the power source ( not shown) so that the polarity ensures the rotation of the shaft 6 in one direction with the coupling 32. The device also contains a static imbalance indicator, made in the form of tongs 37, printed on the housing 7 of the generator 5, and the indicator 38 associated with it. alizatsi method using apparatus is effected as follows. Before starting work, the setting of the zeroes of the generator 5 is checked, for which the pointer 38 is first aligned with the zero mark on the static imbalance 37. In this case, the plates 11 with the slots 12 are shifted to the right by an amount that ensures the maximum upper position of the fingers 13 and, consequently, the unbalance 14. After starting the engine 27, it is determined whether the signal of the sensor 30 installed on the platform .28 exceeds the permissible zero value. If necessary, change the mass of the correction weights 17. In the same position, the pointer 38 should have a moment displacement, which is determined by the indications of the sensor 30 installed on the platform 29, and make a similar adjustment if necessary. Balancing porschevnoy maschina occurs in the following sequence. Maschine 4 is released and it is brought to its nominal mode according to the discharge pressure and temperatures. Then, the engine 27 of the generator 5 is started up and, through a rheostat 36, a synchronous rotation of the generator 5 and the mask 4 is achieved by means of the stroboscope 35, i.e., the frequency of the shaft 6 vibrates, the slider 10 with the plates 11 is moved to the left, and an arbitrary force value is entered imbalance. In this case, the stop 16 selects the gaps in the unbalance drive pairs 14 if it is near its internal position and its centrifugal force is insufficient to sample the gaps. The finger 13 occupies one of the positions on the inclined portion of the groove 12. Then, by setting the rheostat 36 some relative slip (asf 1 rpm) and observing the analyzer 31, the position of the coupling 32 is determined by the pointer 34, corresponding to the minimum signal of the sensor 30 point pad 28. Then, holding the position of the coupling 32 in the beam of the stroboscope 35 against the pointer 34, change the position of the pointer 38, bring the analyzer 31 to a minimum. After that, stopping the machine 4 and the generator 5, determine the position of the pointer 38 are values static unbalance correction maschiny 4. plane 39 at the marked position clutch 32 is set corresponding to the load and. starting machine 4, they are convinced that the signal from sensor 30 at point of site 2b is close enough to zero. Then, by moving the sensor 30 to the platform 29, the plates 11 are shifted to the right. Itp TaliyG1Tyhod Gn; horizontal section of grooves 12 While fisator 22 does not rest against the edge of groove 23, generator 5 does not create either force or moment imbalances, since the centrifugal forces of deguG ;; ; ; ca4pT2 2: GGGpl: s ™ n T, debaGsKvp Gvo GfGs p TvGhopitGpaz 21 As a result of this shift of unbalance to the state of unbalance 14 1GsGTTMomenGzopr as far as pRPRMRiGeni 19 to the right. On the basis of the readings of Gtchik Go on site 29, similarly to the previous, the necessary for: Z ™ noL SoV; cTaJoBKH gr coKosb 40 combination of the vector section and the vector weight on the plane 39 are determined; call. After that, a control start-up of the machine 4 is carried out. The proposed balancing method and a device for its implementation improve the accuracy of balancing by taking into account the deformation of the parts and the connection between the elements of the machine.

J5J7 f t J5J7 f t

Л   L

Claims (2)

Фиг.1 Формула изобретени  1. Способ балансировки поршневых машин , заключающийс  в том, что машину вибрируют и по амплитуде вибрации суд т о дисбалансе машин, отличаюи ийс  тем, что, с целью повышени  точности балансиЧ . I L V Ц1У-Г iiv/Ui- bJJV- ровки, вибрацию создают на частоте вращени  вала мащины, измен ют амплитуду и фазу вибрации по отношению к углу поворота этого вала, а о дисбалансе суд т п7м и им1л;;ой7м ;лйтуде и ф.зе вибрации. 2. Устройство дл  балансировки поршневых машин, содержащее вибростенд дл  установки машины, генератор статического и моментного дисбаланса и привод вращени  вала машины, отличаюш,еес  ш, что оно снабжено отметчиком числа оборотов вала, соединенным с ним синхронизатором и двум  пеТе мещени  в вертикальном направлении, а другой -,в осевом направлении. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1 Авторское свидетельство СССР № 291118, кл. G 01 М 1/38, 1969. Figure 1 The claims of the invention 1. The method of balancing piston machines, which consists in vibrating the machine and judging by the amplitude of the vibration of the imbalance of the machines, is distinguished by the fact that, in order to improve the accuracy of the balance. ILV Ts1U-G iiv / Ui-bJJV-vibrovka, create vibration at the frequency of rotation of the shaft maschiny, change the amplitude and phase of vibration in relation to the angle of rotation of the shaft, and the imbalance is judged 7 m and im; l; these vibrations. 2. A device for balancing piston machines, containing a shaker for mounting the machine, a static and moment unbalance generator and a drive for rotating the shaft of the machine, distinguished by the fact that it is equipped with a shaft speed indicator connected to it by a synchronizer and two movements in the vertical direction, and the other, in the axial direction. Sources of information taken into account in the examination of 1 USSR Author's Certificate No. 291118, cl. G 01 M 1/38, 1969. 2. Колебани  элементов аксиально-поршневых гидромашин. Под ред. К. В. Фролова. М., «Машиностроение, 1973, с. 29 (прототип ) .2. The oscillations of the elements of axial-piston hydraulic machines. Ed. K.V. Frolova. M., “Mechanical Engineering, 1973, p. 29 (prototype).