ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Суетин, А. П. Устинов. Станок для статической балансировки автомобильных шип из "Теория и практика балансировочной техники " Проблема надежной работы высокоскоростных турбомашин в значительной мере определяется долговечностью конструкции подшииникового узла, на элементы которого в работающей машине действует достаточно широкий спектр возмущающих сил (рис. 1). [c.44] Принциииальные трудности в настоящее время возникают в точности уравновешивания высокоскоростных роторов турбомашин с совмещенными опорами [1, 2] из-за многообразия источников помех, непостоянства скорости вращения балансируемого ротора, жесткого крепления турбомашины в сборе, что предопределяется самой конструкцией и условиями работы машины. [c.44] СКОРО эталонирования нз-за мелкосерийного н индивидуального характера производства турбомаиши возникли трудности, преодоление которых внесло ряд особенностей в функциональные схемы измерительных устройств. [c.46] В настоящей работе рассматривается вопрос змерения фазы сигнала от дисбаланса при наличии помех в реальной турбомашине. Простейшая структурная схема измерителя места неуравновешенности обычно состоит из усилителя, осуществляющего предварительную селекцию сигнала от дисбаланса, формирующего устройства опорного сигнала, по отношению к которому отсчитывается начальная фаза дисбаланса, и измерителя фазы. [c.46] Анализ действия помехи на измерительное устройство показывает, что при постоянной скорости вращения ротора статистические характеристики помех за время измерения существенно не меняются, т. е. помехи являются стационарными. В простейшем случае, при условии абсолютно уравновешенного вращающегося ротора на вход устройства действует аддитивная нор-.мальная помеха. Тогда при получении сигнала от дисбаланса одна только помеха вызовет флюктуации показаний измерителя. Среднеквадратическая нестабильность фазы составит при этом о 104°. [c.46] В реальной турбомашине частота вращения ротора за время измерения медленно и непрерывно изменяется, что приводит к необходимости введения в балансировочные устройства систем автоподстройки (АПЧ) и импульсно-фазовой автоподстройки частоты (ИФАПЧ) (рис. 2). [c.46] При изменении скорости вращения ротора в рабочей точке поддиапазона, выбираемой предварительной настройкой избирательного усилителя (ИУ), сигнал на выходе усилителя получит фазовый сдвиг. Это отразится на величине выходного напряжения фазового детектора (ФД). Изменение величины напряжения ФД с помощью управляющего элемента (УЭ — варикапа, реактивной лампы) вызовет подстройку НУ (резонансного контура, четырехполюсника) на новую частоту вращения. [c.46] В случае отсутствия системы АПЧ в измерительном устройстве, имеющем избирательный усилитель, например, с добротностью Q = 30, такое изменение частоты вращения вызвало бы фазовую погрешность порядка 51°. С помощью импульсно-фазовой автоподстройки частоты (ИФАПЧ) возможно также осуществить электрическое эталонирование, что крайне необходимо при индивидуальном и мелкосерийном производстве балансируемых турбомашин. В этом случае система ИФ.АПЧ служит в качестве генератора синусоидального сигнала, синхронного и синфазного с опорным, механически не связанного с высокоскоростным ротором. [c.48] На рис. 6 изображена блок-схема балансировочной машины, построенная на основании результатов, полученных для оптимальных измерителей параметров сигнала от дисбаланса в присутствии помех. [c.50] Анализ экспериментальных данных схемы балансировочной машины с оптимальным определением фазы сигнала от дисбаланса показал, что точность измерения фазы с учетом помех, создаваемых в работающей турбомашине, может, например, оцениваться дисперсией а ,, = 0,025(2,5 -е 3°). Это позволяет рекомендовать приведенную схему при проектировании и совершенствовании измерительных устройств балансировочных машин. [c.51] Процесс уравновешивания валопровода в собственных подшипниках представляет последовательность балансировочных циклов, каждый из которых включает установку балансировочных грузов, пуск агрегата и последующий останов. При пуске производятся замеры вибраций, которые составляют основную часть исходных данных для расчета. Балансировочные грузы устанавливают в доступных плоскостях валопровода, расиоло-женны.х в разных местах вдоль его оси, н варьируют по массе и углу установки. [c.52] Выбор обоснованного варианта установки балансировочных грузов для каждого балансировочного цикла составляет содержание алгоритма балансировочных расчетов. Мы не будем рассматривать приемы измерений вибрации при уравновешивании в условиях электростанций. Под вибрацией ниже понимается комплексное (векторное) значение гармонической составляющей вибрации с основной оборотной частотой. Все комплексные величины обозначаются знаком вектора, если такой знак отсутствует, то подразумевается или модуль комплексной величины, или действительная величина. [c.52] Очевидно, что при /г —оо выражение (3) равносильно соотношению (4), таким образом наиболее общей является формулировка функции (3). [c.53] Минимизация суммы квадратов амплитуд, сложенная с их дисперсиями, при расчетах уравновешивающих грузов используется достаточно часто. При этом предполагается, что значення ац, известны, а их дисперсии назначаются произвольно. [c.53] Представив комплексные величины в алгебраической форме, произведя соответствующие подстановки и преобразования, из выражений (1), (5), (6) и (7) получим систему линейных уравнений с 2К неизвестными, т. е. [c.54] Практически нельзя ограничиваться только этим вариантом решения, поскольку гораздо более распространенной при уравновешивании является ситуация, когда значения а,т, и Da, , неизвестны или определены весьма приближенно. В связи с этим рассмотрим такую постановку задачи по замерам вибрации и значением установленных грузов при проведении балансировочных пусков (так называемых пробных пусков) определить значения уравновешивающих грузов. [c.55] Порядок сравнения пусков, который предусматривается выражением (10), является не единственным и в общем случае не оптимальным. [c.55] При наличии погрещиостей имеет также значение, из замеров какого пуска образуется матрица [А]. Таким образом, если матрицу [Л] образовать из замеров пуска 0, а матрицы [а] и [D], пользуясь выражением (10), то решение, полученное из соотношения (9), по критерию (5) не будет оптимальным. [c.55] Вполне понятно, что все приведенные рассуждения распространяются на случай уравновешивания при различных скоростях вращения. Таким образом, в расчет могут быть введены замеры вибрации Л на различных скоростях вращения в различных точках на валу, опорах, корпусах и фунда.менте агрегата. При введении в расчет разнородных замеров необходимо применять коэффициенты нормирования для амп.литуд вибраций, обеспечивающие их соответствие с точки зрения качественной оценки уровня вибрации. [c.56] Разность значений А и А обычно выходит за пределы воз--можной погрешности измерительной аппаратуры и объясняется в основном погрешностью объекта измерения, т. е. переменны.м вибрационным состоянием балансируемого агрегата. Можно считать, что помимо дисбаланса, вибрация зависит от неконтролируемых тепловых деформаций, а также от точности установки балансировочного числа оборотов. Тепловое состояние агрегата. меняется во времени, асимптотически приближаясь к установившемуся. По разным соображениям достичь установившегося теплового состояния агрегата при балансировке не удается. Таким образо.м, разные балансировочные пуски, строго говоря, несопоставимы. Эта несопоставимость непосредственно обнаружится, если агрегат пустить дважды в разное время при одной установке балансировочных грузов. Практически такой способ обнаружения погрешности является непрнемлемы.м. Изменение состояния агрегата между замера.ми А и А моделируют возможное несоответствие состояний агрегата при разных пусках. [c.57] Вернуться к основной статье