2.1. Принцип работы балансировочных станков и их настройка. В настоящее время в промышленности применяют станки двух типов: дорезонансные и зарезонансные. Дорезонансный балансировочный станок – это станок, у которого частота вращения ротора при балансировке ниже наименьшей собственной частоты колебаний системы, состоящей из ротора и паразитной массы. К этому типу относятся станки с неподвижными (ДБН-51, ДБ-300К, ДБН-1002) и динамометрическими (станки фирмы “Шенк”) стойками. Ротор, установленный на дорезонансный балансировочный станок, подобен балке, установленной на две неподвижные опоры; малые деформации динамических опор (стоек) передаются через двуплечий рычаг на электродинамические датчики, где преобразуются в электрические напряжения и передаются в измерительный пульт станка. Счетно-решающая часть измерительного пульта преобразует полученные от датчиков сигналы в напряжениях по уравнениям статики в величины дисбалансов или массы корректирующих грузов. Зарезонансный балансировочный станок – это станок, у которого частота вращения ротора при балансировке выше наибольшей собственной частоты колебаний системы, состоящей из ротора и паразитной массы. К этому типу относятся станки с подвижными опорами (БСД, ДБ-10, ДБ-50, ДБ-303А, ДБ-303М и т.д.) В настоящее время широкое распространение имеют станки с фиксированной горизонтальной плоскостью колебаний оси ротора (БСД, ДБ). Колебания ротора при балансировке происходят относительно центра колебаний. Положения центра колебаний в общем случае может быть произвольным по длине ротора и зависит от массы колеблющейся системы и величины дисбалансов. С целью исключения влияния одной плоскости на другую станок настраивается электрическим путем так, чтобы имитировать положение центра колебаний на какой-либо опоре. При этом в другой плоскости ротор может уравновешиваться. Колебания ротора фиксируются электродинамическими датчиками и преобразуются в электрические сигналы, передаваемые в измерительный пульт станка через входной фильтр усилителя. В процессе расчета ротора турбокомпрессора на критические обороты были определены массы и моменты инерции как элементарных участков вала, так и турбокомпрессора в целом.
Масса консольного участка компрессора: М1 = 8,955 10-4 кг см-1 сек2 Масса консольного участка турбины: М2 = 3,722 10-3 кг см-1 сек2 Суммарный полярный момент инерции: Урz = 0,097 кг см сек2 Технология балансировки ротора турбины. Динамически неуравновешенный ротор при балансировке рассматривают как полностью сбалансированный ротор, в плоскостях коррекции которого прикреплены точечные неуравновешенные массы. При вращении такого ротора с постоянной угловой скоростью вокруг неподвижной оси возникают переменные нагрузки на опорах ротора и изгиб его оси. Нагрузки на опорах ротора пропорциональны дисбалансам во всех плоскостях коррекции. Для гибкого ротора необходимо измерить нагрузки вибрации опор на постоянной частоте вращения для того, чтобы определить главный вектор и главный момент дисбалансов или два вектора дисбалансов. Эти векторы в общем случае разные по значению и непараллельные лежат в двух произвольных плоскостях, перпендикулярных оси ротора, и полностью определяют его динамическую неуравновешенность. Корректировку масс также достаточно провести в двух плоскостях. Процесс динамической балансировки состоит из следующих двух этапов: На постоянной частоте вращения измеряют нагрузки или вибрации опор динамически неуравновешенного ротора. По результатам измерений вибрации опор путем расчета или экспериментально находят балансировочные чувствительности и дисбалансы в плоскостях измерения. Обычно плоскости измерения совпадают с плоскостями опор ротора. Рассчитывают дисбалансы в заданных плоскостях коррекции, значения и углы корректирующих масс. Проводят корректировку масс ротора согласно требованиям технической документации. Методы динамической балансировки. В зависимости от заданной точности балансировки, класса ротора, применяемого оборудования и многих других факторов используют различные методы динамической балансировки.
