Ви є тут

Забезпечення працездатності нечутливих до сил ваги некласичних автобалансирів

Автор: 
Невдаха Юрій Андрійович
Тип роботи: 
Дис. канд. наук
Рік: 
2004
Артикул:
3404U000347
129 грн
Додати в кошик

Вміст

РОЗДІЛ 2.
ТЕХНІЧНІ РІШЕННЯ ЗАДАЧІ УСУНЕННЯ ЧУТЛИВОСТІ КВ ДО СИЛ ВАГИ У НЕКЛАСИЧНИХ АБП
2.1. Технічні рішення задачі усунення чутливості КВ до сил ваги у некласичних АБП - конструкції нових АБП
У класичних АБП - маятникових, кільцевих та кульових, КВ діють на вал чи бігову доріжку зі значними силами, бо їх центри мас віддалені від осі обертання. В [13] вперше запропоновано використовувати для зрівноваження роторів КВ у вигляді двох зв'язаних під прямим кутом маятників, насаджених на осі, перпендикулярні валу. Приклади конкретного виконання, принцип дії та ефективність зрівноваження ротора такими пристроями розглянуті в роботах [14, 59-61]. КВ у таких пристроях діють на осі, на які насаджені, тільки із силами, необхідними для зрівноваження дисбалансу, що значно зменшує сили тертя і підвищує якість балансування ротора. Коли осі жорстко зв'язані з валом чи ротором, то маятники розганяються чи гальмують синхронно з ротором, тому нечутливі до зміни кутової швидкості обертання.
Ідеальній роботі пристроїв зі зв'язаними під прямим кутом маятниками заважають сили ваги, бо відхиляють маятники від положення, в якому вони зрівноважують ротор. За наявними матеріалами в роботі [17] вперше запропоновано для усунення чутливості маятників до сил ваги, до однієї пари маятників додавати другу і на рух двох пар накладати в'язі, що дозволяють їм повертатися відносно ротора на рівні кути в один чи протилежні боки. Треба зауважити, що раніше пропонувалося застосовувати в'язі з іншими цілями: для усунення чутливості КВ до зміни кутової швидкості обертання ротора [10, 11]; для усунення дії КВ на осі, на які вони насаджені [13-15]; для забезпечення спокійного розгону і гальмування ротора [13-14].
Розглянемо приклади конкретного виконання нових пристроїв [17].
Приклад 1. На рис. 2.1 зображений запропонований пристрій. Він містить дві пари з'єднаних під прямим кутом маятників - 1, 2, вісі 3 і 4, перпендикулярні осі 5 вала ротора, на які насаджені маятники, зубчасті колеса 6, 7, що кінематично з'єднують пари маятників 1, 2. Пристрій встановлюється всередину порожнистого вертикально розташованого ротора.
Пристрій працює так. На закритичній швидкості обертання площина маятників суміщається з площиною осі вала і вектора статичного дисбалансу. Потім маятники повертаються навколо осей 3, 4 у легкий бік ротора і тим самим зменшують статичний дисбаланс. Тому при зменшенні дисбалансу робота нового пристрою аналогічна роботі пристрою без запропонованих в'язей. Але новий пристрій не буде чутливий до сил ваги, бо центри мас пар маятників у полі сил ваги рухаються вздовж вертикалі - осі 5 - у протилежних напрямках і сумарна робота цих сил дорівнює нулеві. Такий рух досягається завдяки накладеним в'язям, які здійснюються зубчастими колесами 6, 7. Колеса дозволяють повертатися парам маятників на рівні кути в один бік ротора. Один пристрій може зрівноважити статичний дисбаланс вертикально розташованого ротора. Два пристрої, розташовані один під другим, зрівноважують ротор у двох площинах корекції. Тому вони здатні повністю зрівноважити ротор - усунути статичний і динамічний дисбаланси.
Приклад 2. На рис. 2.2 показаний другий варіант пристрою. В ньому, на відміну від першого, між колесами 6, 7 розташоване колесо 8. Тому центри мас пар маятників повертаються навколо осей 3, 4 на рівні кути у протилежні боки ротора.

Рис. 2.1 АБП за прикладом 1 Рис. 2.2 АБП за прикладом 2
Пристрій працює при будь-як розташованому роторі, але усуває тільки динамічний (моментний) дисбаланс. На закритичних швидкостях обертання площина маятників суміщається з площиною динамічного дисбалансу. Потім маятники повертаються на кут, потрібний для його усування. Завдяки накладеним в'язям у вигляді зубчастих коліс 6, 7, 8 центри мас пар маятників переміщуються на рівні відстані у протилежних напрямках. Тому при будь-якому положенні ротора робота сил ваги дорівнює нулю і маятники не чутливі до сил ваги. Балансування ротора за допомогою пристрою може здійснюватися після попереднього усунення статичного дисбалансу. Так, треба до початку експлуатації ротора визначити його легкий бік і в ньому встановити на потрібні кути КВ 9, 10.
Приклади 3, 4. Якщо осі маятників будуть жорстко зв'язані з валом ротора, то маятники (як і в АБП без запропонованих в'язей) будуть обертатися з ротором синхронно. Але для зрівноваження статичного чи динамічного дисбалансів ротора потрібно встановлювати два запропонованих АБП, з осями, перпендикулярними одна одній. Тоді пристрої будуть зрівноважувати статичний чи динамічний дисбаланс по його складовим, що лежать у їх площинах.
Приклад 5. Усередині вертикально розташованого ротора можна встановити чотири АБП з прикладу 1, з осями, жорстко зв'язаними з ротором і встановленими під прямим кутом одна до одної. Такий пристрій буде синхронно обертатись із ротором, буде нечутливим до сил ваги і буде повністю зрівноважувати ротор (усувати його статичний і динамічний дисбаланси).
Дослідження, проведені у [62, 63] показали, що, крім зв'язаних під прямим кутом маятників, автобалансуючі властивості мають інші тіла, а саме - півсфера, півкуля, півкільце, напівкруг та інші. Застосування таких тіл замість зв'язаних під прямим кутом маятників значно збільшує балансувальну ємність нових пристроїв при незмінних габаритних розмірах. З врахуванням цього, у [18], запропоновані й інші подібні конструкції АБП, але з іншими КВ.
Приклади 6, 7. На рис. 2.3, 2.4 показані варіанти пристроїв, призначених для зрівноваження статичних дисбалансів у вертикально розташованих роторах.
У двох варіантах пристроїв замість зв'язаних під прямим кутом маятників використані зубчасті напівкруги 1. В обох пристроях КВ насаджені на поперечні осі 4 і можуть повертатися навколо них на рівні кути у протилежні боки. Разом КВ можуть повертатися навколо поздовжньої осі 3. У першому пристрої, зображеному на рис. 2.3, КВ розміщені у середині порожнистого ротора 5. У другому пристрої, зображеному на рис. 2.4, КВ роз