ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2292535

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ И МНОГОКРАТНОЙ БАЛАНСИРОВКИ РОТОРОВ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ И МНОГОКРАТНОЙ БАЛАНСИРОВКИ РОТОРОВ

Имя изобретателя: Козин Виктор Михайлович (RU); Баранов Евгений Витальевич (RU); Фролов Петр Викторович 
Имя патентообладателя: Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН
Адрес для переписки: 681005, Хабаровский край, г. Комсомольск-на-Амуре, ул. Металлургов, 1, ИМиМ ДВО РАН
Дата начала действия патента: 2005.10.31 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для автоматической и многократной балансировки роторов машин и механизмов. Устройство представляет конструкцию из балансировочной камеры, установленной на роторе и частично заполненной легкоплавким веществом. Стенки этой камеры способны улавливать световую энергию, преобразовывать ее в тепловую и передавать ее легкоплавкому веществу, которое при его расплавлении и вращении ротора на закритической скорости располагается в стороне, противоположной дисбалансу, и тем самым балансирует ротор. Техническим результатом является повышение процесса эффективности балансировки роторов.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для автоматического и многократного уравновешивания роторов машин и механизмов.

Известно решение для автоматической балансировки роторов (RU 2241215, кл. 7 G 01 М 1/32), где в качестве компенсирующих масс используются легкоплавкие вещества, способные неоднократно изменять свое агрегатное состояние в зависимости от температуры и находящиеся в закрытой цилиндрической камере и частично ее заполняющие. Тепло для разогревания легкоплавкого вещества производит теплопроизводящий элемент, состоящий из короткозамкнутой обмотки и магнита, возбуждающего в обмотке электродвижущую силу при дисбалансе ротора. При этом магнит расположен в немагнитном кожухе с зазором и жестко связан со статором, а балансировочная камера и находящийся внутри нее кожух закреплены на статоре при помощи гибких резиновых колец с возможностью перемещения магнита.

Недостатком решения является сложность устройства

Сущность изобретения заключается в разработке более простого устройства для осуществления балансировки роторов.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в повышении процесса эффективности балансировки роторов.

Существенные признаки, характеризующие изобретение

Ограничительные признаки: устройство для автоматической и многократной балансировки роторов, содержащее устанавливаемую на ротор балансировочную камеру, частично заполненную отвердевающим материалом, в качестве которого используют легкоплавкое вещество, обладающее способностью расплавляться и отвердевать при подводе и отводе теплоты.

Отличительные признаки: внешняя часть балансировочной камеры выполнена из материала, обладающего светопоглощающей способностью и теплопроводностью, при этом боковые стенки балансировочной камеры состоят из внешнего слоя, обладающего прозрачностью для световых волн и имеющего низкий коэффициент теплопроводности, следующего слоя из материала с максимальным коэффициентом поглощения света, и внутреннего слоя, обладающего высоким коэффициентом теплопроводности, подвод тепла осуществляется устройством, излучающим свет, а отвод за счет естественного отвода энергии.

Общеизвестно, что при вращении неуравновешенного ротора на закритической скорости свободные массы, обладающие несколькими степенями свободы и находящиеся в роторе, стремятся занять положение, противоположное дисбалансу.

Изобретение осуществляется следующим образом

Балансировочная камера цилиндрической формы установлена на роторе. Она частично заполнена легкоплавким веществом, в качестве которого может быть использовано любое вещество, способное расплавляться и принимать жидкое состояние при подводе теплоты и отвердевать при ее отводе. Внешняя часть балансировочной камеры выполнена из материала, обладающего светопоглощающей способностью и теплопроводностью. В качестве источника световых лучей используют излучатель, способный генерировать световые лучи и направлять их на балансировочную камеру. В составе конструкции имеется датчик вибрации опор, который управляет работой излучателя.

При вращении ротора на закритической скорости вибрация ротора передается на его опоры и датчик снимает уровень вибрации. При ее недопустимом уровне этот сигнал передается на командное устройство, которое, в свою очередь, включает излучатель. На внешнюю сторону балансировочной камеры поступают световые лучи, которые посредством светопоглощающей поверхности балансировочной камеры преобразуются в тепловую энергию. Стенки балансировочной камеры имеют составную конструкцию для передачи подавляющей части тепловой энергии вовнутрь к легкоплавкому веществу. Под действием тепла легкоплавкое вещество начинает расплавляться и меняет свое агрегатное состояние с твердого на жидкое. Под действием центробежных сил на закритических оборотах вращения ротора массы в качестве легкоплавкого вещества начинают переходить на более «легкую» сторону ротора и таким образом балансируют ротор. При вращении сбалансированного ротора уровень вибрации опор резко снижается и командное устройство отключает излучатель. Затем в процессе вращения легкоплавкое вещество отвердевает в результате естественного теплоотвода энергии и ротор фиксируется в сбалансированном состоянии. При возникновении по разным причинам повторного дисбаланса устройство автоматически балансирует ротор по описанной выше схеме.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ И МНОГОКРАТНОЙ БАЛАНСИРОВКИ РОТОРОВ

Изобретение поясняется чертежом, где показано сечение ротора по его оси симметрии. На роторе 1 установлена балансировочная камера 2, частично заполненная легкоплавким веществом 3. Боковые стенки балансировочной камеры имеют трехслойную конструкцию. Внешний слой 4 выполнен из материала, обладающего прозрачностью для световых волн и имеющего низкий коэффициент теплопроводимости, следующий слой 5 выполнен из материала с максимальным коэффициентом поглощения света, внутренний слой 6 выполнен из материала с высоким коэффициентом теплопроводности. Для контроля уровня колебаний на опоре расположен датчик вибрации 7, который соединен с командным устройством 8, запрограммированным на включение излучателя света 9 при недопустимой вибрации и выключение его при соответственно низкой вибрации.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Устройство для автоматической и многократной балансировки роторов, содержащее устанавливаемую на ротор балансировочную камеру, частично заполненную отвердевающим материалом, в качестве которого используют легкоплавкое вещество, обладающее способностью расплавляться и отвердевать при подводе и отводе теплоты, отличающееся тем, что внешняя часть балансировочной камеры выполнена из материала, обладающего светопоглащающей способностью и теплопроводностью, при этом боковые стенки балансировочной камеры состоят из внешнего слоя, обладающего прозрачностью для световых волн и имеющего низкий коэффициент теплопроводности, следующего слоя из материала с максимальным коэффициентом поглощения света и внутреннего слоя, обладающего высоким коэффициентом теплопроводности, причем для контроля колебаний на опоре расположен датчик вибрации, который соединен с командным устройством, запрограммированным на включение излучателя света, подвод тепла осуществляется устройством, излучающим свет, а отвод за счет естественного отвода энергии.

Версия для печати
Дата публикации 17.02.2007гг


вверх