ЖУРНАЛ «СТА» №1/2008

СТА 4/2001 www.cta.ru 48 РАЗРАБОТКИ МАШИНОСТРОЕНИЕ В ВЕДЕНИЕ Современная техника предъявляет всё возрастающие требования к точно- сти балансировки и определению мас- соцентровочных и инерционных ха- рактеристик (МЦИХ) жёстких меж- опорных роторов, в частности, главных моментов инерции, смещения центра масс, угла отклонения главной про- дольной центральной оси инерции ро- тора от оси вращения и других. Мерой неуравновешенности тела яв- ляется дисбаланс — векторная величи- на, равная произведению неуравнове- шенной массы на ее эксцентриситет. Дисбаланс полностью определяется значением и углом в системе коорди- нат, связанной с осью ротора. Процесс определения значения и угла дисба- ланса ротора и уменьшения их величин корректировкой масс называют балан- сировкой ротора. При статической ба- лансировке определяют и уменьшают главный вектор дисбалансов обычно в одной плоскости. Статическую неурав- новешенность можно определить без вращения ротора с помощью силы тя- жести. При этом статическая баланси- ровка не позволяет выявить и устра- нить динамическую неуравновешен- ность ротора [1]. Однако в процессе эксплуатации для функционирования ротора с заданной точностью его ось вращения должна совпадать с его главной продольной центральной осью инерции. Решение этой задачи может быть выполнено только методом моментного уравнове- шивания ротора после его сборки. Ди- намическая балансировка уменьшает как главный вектор, так и момент дис- балансов ротора. Она требует враще- ния ротора и обязательно двух плоско- стей коррекции. Для устранения дейст- вия нагрузок от массы тела баланси- ровка ротора выполняется при верти- кальном положении оси вращения. Использование газостатических под- шипников обеспечивает отсутствие механического контакта между поверх- ностью ротора и поверхностями под- шипников и исключает износ поверх- ности ротора в процессе его баланси- ровки (что может быть полезно, напри- мер, при балансировке роторов лета- тельных аппаратов и в ряде других от- ветственных приложений). О БЪЕКТ БАЛАНСИРОВКИ Объект представляет собой тело вра- щения (жёсткий ротор) с двумя плос- костями коррекции. В каждой плоско- сти имеются равномерно расположен- ные по окружности резьбовые отвер- стия, угловые положения которых из- вестны и связаны с системой коорди- нат ротора, для установки контроль- ных и балансировочных грузов. О ПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ СТЕНДА Работы по динамической баланси- ровке роторов и определению их МЦИХ выполняются на вертикальном низкочастотном балансировочном стенде с «жесткими» измерительными опорами в виде двух конических газо- статических подшипников. Стенд так- же оборудован пневмораспредели- тельной системой (ПРС), предназна- ченной для очистки воздуха и стабили- зации его давления. Конструктивно балансировочный стенд (рис. 1) выполнен в виде массив- ного фундамента, на вертикальной стойке которого закреплены верхняя и нижняя измерительные опоры. Опоры представляют собой плоскопараллель- ные подвески, к упругим пластинам которых крепятся соответственно верхний и нижний конические газо- статические подшипники. Нижняя опора с помощью механизма регули- ровки радиальных зазоров имеет воз- можность продольного (вдоль оси ро- тора) перемещения. Установочные ба- зы подшипников соответствуют уста- новочным базам ротора. Подшипники оборудованы пневматическими приво- дами для разгона и торможения рото- ра, воздух в которые от пневмосети по- сле очистки и осушки поступает через электромагнитные пневмораспредели- тели (клапаны), входящие в состав ПРС стенда. В упругих подвесках каждого из под- шипников установлены включенные по дифференциальной схеме датчики силы, измеряющие реакции опор на проявления динамической неуравно- вешенности ротора при его вращении. На рис. 1 показаны только датчики верхнего подшипника, датчики в под- весках нижнего подшипника установ- лены аналогично. Для определения частоты вращения ротора используется световодный фото- датчик. Светоотражающее зеркало на цилиндрической части боковой поверх- ности ротора с помощью клея закрепля- ется на уровне свободного торца свето- вода, и его угловое положение однознач- но связано с системой координат ротора. З АДАЧИ , РЕШАЕМЫЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМОЙ Автоматизированная система кон- троля и управления (СКУ) процессом Автоматизированная система балансировки роторов В статье описывается автоматизированная система для выполнения работ по динамической балансировке роторов на вертикальном балансировочном стенде с газостатическими подшипниками. Дмитрий Егоров, Любовь Глазырина, Петр Жиганов, Александр Ключников, Александр Пелевин