Методы фаз основываются на определении положения бьющих точек при начальном пуске и пуске с пробной массой тп , установленной в разных положениях. При испытаниях на дорезонансных частотах вращения бьющая точка соответствует "тяжелому месту", а ее положение определяется углом сдвига фазы колебаний по сравнению с пуском без mп .
Метод двух пусков состоит в пусках без пробной массы и с пробной массой тп , устанавливаемой под углом 180°, и измерении углов сдвига фаз по сравнению с начальным пуском. Метод трех пусков предполагает измерение фаз колебаний, полученных при начальном пуске и пусках с пробной массой, устанавливаемой последовательно в трех положениях под углом 120°.
Описанные методы требуют применения сложного комплекса дорогой аппаратуры и методик, связанных с необходимостью многоточечных измерений векторов колебаний, в том числе фазовых углов. При этом возникают проблемы достижения высокого уровня сбалансированности, так как именно фазоизмерители вносят наибольший вклад в ошибку измерений, потому что допускаемая паспортная ошибка подобных приборов составляет не менее ± 5°. Полученные расчетные значения массы балансировочного груза и угла его установки часто являются только ориентировочными и требуют скрупулезной подгонки с многократными пробными пусками.
Авторами разработана новая методика [2], не связанная с необходимостью измерения фазы. Математическая модель способа основана на анализе векторной диаграммы перемещений шпинделя (рис. 6). Диаграмма содержит три параллелограмма, построенных на модуле вектора устраняемого дисбаланса D (во всех трех параллелограммах отрезок D является одной из сторон). Вторая сторона этих параллелограммов также одинакова по величине - это модуль вектора пробной массы Т . Диагонали параллелограммов - модули измеренных амплитуд колебаний при трех пусках R1, R2 и R3 при разных углах установки тарировочного груза. Углы между сторонами параллелограммов равны ?, (90° + ?), (180° - ?).
Рис. 6. Векторная диаграмма для компьютерного расчета дисбаланса
Таким образом, по тригонометрическим формулам можно составить систему из трех трансцендентных уравнений с тремя неизвестными D, T и а:
где R1, R2 и R3 - измеренные амплитуды колебаний при трех вариантах установки тарировочного груза - соответственно 0, 90 и 180°; T - амплитуда колебаний станины от действия тарировочного груза; D - начальный дисбаланс; ? - угол расположения начального дисбаланса.
Решая полученную систему численным методом на компьютере, определяем затем величину корректирующей массы:
угол а, в программе предусмотрена специальная компьютерная процедура. Проблема точности балансировки ротора состоит еще и в том, что, как правило, величины рассчитанной корректирующей массы и угла ее установки получаются дробными. Округление значений приводит к появлению значительного остаточного дисбаланса, что снижает эффект балансировочной процедуры.
Кроме того, даже если значение угла установки и будет выражено целым числом, оператор не имеет возможности точно его реализовать, так как установка корректирующего груза производится по рискам, нанесенным на периферии балансировочной канавки. Поэтому в завершающей стадии компьютерного расчета проводится поиск таких целочисленных значений масс двух корректирующих грузов, которые входили бы в балансировочный комплект оператора, а также целочисленных значений углов их установки. Вопрос повышения точности угловой установки решается в случае применения новой конструкции балансировочного груза (устройство запатентовано [2]).
Проведенные в цеховых условиях эксперименты показали, что после установки выбранных компьютером балансировочных грузов в расчетные положения амплитуда колебаний ротора от остаточного дисбаланса составила 0,0475 мкм при среднеквадратичном отклонении 0,00433 мкм (данные получены осреднением результатов четырех дублирующих экспериментов).
Применение микропроцессорного устройства позволило выполнить все процедуры для одной установки и расчета по ней за 7 минут, в то время как стандартная методика с расчетом на калькуляторе и построением векторных диаграмм для подобной работы потребовала более 60 минут, причем из-за недостаточной точности расчетов по стандартной методике и невозможности реализовать точную величину балансировочной массы пришлось в течение более 90 минут добалансировать шпиндель для до-стижения требуемого минимума амплитуды колебаний, вызванных дисбалансом.
Источник: ВЕСТНИК КГТУ им. А.Н. ТУПОЛЕВА. 2005. № 1
© 2005 г. В.А. Рогов, докт. техн. наук, Г.Г. Позняк, докт. техн. наук, Р.Г. Мухарлямов, докт. физ.-мат. наук
УДК 621.9:658
Скачать бесплатно теоретические основы балансировки роторов турбокомпрессоров
Приобететение доступа к файлам
ВНИМАНИЕ: Данная информация получена путем сканирования, цифровой обработки физических носителей или обмена с неравнодушными пользователями. Она не имеет отметок грифа секретности и тайны, если вы считаете, что эта информация нарушает Ваши авторские или другие права. Незамедлительно сообщите администратору для удаления ее из портала.