СТАНОК ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКОЙ БАЛАНСИРОВКИ ИЗДЕЛИЙ

Станок относится к машиностроению, в частности, к оборудованию для определения динамического дисбаланса роторов генераторов, тяговых моторов, крыльчаток двухопорных вентиляторов и других изделий с разнесенными осями.
Известен балансировочный станок согласно патенту РФ №2046310 G01M 1/22,. 1995 г, содержащий основание, размещенные на нем две направляющие, гибкую опору, выполненную в виде двух параллельно установленных стоек. Стойки установлены с возможностью перемещения вдоль направляющих. Имеются две люльки для размещения балансируемого объекта, каждая из которых соединена с соответствующей стойкой шарнирно посредством тяг и смонтирована с возможностью плоскопаралельного перемещения относительно стойки. Станок снабжен фазоотметчиком вращения балансируемого изделия, датчиками информационного сигнала, выполненными в виде датчиков виброускорения, и микропроцессорным блоком обработки сигнала. Соединение двух люлек, несущих балансируемый объект, шарнирно посредством тяг с двумя параллельно установленными на основании стойками усложняет конструкцию станка, а наличие трения в стыках четырех шарниров неблагоприятно влияет на качество процесса балансировки, снижая точность определения фазы и амплитуды неуравновешенной массы объекта.
Известно устройство для динамической балансировки изделий согласно патенту РФ №2225602. G01M 1/22, 2004 г., бюл.№7, содержащее
станину с установленной на ней опорой для балансируемого изделия, две вибровоспринимающие системы с симметрично установленными упругими элементами, при этом один конец упругих элементов вибровоспринимающей системы закреплен неподвижно на опоре, а второй конец упругих элементов этой же вибровоспринимающей системы соединен с платформой установочного места для балансируемого изделия. Имеются двигатель вращения, балансировочная оправка и датчики вращения и колебаний, соединенные с измерителем дисбаланса. Устройство содержит дополнительно связанную через шарнирное соединение с неподвижной частью двигателя платформу, прикрепленную к одному концу упругих элементов второй вибровоспринимающей системы, а вторые концы этих упругих элементов соединены неподвижно со стойками станины, а балансировочная оправка соединена с валом двигателя вращения.
Недостатком устройства по патенту РФ №2225602 является то, что при балансировке балансируемый объект устанавливается консольно на шпинделе, являющемся одновременно и валом двигателя вращения. Результатом консольной установки являются перекосы упругих элементов и дополнительные их деформации, снижающие качество процесса балансировки. Указанное консольное размещение балансируемого объекта ограничивает диапазон изделий деталями типа дисков: автомобильных шин, маховиков, шлифовальных кругов и т.п.
Известен станок для динамической балансировки изделий, содержащий основание, размещенные на направляющих две опоры, выполненные с возможностью наладочного перемещения по направляющим, две вибровоспринимающие системы, две траверсы со спаренными сферическими роликами для размещения на них балансируемого изделия, каждая из траверс соединена с платформой с возможностью наладочного вертикального перемещения, а платформы смонтированы с возможностью плоскопараллельного смещения относительно опор, привод вращения и
измеритель дисбаланса (Каталог фирмы Шенк, В 1124, Балансировочные станки, стр.8).
Указанный станок выбран за прототип.
Основной недостаток устройства по прототипу - консольное расположение спаренных сферических роликов приводит к угловым смещениям их, особенно при значительных массах изделий, что снижает точность балансировки. Снижению точности способствуют разные угловые смещения спаренных роликов на обеих траверсах, а также проскальзывание в приводной ременной передаче из-за непосредственного контакта ремня и изделия.
Задачей полезной модели является повышение качества процесса балансировки, повышение точности определения фазы и амплитуды неуравновешенности изделия.
Технический результат поставленной задачи достигается тем, что в станке для динамической балансировки изделий, содержащем основание, размещенные на направляющих две опоры с возможностью наладочного перемещения по направляющим, две вибровоспринимающие системы, две траверсы со спаренными сферическими роликами для размещения на них балансируемых изделий, каждая из которых соединена с платформой с возможностью наладочного вертикального перемещения, а платформы смонтированы с возможностью плоскопараллельного смещения относительно опор, привод вращения и измеритель дисбаланса, проведены следующие усовершенствования. В предлагаемом станке для динамической балансировки изделий обе траверсы выполнены с параллельными стенками, между которыми закреплены две поперечные оси с подшипниками качения, на которых расположены сферические ролики для установки и базирования на них балансируемого изделия.
На чертежах на фиг.1 показана структурная схема станка, на фиг.2 - стойка с вибровоспринимающей системой и симметрично установленными упругими элементами, разрез А-А на фиг.1, на фиг.3 и фиг.4 - траверса с
параллельными стенками и смонтированными между стенками сферическими роликами для установки и базирования балансируемого изделия, разрез Б-Б на фиг.2.
Станок содержит неподвижное основание 1 с установленным на ее переднем выступе 2 двигателем вращения 3 и с передвигаемой по направляющим 4 опорой 5. На опоре 5 симметрично закреплены концы упругих элементов 6, вторые концы которых присоединены к платформе 7. На платформе 7 установлены две вертикальные скалки 8, несущие траверсу 9. Траверса 9 смонтирована с возможностью наладочного вертикального перемещения по скалкам 8 винтом 10, а ее положение может фиксироваться, например, болтами 11. На направляющих 4 устанавливается вторая опора 12 с возможностью наладочного перемещения по ним. На опоре 12 симметрично закреплены концы упругих элементов 13, аналогичных элементам 6, вторые концы которых присоединены к платформе 14. На платформе 14 установлены вертикальные скалки 15, несущие траверсу 16, смонтированную с возможностью наладочного вертикального перемещения по скалкам 15 (фиг.1 и фиг.2). Датчик вращения 17 установлен на двигателе вращения 3, а датчики колебаний 18 и 19 смонтированы на опорах 5 и 12 (фиг.2) с возможностью контакта с платформами 7 и 14 для отслеживания колебаний упругих элементов 6 и 13. Выходы датчиков 17, 18, 19 соединяются с измерителем дисбаланса 20. Траверсы 9 и 16 несут спаренные сферические ролики 21 с поперечными осями 22 и 23. Осуществляется двухопорный монтаж поперечных осей. На фиг.3 поперечная ось 22 выполнена зацело со сферическими роликами 21, размещенными в пазу 24. Они установлены на подшипниках 25 в соосных отверстиях параллельных стенок траверс 9 и 16 с помощью стаканов 26. На фиг.4 приведен вариант двухопорного монтажа роликов 21, когда поперечные оси 23 несут ролики 21 на подшипниках 27. Ось 23 неподвижна, закреплена гайкой 28 на стенке 29 траверсы. Второй конец оси 23 размещен в соосном отверстии пластины 30, которая установлена с другой стороны роликов 21 и скреплена с
траверсой, образуя параллельную стенку для второй опоры поперечной оси. На спаренных роликах 21 траверс 9 и 16 устанавливается балансируемое изделие 31 с возможностью соединения балансировочной оправкой 32 с валом двигателя 3. В качестве оправки 32 может быть использован карданный вал, позволяющий гибко связать выходной вал двигателя 3 с изделием 31. На скалках 8 и 15 размещены откидные прижимы 33.
Работает балансировочный станок следующим образом.
Выставляется положение опор 5 и 12 на направляющих 4 станка в зависимости от длины балансируемого изделия 31, используя возможность наладочных перемещений опор по направляющим 4 основания 1 относительно друг друга и двигателя 3. Для компенсации разницы диаметров балансируемых изделий 31 траверсы 9 и 16 устанавливаются по высоте винтами 9 так, чтобы ось изделия 32, установленного на роликах 21 траверс 8 и 16, и ось выходного вала двигателя 2 совпадали. Траверсы 8 и 16 на скалках 8 и 15 фиксируются болтами 11. После этого на спаренные ролики 21 при откинутом прижиме 33 мягко, без толчков укладывается балансируемое изделие 31 с использованием специальных домкратов (на чертежах не показаны). С помощью балансировочной оправки 32 балансируемое изделие 31 соединяется с двигателем вращения 3. Его плавному вращению способствует установка балансируемого изделия 31 на вращающихся относительно поперечных осей 22 или 23 роликах 21, а также контроль расположения балансируемого изделия 31 на сферических роликах 21 прижимом 33.
Когда изделие 31 приводят во вращение до частоты большей, чем частота колебаний платформ 7, 14 и траверс 9, 16, то сигналы с датчиков 18 и 19 от колебаний упругих элементов 6, 13 и датчика частоты вращения 17 поступают на измеритель дисбаланса 20, в котором происходит определение составляющих дисбаланса по величине и углу местонахождения неуравновешенной массы.
В процессе балансировки применяется известный метод форсированного разгона в зарезонансный режим, позволяющий определить дисбаланс и устранить его путем установки сваркой компенсирующих пластин или высверливанием материала определенной на балансировочном станке массы и в определенном месте.
Преимуществами полезной модели являются повышение качества процесса балансировки, а именно, повышение точности определения фазы и амплитуды неуравновешенной массы балансируемого изделия. Повышение качества балансировки достигается установкой поперечных осей 22, 23 траверс 9 и 16 в двух опорах на подшипниках 25 (фиг.3) или установка спаренных сферических роликов 21 с помощью подшипников 27 на поперечных осях 23 (фиг.4). Указанные конструкции монтажа спаренных сферических роликов 21 с помощью подшипников 25 или 27 на двух опорах исключают угловые деформации осей 22 или 23, особенно при значительных массах балансируемых объектов. При этом траверсы 9, 16, планшайбы 7, 14 равномерно нагружаются массой изделия 31, исключая возможное угловое смещение роликов 21 и балансируемого изделия 31 от действия дополнительного изгибающего момента, вызываемого консольным закреплением роликов 21 на поперечных осях 23 или 24 в траверсах 8, 16.