Специальные стенды для балансировки промоборудования
Подписаться на разделВ ряде случаев для проведения балансировки роторных механизмов возникает потребность в использовании специальных стендов.
Указанные стенды обычно разрабатываются для балансировки конкретных изделий или деталей. Причём главной целью их создания (естественно помимо достижения заданного качества балансировки) является необходимость сокращения издержек, связанных с приобретением и эксплуатацией штатных балансировочных станков. Ведь ни для кого не секрет, что стоимость этого вида оборудования высока и, в зависимости от массы и габаритных размеров балансируемых роторов, может колебаться от сотен тысяч до нескольких миллионов рублей.
В этой связи хотелось бы поделиться опытом, накопленным нашим предприятием при решении данных нестандартных балансировочных задач. Возможно, он будет полезен специалистам, стремящимся оптимальным образом решать задачи по балансировке выпускаемой ими продукции. Тем более, что сейчас появился новый относительно недорогой балансировочный прибор «Балком 1», который может использоваться в качестве измерительно-вычислительной системы в любых балансировочных стендах.
1. Стенды для балансировки канальных вентиляторов.
Когда в конце 90-х годов прошлого века на ЗАО «Вентиляторный завод «Лиссант» было начато производство канальных вентиляторов, возникла необходимость разработке специальных стендов для их балансировки.
Указанные стенды разрабатывались нашими специалистами совместно с конструкторским отделом ЗАО»Лиссант».
Основными требованиями, предъявляемыми к этим стендам, являлись высокая точность балансировки в двух плоскостях, характеризующаяся уровнем остаточной вибрации не выше 0,05 мм/сек на частоте вращения ротора, и производительность, которая должна была составлять не менее 20 изделий в час.
После ряда экспериментальных проработок была выбрана конструкция стенда, представленная на рис. 1.
Указанный стенд состоит из платформы 6, установленной на трёх пружинных опорах 7. Характеристики пружин выбраны таким образом,
чтобы собственная частота колебаний стенда на пружинах составляла не более 1/3 частоты вращения ротора канального вентилятора. Это обеспечивает эффективную отстройку стенда от установочного резонанса и способствует достижению высокого качества балансировки.
На платформе закреплён патрон 5 (цанговый или кулачковый), обеспечивающий возможность быстрого установа на стенд и съёма с него балансируемого вентилятора 4.
На платформе также закреплён кронштейн 9, используемый для крепления на стенде двух датчиков вибрации 2 и датчика фазового угла 3.
Датчики подключены к соответствующим входам измерительно-вычислительного блока прибора для балансировки 1, с помощью которого производится измерение вибрации вентилятора на частоте его вращения и расчет параметров корректирующих грузов, обеспечивающих надлежащее качество балансировки канальных вентиляторов.
Для повышения производительности балансировки в качестве корректирующих грузов используются наборы специальных пружинных клипс (разной массы), устанавливаемых на лопастях вентилятора.
В настоящее время на подобных стендах балансируются все типоразмеры канальных вентиляторов, изготавливаемых ЗАО «Вентиляторный завод «Лиссант».
2. Стенд для балансировки вакуумных насосов
Стенды для балансировки вакуумных насосов разрабатывались по заказу ОАО «Завод «Измеритель» в 2002 и 2009 годах.
Основным требованием при разработке данных стендов являлось обеспечение высокого качества балансировки высокоскоростных турбинных роторов насосов в сборе (в собственных подшипниках) на рабочей частоте вращения, которая для различных типов насосов может составлять 42000 – 60000 об/мин.
При этом фактическая величина остаточной неуравновешенности ротора должна была соответствовать требованиям, предъявляемым к роторам 1-го класса точности по ГОСТ 22061-76.
Конструкция рассматриваемых стендов, схематически представлена на рис. 2.
Как и в предыдущем случае, стенд выполнен в виде прямоугольной платформы 1, установленной на 4-х цилиндрических пружинах 2.
Следует отметить, что при проектировании и изготовлении платформы было предусмотрено наличие на ней продольных и поперечных рёбер жёсткости, что обеспечило максимально высокую жёсткость и одновременно минимизировало массу платформы.
Это позволило добиться высокой чувствительности стенда к действию сил неуравновешенности и одновременно исключить опасность возникновения резонансных колебаний (изгибных, крутильных и т.п.) платформы во всём диапазоне частот вращения насосов при балансировке.
На платформе закреплено цилиндрическое основание 3, на которое устанавливается балансируемый насос 4.
Сверху насос закрывается специальной крышкой 5, в которую вмонтирован датчик фазового угла 6, входящий в состав измерительной системы стенда.
Помимо него в состав измерительной системы входят два датчика вибрации 7 и 8, установленные соответственно на основании и крышке.
Все датчики подключены на соответствующие входы измерительно-вычислительного блока 9, с помощью которого выполняются измерение вибрации и расчёт характеристик корректирующих грузов.
Помимо отработки конструкции стенда для достижения необходимого качества балансировки роторов вакуумных насосов потребовалась разработка специальной технологии, которая предусматривала выполнение двух основных этапов.
На первом этапе, когда частота вращения ротора насоса не превышает 8000 об/мин и ротор остается жестким, компенсируются основные составляющие его силовой и моментной неуравновешенности. При этом с помощью наших приборов стабильно достигается уровень остаточной вибрации не выше 0.01 мм/с в диапазоне частот от 3500 до 8000 об/мин.
После этого на втором этапе производится повторная балансировка ротора на рабочей частоте, достигающей в зависимости от конструкции насоса 42000 или 60000 об/мин.
На этой частоте, превышающей критическую частоту вращения, ротор насоса становится гибкими и деформируется.
В результате требуется проведение дополнительной подбалансировки, необходимой для компенсации возникшей при этом неуравновешенности
Более подробно о конструкции балансировочных стендов можно прочитать на нашем сайте http://oookin.ru/balstend.htm
Фотогалерея статьи
Указанные стенды обычно разрабатываются для балансировки конкретных изделий или деталей. Причём главной целью их создания (естественно помимо достижения заданного качества балансировки) является необходимость сокращения издержек, связанных с приобретением и эксплуатацией штатных балансировочных станков. Ведь ни для кого не секрет, что стоимость этого вида оборудования высока и, в зависимости от массы и габаритных размеров балансируемых роторов, может колебаться от сотен тысяч до нескольких миллионов рублей.
В этой связи хотелось бы поделиться опытом, накопленным нашим предприятием при решении данных нестандартных балансировочных задач. Возможно, он будет полезен специалистам, стремящимся оптимальным образом решать задачи по балансировке выпускаемой ими продукции. Тем более, что сейчас появился новый относительно недорогой балансировочный прибор «Балком 1», который может использоваться в качестве измерительно-вычислительной системы в любых балансировочных стендах.
1. Стенды для балансировки канальных вентиляторов.
Когда в конце 90-х годов прошлого века на ЗАО «Вентиляторный завод «Лиссант» было начато производство канальных вентиляторов, возникла необходимость разработке специальных стендов для их балансировки.
Указанные стенды разрабатывались нашими специалистами совместно с конструкторским отделом ЗАО»Лиссант».
Основными требованиями, предъявляемыми к этим стендам, являлись высокая точность балансировки в двух плоскостях, характеризующаяся уровнем остаточной вибрации не выше 0,05 мм/сек на частоте вращения ротора, и производительность, которая должна была составлять не менее 20 изделий в час.
После ряда экспериментальных проработок была выбрана конструкция стенда, представленная на рис. 1.
Указанный стенд состоит из платформы 6, установленной на трёх пружинных опорах 7. Характеристики пружин выбраны таким образом,
чтобы собственная частота колебаний стенда на пружинах составляла не более 1/3 частоты вращения ротора канального вентилятора. Это обеспечивает эффективную отстройку стенда от установочного резонанса и способствует достижению высокого качества балансировки.
На платформе закреплён патрон 5 (цанговый или кулачковый), обеспечивающий возможность быстрого установа на стенд и съёма с него балансируемого вентилятора 4.
На платформе также закреплён кронштейн 9, используемый для крепления на стенде двух датчиков вибрации 2 и датчика фазового угла 3.
Датчики подключены к соответствующим входам измерительно-вычислительного блока прибора для балансировки 1, с помощью которого производится измерение вибрации вентилятора на частоте его вращения и расчет параметров корректирующих грузов, обеспечивающих надлежащее качество балансировки канальных вентиляторов.
Для повышения производительности балансировки в качестве корректирующих грузов используются наборы специальных пружинных клипс (разной массы), устанавливаемых на лопастях вентилятора.
В настоящее время на подобных стендах балансируются все типоразмеры канальных вентиляторов, изготавливаемых ЗАО «Вентиляторный завод «Лиссант».
2. Стенд для балансировки вакуумных насосов
Стенды для балансировки вакуумных насосов разрабатывались по заказу ОАО «Завод «Измеритель» в 2002 и 2009 годах.
Основным требованием при разработке данных стендов являлось обеспечение высокого качества балансировки высокоскоростных турбинных роторов насосов в сборе (в собственных подшипниках) на рабочей частоте вращения, которая для различных типов насосов может составлять 42000 – 60000 об/мин.
При этом фактическая величина остаточной неуравновешенности ротора должна была соответствовать требованиям, предъявляемым к роторам 1-го класса точности по ГОСТ 22061-76.
Конструкция рассматриваемых стендов, схематически представлена на рис. 2.
Как и в предыдущем случае, стенд выполнен в виде прямоугольной платформы 1, установленной на 4-х цилиндрических пружинах 2.
Следует отметить, что при проектировании и изготовлении платформы было предусмотрено наличие на ней продольных и поперечных рёбер жёсткости, что обеспечило максимально высокую жёсткость и одновременно минимизировало массу платформы.
Это позволило добиться высокой чувствительности стенда к действию сил неуравновешенности и одновременно исключить опасность возникновения резонансных колебаний (изгибных, крутильных и т.п.) платформы во всём диапазоне частот вращения насосов при балансировке.
На платформе закреплено цилиндрическое основание 3, на которое устанавливается балансируемый насос 4.
Сверху насос закрывается специальной крышкой 5, в которую вмонтирован датчик фазового угла 6, входящий в состав измерительной системы стенда.
Помимо него в состав измерительной системы входят два датчика вибрации 7 и 8, установленные соответственно на основании и крышке.
Все датчики подключены на соответствующие входы измерительно-вычислительного блока 9, с помощью которого выполняются измерение вибрации и расчёт характеристик корректирующих грузов.
Помимо отработки конструкции стенда для достижения необходимого качества балансировки роторов вакуумных насосов потребовалась разработка специальной технологии, которая предусматривала выполнение двух основных этапов.
На первом этапе, когда частота вращения ротора насоса не превышает 8000 об/мин и ротор остается жестким, компенсируются основные составляющие его силовой и моментной неуравновешенности. При этом с помощью наших приборов стабильно достигается уровень остаточной вибрации не выше 0.01 мм/с в диапазоне частот от 3500 до 8000 об/мин.
После этого на втором этапе производится повторная балансировка ротора на рабочей частоте, достигающей в зависимости от конструкции насоса 42000 или 60000 об/мин.
На этой частоте, превышающей критическую частоту вращения, ротор насоса становится гибкими и деформируется.
В результате требуется проведение дополнительной подбалансировки, необходимой для компенсации возникшей при этом неуравновешенности
Более подробно о конструкции балансировочных стендов можно прочитать на нашем сайте http://oookin.ru/balstend.htm
| Разместил: | Шелковенко Андрей Васильевич |
| Источник: | Сайт ООО"Кинематика" |
| Учетная запись: | Кинематика |
| Дата: | 14.12.15 |
| рис.1 Схема стенда для балансировки канальных вентиляторов |
