[go: up one dir, main page]

RU2345342C1 - Device of installation and neutralisation of momentary disbalance oblique to plane of gyration of disk - Google Patents

Device of installation and neutralisation of momentary disbalance oblique to plane of gyration of disk Download PDF

Info

Publication number
RU2345342C1
RU2345342C1 RU2007124263/28A RU2007124263A RU2345342C1 RU 2345342 C1 RU2345342 C1 RU 2345342C1 RU 2007124263/28 A RU2007124263/28 A RU 2007124263/28A RU 2007124263 A RU2007124263 A RU 2007124263A RU 2345342 C1 RU2345342 C1 RU 2345342C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
disk
oblique
washers
base sleeve
skew
Prior art date
Application number
RU2007124263/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Сергеевич Степанов (RU)
Юрий Сергеевич Степанов
ков Евгений Тихонович Коб (RU)
Евгений Тихонович Кобяков
Александр Владимирович Магонин (RU)
Александр Владимирович Магонин
Борис Иванович Афанасьев (RU)
Борис Иванович Афанасьев
ков Алексей Иванович Пол (RU)
Алексей Иванович Поляков
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ)
Priority to RU2007124263/28A priority Critical patent/RU2345342C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2345342C1 publication Critical patent/RU2345342C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

FIELD: physics, trials.
SUBSTANCE: invention concerns the exploring technics and can be used for equilibration of the rigid curls containing, in particular, oblique to a plane of gyration disks. Device includes devices of installation and cross fixing on the base plug of spindle of the machine tool of an oblique disk and counterpoising device from pair of skew washers with the direct outside end faces, adjoining to disk from opposite sides. The oblique disk has coaxial concerning a spin axis a landing hole and is erected on an outside cylindrical surface of the base plug. On its both legs on the same surface skew washers of a counterpoising device are disposed. Thus the relative positioning of the skew washers, turned one concerning another on a corner 180°, is provided by means of the fixing pins disposed in radial holes of the base plug and entering acting sites in dilatational grooves of skew washers, executed from their landing holes. On the base plug from a landing cylindrical surface the skew ring groove symmetrised concerning a median plane of an oblique disk is executed. In the offered device radius of an outside surface of skew washers of a counterpoising device spot with use of the dependence leaking from a requirement of dynamic steadiness of a rotor knot. Counterpoising influence of a skew ring groove of the base plug is thus considered.
EFFECT: improvement of quality of makingup of knot of fastening of oblique disk and its steadiness, improvement of adaptability to manufacture of construction and expansion of possibilities of momentary disbalance neutralisation.
5 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к средствам установки и уравновешивания структурно-неоднородных по материалу жестких роторов, содержащих наклонные к плоскости вращения диски, применяемых, в частности, в машиностроении при обработке поверхностей изделий наклонным абразивным инструментом.The invention relates to means for installing and balancing hard-rotors structurally inhomogeneous in material, containing disks inclined to the plane of rotation, which are used, in particular, in mechanical engineering for processing surfaces of products with an inclined abrasive tool.

Известны устройства установки и уравновешивания структурно-неоднородного жесткого ротора с наклонным диском [1], [2], в которых для компенсации моментной неуравновешенности наклонного диска используется уравновешивающий элемент из пары косых шайб идентичной конструкции, прилегающих к диску с противоположных сторон. Косые шайбы уравновешивающего элемента повернуты одна относительно другой на угол 180° и имеют прямые наружные торцы, перпендикулярные оси вращения.Known devices for installing and balancing a structurally inhomogeneous hard rotor with an inclined disk [1], [2], in which to compensate for the momentary imbalance of the inclined disk, a balancing element is used from a pair of oblique washers of the same design adjacent to the disk from opposite sides. The oblique washers of the balancing element are rotated one relative to the other by an angle of 180 ° and have straight outer ends perpendicular to the axis of rotation.

Используемые на стадии проектирования ротора расчетно-аналитические зависимости, с помощью которых определяют значения геометрических параметров косых шайб, необходимые для уравновешивания момента сил инерции наклонного диска, в значительной мере зависят от конструктивных особенностей узла крепления наклонного диска. Наиболее простую форму они имеют в [1]. В этом устройстве посадочное отверстие наклонного диска выполнено соосным с осью вращения, благодаря чему достигается упрощение расчетных зависимостей, но изготовление диска с таким отверстием требует дополнительных материальных затрат.The computational and analytical dependencies used at the rotor design stage to determine the geometric parameters of the oblique washers needed to balance the moment of inertia of the inclined disk depend largely on the design features of the mount of the inclined disk. They have the simplest form in [1]. In this device, the bore of the inclined disk is made coaxial with the axis of rotation, which simplifies the design dependencies, but the manufacture of a disk with such a hole requires additional material costs.

В [2] используются наклонные диски стандартной формы, которые устанавливают на внутренних кольцевых выступах косых шайб уравновешивающего элемента. Причем ось цилиндрической поверхности этих выступов наклонена к оси шпинделя станка под углом, равным углу наклона диска к плоскости вращения.In [2], inclined disks of standard shape are used, which are mounted on the inner annular protrusions of the oblique washers of the balancing element. Moreover, the axis of the cylindrical surface of these protrusions is inclined to the axis of the spindle of the machine at an angle equal to the angle of inclination of the disk to the plane of rotation.

Недостатком этого варианта является более сложная, чем в [1], форма косых шайб.The disadvantage of this option is more complicated than in [1], the shape of the oblique washers.

Выбор того или иного устройства установки наклонного диска определяется как назначением конструкции, так и масштабом технологических производств по изготовлению изделий машиностроения.The choice of this or that device for installing an inclined disk is determined both by the purpose of the design and the scale of technological production for the manufacture of engineering products.

Вариант [1] применим, в основном, для установки наклонных шлифовальных кругов относительно небольшого наружного диаметра, например, используемых при внутреннем шлифовании.Option [1] is mainly applicable for installing inclined grinding wheels with a relatively small external diameter, for example, used for internal grinding.

Вариант [2] целесообразно использовать для монтажа абразивного инструмента относительно большого наружного диаметра, применяемого для наружного шлифования.Option [2] it is advisable to use for mounting an abrasive tool with a relatively large outer diameter used for external grinding.

Оба устройства и способы их реализации [1] и [2] имеют и общий недостаток, заключающийся в том, что в них не предусмотрена взаимная фиксация косых шайб уравновешивающего элемента, вследствие чего при сборке возможно относительное угловое смещение шайб, приводящее к погрешности уравновешивания конструкции, а для обеспечения необходимого взаимного расположения косых шайб требуются определенные затраты времени.Both devices and methods of their implementation [1] and [2] have a common disadvantage in that they do not provide for mutual fixation of the oblique washers of the balancing element, as a result of which relative assembly of the washers during assembly is possible, leading to an error in balancing the structure, and to ensure the necessary relative positioning of the oblique washers requires a certain amount of time.

Кроме того, что особенно важно в условиях крупномасштабного производства изделий, при длительной работе абразивного инструмента происходит заметный его износ по наружной поверхности, приводящий к возникновению моментной неуравновешенности предварительно уравновешенной конструкции.In addition, which is especially important in the context of large-scale production of products, with long-term operation of the abrasive tool, its wear on its outer surface is noticeable, leading to the occurrence of momentary unbalance of a pre-balanced design.

Чтобы иметь возможность компенсации возникающей моментной неуравновешенности вследствие износа периферийных слоев абразивного инструмента, косые шайбы уравновешивающего элемента должны быть быстросъемными и достаточно технологичными в изготовлении. Устройство [2] в этом отношении имеет ограниченные возможности по причине сложности конструкций косых шайб.In order to be able to compensate for the resulting momentary imbalance due to wear of the peripheral layers of the abrasive tool, the oblique washers of the balancing element must be quick-detachable and sufficiently technological to manufacture. The device [2] in this regard has limited capabilities due to the complexity of the designs of oblique washers.

Известны также устройства крепления абразивных кругов [3] с использованием переходных фланцев. Эти устройства применяют для установки шлифовальных кругов прямой формы, перпендикулярных оси вращения. Моментная неуравновешенность в этом случае отсутствует, а следовательно, в применении уравновешивающих элементов нет необходимости. Вместе с тем элементы крепления этих кругов могут представлять интерес и в случае использования наклонных кругов.Also known are devices for attaching abrasive wheels [3] using adapter flanges. These devices are used to install direct-shaped grinding wheels perpendicular to the axis of rotation. There is no momentary imbalance in this case, and therefore, the use of balancing elements is not necessary. However, the fastening elements of these circles may be of interest in the case of the use of inclined circles.

В последнем случае при проектировании узла крепления наклонного диска для обеспечения уравновешенности конструкции необходимо использовать соответствующие расчетно-аналитические зависимости, с помощью которых определяют размеры косых шайб уравновешивающего элемента.In the latter case, when designing the attachment point of the inclined disk, to ensure the balance of the structure, it is necessary to use the appropriate analytical and analytical dependencies, with the help of which the dimensions of the oblique washers of the balancing element are determined.

По структуре используемых расчетно-аналитических зависимостей и форме посадочного отверстия наклонного диска наиболее близким к предлагаемому является устройство и способ уравновешивания структурно-неоднородного жесткого ротора с наклонным диском [1], недостатки которого указаны выше.According to the structure of the used calculation and analytical dependencies and the shape of the bore of the inclined disk, the closest to the proposed device and method of balancing a structurally inhomogeneous hard rotor with an inclined disk [1], the disadvantages of which are indicated above.

Заявляемое изобретение решает задачу повышения качества сборки узла крепления наклонного диска и его уравновешенности, улучшения технологичности конструкции и расширения возможностей компенсации моментной неуравновешенности, возникающей вследствие износа периферийных слоев наклонного диска.The claimed invention solves the problem of improving the quality of the assembly of the attachment point of the inclined disk and its balance, improving the manufacturability of the structure and expanding the possibilities of compensating for the momentary imbalance arising from the wear of the peripheral layers of the inclined disk.

Это достигается тем, что в устройстве установки и компенсации моментной неуравновешенности наклонного к плоскости вращения диска, включающем наклонный диск с коаксиальным относительно оси вращения посадочным отверстием, элементы установки диска на базовой втулке шпинделя станка, уравновешивающий элемент из пары косых шайб идентичной конструкции с прямыми наружными торцами, прилегающих к диску с противоположных сторон, моментная неуравновешенность которых равна по величине и противоположна по знаку моментной неуравновешенности диска в соответствии с условием динамической уравновешенности:This is achieved by the fact that in the device for installing and compensating for the momentary imbalance of a disk inclined to the plane of rotation, including an inclined disk with a mounting hole coaxial with respect to the axis of rotation, disk installation elements on a machine spindle base sleeve, a balancing element of a pair of oblique washers of identical design with straight outer ends adjacent to the disk from opposite sides, the momentary unbalance of which is equal in magnitude and opposite in sign of the momentary unbalance of the dis ka in accordance with the condition of dynamic balance:

Figure 00000001
Figure 00000001

где Jyz - центробежный момент инерции узла крепления наклонного диска,where J yz is the centrifugal moment of inertia of the attachment point of the inclined disk,

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

- соответственно центробежные моменты инерции наклонного диска (I) и двух косых шайб (II) относительно перпендикулярных осей у, z, из которых ось z есть ось вращения;- respectively, the centrifugal moments of inertia of the inclined disk (I) and two oblique washers (II) relative to the perpendicular axes y, z, of which the z axis is the axis of rotation;

r - наружный радиус диска;r is the outer radius of the disk;

s - размер диска вдоль оси вращения z;s is the disk size along the axis of rotation z;

r0 - радиус посадочного отверстия диска;r 0 is the radius of the mounting hole of the disk;

r1 - наружный радиус косых шайб;r 1 is the outer radius of the oblique washers;

β - угол наклона диска к плоскости вращения;β is the angle of inclination of the disk to the plane of rotation;

Figure 00000004
- соответственно плотности материалов диска и косых шайб;
Figure 00000004
- respectively, the density of the materials of the disk and oblique washers;

k0=r0/r; k01=r0/r1 - безразмерные параметры,k 0 = r 0 / r; k 01 = r 0 / r 1 - dimensionless parameters,

базовая втулка шпинделя станка со стороны наружной посадочной поверхности снабжена косым кольцевым пазом, симметрично расположенным относительно срединной плоскости наклонного диска, вследствие чего условие динамической уравновешенности Jyz=0 принимает вид:the base spindle of the machine spindle from the side of the outer seating surface is provided with an oblique annular groove symmetrically located relative to the median plane of the inclined disk, as a result of which the condition of dynamic balance J yz = 0 takes the form:

Figure 00000005
Figure 00000005

где

Figure 00000006
и
Figure 00000007
определяют по формулам (2), (3),
Figure 00000008
- слагаемое, отражающее влияние косого кольцевого паза базовой втулки на центробежный момент инерции Jyz узла крепления наклонного диска:Where
Figure 00000006
and
Figure 00000007
determined by the formulas (2), (3),
Figure 00000008
- the term reflecting the influence of the oblique annular groove of the base sleeve on the centrifugal moment of inertia J yz of the attachment point of the inclined disk:

Figure 00000009
Figure 00000009

где Δ - ширина косого паза; k03=r*/r0 - безразмерный параметр, равный отношению внутреннего (r*) и наружного (r0) радиусов косого кольцевого паза;where Δ is the width of the oblique groove; k 03 = r * / r 0 is a dimensionless parameter equal to the ratio of the inner (r * ) and outer (r 0 ) radii of the oblique annular groove;

Figure 00000010
- плотность материала базовой втулки, а наружный радиус r1 косых шайб уравновешивающего элемента определяют по формуле, вытекающей из условия (4) с учетом зависимостей (2), (3), (5):
Figure 00000010
- the density of the material of the base sleeve, and the outer radius r 1 of the oblique washers of the balancing element is determined by the formula arising from condition (4) taking into account dependencies (2), (3), (5):

Figure 00000011
Figure 00000011

где h - толщина наклонного диска;

Figure 00000012
;
Figure 00000013
.where h is the thickness of the inclined disk;
Figure 00000012
;
Figure 00000013
.

Кроме того, базовая втулка снабжена двумя радиально ориентированными фиксирующими штифтами, один из которых, расположенный со стороны упорного буртика базовой втулки, в тело втулки запрессован, а второй, ближний к концу шпинделя, входит в радиальное отверстие втулки свободно, причем оси штифтов лежат в общей плоскости, проходящей через ось шпинделя станка, и расположены с диаметрально противоположных сторон относительно центра наклонного диска.In addition, the base sleeve is equipped with two radially oriented locking pins, one of which, located on the side of the thrust collar of the base sleeve, is pressed into the body of the sleeve, and the second, closest to the end of the spindle, freely enters the sleeve bore, and the axis of the pins lie in common the plane passing through the axis of the spindle of the machine, and are located on diametrically opposite sides relative to the center of the inclined disk.

При этом каждая косая шайба уравновешивающего элемента со стороны посадочного отверстия имеет продольный паз, а в каждый из пазов свободно входит выступающий из тела базовой втулки концевой участок соответствующего фиксирующего штифта, обеспечивая тем самым необходимое взаимное расположение косых шайб.At the same time, each oblique washer of the balancing element has a longitudinal groove on the side of the mounting hole, and the end section of the corresponding fixing pin protruding from the body of the base sleeve freely enters into each of the grooves, thereby providing the necessary relative positioning of the oblique washers.

При радиальном износе наружных слоев наклонного диска на заданную величину косые шайбы уравновешивающего элемента заменяют новыми, наружный радиус r1 которых определяют по формуле (6) для нового значения наружного радиуса r наклонного диска:With radial wear of the outer layers of the inclined disk by a specified value, the oblique washers of the balancing element are replaced with new ones, the outer radius r 1 of which is determined by the formula (6) for the new value of the outer radius r of the inclined disk:

Figure 00000014
Figure 00000014

где rmax - максимальное (начальное) значение радиуса r,where r max is the maximum (initial) value of the radius r,

n - принимаемое число ступеней корректировки моментной неуравновешенности, обусловленной радиальным износом наклонного диска,n is the accepted number of steps for correcting momentary imbalance due to radial wear of the inclined disk,

Δr - допускаемое значение радиального износа для одной ступени корректировки,Δr is the permissible value of radial wear for one step of adjustment,

причем число комплектов уравновешивающих элементов (m) определяют согласно зависимости:and the number of sets of balancing elements (m) is determined according to the dependence:

Figure 00000015
Figure 00000015

Взаимное прижатие контактирующих поверхностей наклонного диска и косых шайб уравновешивающего элемента обеспечивают либо резьбовым соединением, представленным двумя гайками, навернутыми на резьбовой участок базовой втулки так, что одна из гаек опирается на наружный торец концевой косой шайбы и при затяжке соединения вызывает прижатие собранного узла к поверхности упорного буртика базовой втулки, а вторую гайку и размещенную между гайками стопорную шайбу используют для стопорения соединения, либо посредством прижимного фланца, размещенного на кольцевом выступе базовой втулки, резьбовых шпилек, ввернутых в торец базовой втулки и входящих в отверстия прижимного фланца, и гаек, навернутых на выступающие концы шпилек, при затяжке которых прижимной фланец, опирающийся на концевую косую шайбу, вызывает прижатие собранного узла к поверхности упорного буртика базовой втулки.The mutual pressing of the contacting surfaces of the inclined disk and the oblique washers of the balancing element is provided either by a threaded connection, represented by two nuts, screwed onto the threaded section of the base sleeve so that one of the nuts rests on the outer end of the end oblique washer and when the connection is tightened, the assembled assembly is pressed against the surface of the thrust the flange of the base sleeve, and the second nut and the lock washer located between the nuts are used to lock the connection, or by means of a clamping flange, bent on the annular protrusion of the base sleeve, threaded rods screwed into the end of the base sleeve and included in the holes of the clamping flange, and nuts screwed on the protruding ends of the studs, when tightened, the clamping flange resting on the end oblique washer causes the assembly to be pressed against the surface of the thrust flange of the base sleeve.

Сущность изобретения поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 и фиг.2 представлены конструкции узла жесткого ротора, в которых реализовано предложенное устройство установки и компенсации моментной неуравновешенности наклонного к плоскости вращения диска.Figure 1 and figure 2 presents the design of the node of the rigid rotor, which implements the proposed device for installation and compensation of momentary imbalance inclined to the plane of rotation of the disk.

Конструкция, представленная на фиг.1, содержит наклонный диск 1, уравновешивающий элемент из двух косых шайб 2 и 3, размещенных на базовой втулке 4 шпинделя 5 станка по обе стороны диска 1.The design shown in figure 1, contains an inclined disk 1, a balancing element of two oblique washers 2 and 3, placed on the base sleeve 4 of the spindle 5 of the machine on both sides of the disk 1.

В радиальных отверстиях втулки 4 установлены фиксирующие штифты 6 и 7, выступающие участки которых входят в продольные пазы, выполненные в косых шайбах. При этом штифт 6 в тело втулки 4 запрессован, а штифт 7 в отверстие базовой втулки 4 входит свободно. Гайки 8, 9 и стопорная шайба 10 после затяжки обеспечивают плотное прижатие контактирующих поверхностей косых шайб к торцевым плоскостям наклонного диска 1, а для фиксации базовой втулки 4 на шпинделе 5 служат гайка 11 и шайбы 12, 13. При этом наружная поверхность А косых шайб соосна с осью z шпинделя станка, а их торцевая плоскость Б перпендикулярна этой оси. Наружная цилиндрическая поверхность В базовой втулки, являющаяся посадочной поверхностью для диска 1, соосна с осью z.In the radial holes of the sleeve 4, fixing pins 6 and 7 are installed, the protruding sections of which are included in the longitudinal grooves made in oblique washers. In this case, the pin 6 is pressed into the body of the sleeve 4, and the pin 7 enters freely into the hole of the base sleeve 4. After tightening, the nuts 8, 9 and the lock washer 10 tightly press the contact surfaces of the oblique washers against the end planes of the inclined disk 1, and the nut 11 and washers 12, 13 are used to fix the base sleeve 4 on the spindle 5. In this case, the outer surface A of the oblique washers is aligned with the z axis of the machine spindle, and their end plane B is perpendicular to this axis. The outer cylindrical surface B of the base sleeve, which is the seating surface for the disk 1, is aligned with the z axis.

Обозначения геометрических параметров, указанные на фиг.1, идентичны обозначениям, принятым в формулах (1)÷(6).The designations of geometric parameters indicated in Fig. 1 are identical to the designations adopted in formulas (1) ÷ (6).

Системы координат Oxyz и Ox1y1z1 используются при выводе указанных расчетно-аналитических зависимостей. На фиг.1 оси Ox1 и Ох совмещены и перпендикулярны плоскости чертежа (плоскость симметрии). Система Ox1y1z1 повернута относительно системы Oxyz на угол β, равный углу наклона диска 1, к плоскости вращения, перпендикулярной оси z.The coordinate systems Oxyz and Ox 1 y 1 z 1 are used to derive the indicated calculated and analytical dependences. In Fig. 1, the axes Ox 1 and Ox are aligned and perpendicular to the plane of the drawing (plane of symmetry). The Ox 1 y 1 z 1 system is rotated relative to the Oxyz system by an angle β equal to the angle of inclination of the disk 1 to the plane of rotation perpendicular to the z axis.

Конструкция, представленная на фиг.2, отличается от конструкции по фиг.1 лишь вариантом исполнения резьбового соединения, обеспечивающего прижатие контактирующих поверхностей.The design shown in FIG. 2 differs from the design in FIG. 1 only in the embodiment of a threaded connection providing pressing of the contacting surfaces.

Взамен гаек 8, 9, навертываемых на резьбовой участок базовой втулки 4 (фиг.1), используются прижимной фланец 8 (фиг.2), устанавливаемый на кольцевом буртике базовой втулки 4, шпильки 9, ввернутые в торец базовой втулки 4 и входящие в отверстия фланца 8, и гайки 10, навертываемые на выступающие концы шпилек 9, размещенных по окружности фланца 9. При затяжке гаек 10 через посредство фланца 8 собранный блок из наклонного диска 1 и косых шайб 2, 3 (фиг.2) прижимают к упорному буртику базовой втулки 4, обеспечивая при этом плотное прижатие всех контактирующих поверхностей.Instead of nuts 8, 9, screwed onto the threaded section of the base sleeve 4 (Fig. 1), a clamping flange 8 (Fig. 2) is used, mounted on the annular collar of the base sleeve 4, studs 9, screwed into the end face of the base sleeve 4 and entering the holes flange 8, and nuts 10, screwed onto the protruding ends of the studs 9, placed around the circumference of the flange 9. When tightening the nuts 10 through the flange 8, the assembled block of the inclined disk 1 and oblique washers 2, 3 (figure 2) is pressed against the thrust collar of the base sleeves 4, while ensuring tight pressing of all contacting surfaces rhnostey.

Обозначения всех геометрических параметров, указанных на фиг.1 и фиг.2, идентичны.The designations of all geometric parameters indicated in FIG. 1 and FIG. 2 are identical.

Устройство реализуют в следующей последовательности.The device is implemented in the following sequence.

На этапе проектирования узла крепления диска 1 определяют необходимые значения геометрических параметров, частью из которых задаются по конструктивно-технологическим соображениям: r, h, β, Δ, r0, s1 (фиг.1 или фиг.2). Параметры µ и µ*, входящие в формулу (6), целесообразно определять экспериментально, учитывая свойства используемых материалов.At the design stage of the mounting unit of the disk 1 determine the necessary values of the geometric parameters, some of which are set for structural and technological reasons: r, h, β, Δ, r 0 , s 1 (figure 1 or figure 2). The parameters µ and µ * included in formula (6) should be determined experimentally, taking into account the properties of the materials used.

Вслед за этим по формуле (6) находят необходимое значение r1 (наружный радиус косых шайб). При этом обеспечивают полную моментную уравновешенность проектируемого узла для принятого значения r (наружный радиус диска 1). Приняв значение Δr радиального износа для одного комплекта уравновешивающего элемента по соображениям допустимого разбаланса и задавшись допустимым минимальным значением (rmin) наружного радиуса диска 1, определяют необходимое число комплектов косых шайб по формуле (8) для принятого числа n ступеней корректировки моментной неуравновешенности.Following this, by the formula (6) find the necessary value of r 1 (the outer radius of the oblique washers). At the same time, they ensure complete momentary balance of the designed unit for the adopted value of r (the outer radius of the disk 1). Having taken the value Δr of radial wear for one set of balancing element for reasons of permissible imbalance and given the permissible minimum value (r min ) of the outer radius of the disk 1, determine the required number of sets of oblique washers using formula (8) for the adopted number n of steps for correcting momentary imbalance.

Последовательность расчета поясним примером.The sequence of calculation is illustrated by an example.

Пусть требуется определить значения радиуса r1 и число комплектов уравновешивающих элементов при следующих исходных данных (фиг.1):Let you want to determine the values of the radius r 1 and the number of sets of balancing elements with the following initial data (figure 1):

r=20 см; r0=6,35 см; h=8 см; β=4°; Δ/h=0,4; r*=5 см; µ=0,323; µ*=1; Δr=1,5 см; rmin≈11 см.r = 20 cm; r 0 = 6.35 cm; h = 8 cm; β = 4 °; Δ / h = 0.4; r * = 5 cm; µ = 0.323; µ * = 1; Δr = 1.5 cm; r min ≈11 cm

В соответствии с зависимостью (7) принимаем число ступеней корректировки моментной неуравновешенности:

Figure 00000016
.In accordance with dependence (7), we accept the number of steps for correcting momentary imbalance:
Figure 00000016
.

Тогда согласно (8) число комплектов уравновешивающих элементов будет:Then, according to (8), the number of sets of balancing elements will be:

m=n+1=7.m = n + 1 = 7.

Приняв m=7, вычисляем по формуле (6) необходимые значения r1 для соответствующих значений r, приведенные в таблице 1.Having taken m = 7, we calculate by formula (6) the necessary values of r 1 for the corresponding values of r given in table 1.

Таблица 1Table 1 Взаимозависимые значения r и r1 Interdependent values of r and r 1 nn 00 1one 22 33 4four 55 66 r=rmax-n·Δr, ммr = r max -n · Δr, mm 200200 185185 170170 155155 140140 125125 110110 r1, ммr 1 mm 150,8150.8 139,5139.5 128,2128.2 116,9116.9 105,5105.5 94,294.2 82,982.9

При значениях r и соответствующих им значениях r1 обеспечивается полная уравновешенность роторного узла.When the values of r and the corresponding values of r 1 provides complete balance of the rotor node.

При промежуточных значениях r имеет место моментная неуравновешенность. Однако ее влияние вследствие использования ступенчатой корректировки будет значительно снижено.At intermediate values of r, momentary imbalance takes place. However, its effect due to the use of stepwise adjustment will be significantly reduced.

После изготовления всех необходимых элементов конструкции выполняют ее сборку.After manufacturing all the necessary structural elements, it is assembled.

На шпинделе 5 (фиг.1 или фиг.2) станка устанавливают и закрепляют базовую втулку 4, в гнездо которой предварительно запрессовывают штифт 6. Затем монтируют косую шайбу 3 так, чтобы штифт 6 своей выступающей частью вошел в продольный паз шайбы 3, и устанавливают наклонный диск 1. Вслед за этим в радиальное отверстие втулки 4 закладывают второй штифт 7 и монтируют переднюю косую шайбу 2, в паз которой войдет выступающая часть штифта 7. На резьбовой участок втулки 4 (фиг.1) навертывают гайку 8, устанавливают стопорную шайбу 10, навертывают вторую гайку 9 и стопорят соединение, отгибая лепестки шайбы в пазы гаек 8 и 9. Во втором варианте (фиг.2) на шпильки 9, ввернутые в торец базовой втулки 4, устанавливают фланец 8, навертывают гайки 10 и производят затяжку соединения.On the spindle 5 (Fig. 1 or Fig. 2) of the machine, the base sleeve 4 is installed and fixed, the pin 6 is pre-pressed into the socket thereof. Then, the oblique washer 3 is mounted so that the pin 6 with its protruding part fits into the longitudinal groove of the washer 3, and install inclined disk 1. Subsequently, a second pin 7 is inserted into the radial hole of the sleeve 4 and the front oblique washer 2 is mounted, the protruding part of the pin 7 will enter the groove of it. The nut 8 is screwed onto the threaded section of the sleeve 4 (Fig. 1), and a lock washer 10 is installed screw the second nut 9 and with they ax the connection by bending the petals of the washer into the grooves of the nuts 8 and 9. In the second embodiment (Fig. 2), the flanges 8 are installed on the studs 9 screwed into the end of the base sleeve 4, the nuts 10 are screwed in and the connection is tightened.

При уменьшении наружного диаметра диска 1 до определенного значения, указанного в таблице 1, станок останавливают, освобождают гайки 8 и 9 (фиг.1) от стопорения, отвертывают их, снимают шайбу 2, вынимают закладной штифт 7, снимают диск 1 и шайбу 3. Затем осуществляют повторную сборку частично изношенного диска 1 с новым комплектом уравновешивающего элемента. Для варианта конструкции по фиг.2 указанные действия аналогичны.When reducing the outer diameter of the disk 1 to a certain value specified in table 1, the machine is stopped, the nuts 8 and 9 (Fig. 1) are released from locking, they are unscrewed, the washer 2 is removed, the embedded pin 7 is removed, the disk 1 and the washer 3 are removed. Then reassemble the partially worn disk 1 with a new set of balancing element. For the design embodiment of FIG. 2, these steps are similar.

Для повышения производительности труда возможно также использование нескольких комплектов узла крепления, собранных на своих базовых втулках при различных диаметрах круга 1 и косых шайб 2, 3. В этом случае сборочные операции осуществляют с использованием гайки 11.To increase labor productivity, it is also possible to use several sets of attachment points assembled on their base bushings with different diameters of the circle 1 and oblique washers 2, 3. In this case, assembly operations are carried out using the nut 11.

Предложенные конструкции узла крепления наклонного диска достаточно технологичны в изготовлении и просты в обслуживании, что указывает на возможность их широкого применения в технологической практике машиностроительных производств.The proposed design of the mount unit of the inclined disk is quite technologically advanced to manufacture and easy to maintain, which indicates the possibility of their widespread use in the technological practice of machine-building industries.

Источники информацииInformation sources

1. Патент РФ RU 2153154 С1, кл. G01M 1/38, 20.07.2000. Бюл. №20.1. RF patent RU 2153154 C1, cl. G01M 1/38, 07.20.2000. Bull. No. 20.

2. Патент РФ RU 2288455 С1, кл. G01M 1/38, 27.11.2006. Бюл. №33.2. RF patent RU 2288455 C1, cl. G01M 1/38, 11/27/2006. Bull. No. 33.

3. Обработка металлов резанием: Справочник технолога / А.А.Панов, В.В.Аникин, Н.Г.Бойм и др. Под общ. ред. А.А.Панова. - М.: Машиностроение, 1988. - С.378-403.3. Processing of metals by cutting: Handbook technologist / A.A. Panov, V.V. Anikin, N.G. Boym and others. Under the general. ed. A.A. Panova. - M.: Mechanical Engineering, 1988. - S.378-403.

Claims (5)

1. Устройство установки и компенсации моментной неуравновешенности наклонного к плоскости вращения диска, включающее наклонный диск с коаксиальным относительно оси вращения посадочным отверстием, элементы установки диска на базовой втулке шпинделя станка, уравновешивающий элемент из пары косых шайб идентичной конструкции с прямыми наружными торцами, прилегающих к диску с противоположных сторон, моментная неуравновешенность которых равна по величине и противоположна по знаку моментной неуравновешенности диска в соответствии с условием динамической уравновешенности:
Figure 00000017

где Jyz - центробежный момент инерции узла крепления наклонного диска,
Figure 00000018

Figure 00000019

- соответственно центробежные моменты инерции наклонного диска (I) и двух косых шайб (II) относительно перпендикулярных осей у, z, из которых ось z есть ось вращения;
к - наружный радиус диска;
s - размер диска вдоль оси вращения z;
r0 - радиус посадочного отверстия диска;
r1 - наружный радиус косых шайб;
β - угол наклона диска к плоскости вращения;
Figure 00000020
- соответственно плотности материалов диска и косых шайб;
k0=r0/r; k01=r0/r1 - безразмерные параметры,
отличающееся тем, что базовая втулка шпинделя станка со стороны наружной посадочной поверхности снабжена косым кольцевым пазом, симметрично расположенным относительно срединной плоскости наклонного диска, вследствие чего условие динамической уравновешенности Jyz=0 принимает вид:
Figure 00000021

где JIyz и JIIyz определяют по формулам (2), (3),
JΔyz - слагаемое, отражающее влияние косого кольцевого паза базовой втулки на центробежный момент инерции Jyz узла крепления наклонного диска:
Figure 00000022

где Δ - ширина косого паза;
k03=r*/r0 - безразмерный параметр, равный отношению внутреннего (r*) и наружного (r0) радиусов косого кольцевого паза;
Figure 00000023
- плотность материала базовой втулки,
а наружный радиус r1 косых шайб уравновешивающего элемента определяют по формуле, вытекающей из условия (4) с учетом зависимостей (2), (3), (5):
Figure 00000024

где h - толщина наклонного диска;
Figure 00000025
Figure 00000026
1. A device for installing and compensating for the momentary imbalance of a disk inclined to the plane of rotation, including an inclined disk with a mounting hole coaxial with respect to the axis of rotation, disk mounting elements on the base spindle of the machine, a balancing element of a pair of oblique washers of identical design with straight outer ends adjacent to the disk from opposite sides, the momentary unbalance of which is equal in magnitude and opposite in sign of the momentary unbalance of the disk in accordance with the condition iem dynamic balance:
Figure 00000017

where J yz is the centrifugal moment of inertia of the attachment point of the inclined disk,
Figure 00000018

Figure 00000019

- respectively, the centrifugal moments of inertia of the inclined disk (I) and two oblique washers (II) relative to the perpendicular axes y, z, of which the z axis is the axis of rotation;
k is the outer radius of the disk;
s is the disk size along the axis of rotation z;
r 0 is the radius of the mounting hole of the disk;
r 1 is the outer radius of the oblique washers;
β is the angle of inclination of the disk to the plane of rotation;
Figure 00000020
- respectively, the density of the materials of the disk and oblique washers;
k 0 = r 0 / r; k 01 = r 0 / r 1 - dimensionless parameters,
characterized in that the base spindle of the machine from the side of the outer seating surface is provided with an oblique annular groove symmetrically located relative to the middle plane of the inclined disk, as a result of which the condition of dynamic balance J yz = 0 takes the form:
Figure 00000021

where J I yz and J II yz are determined by formulas (2), (3),
J Δ yz - the term reflecting the influence of the oblique annular groove of the base sleeve on the centrifugal moment of inertia J yz of the attachment point of the inclined disk:
Figure 00000022

where Δ is the width of the oblique groove;
k 03 = r * / r 0 is a dimensionless parameter equal to the ratio of the inner (r * ) and outer (r 0 ) radii of the oblique annular groove;
Figure 00000023
- the density of the material of the base sleeve,
and the outer radius r 1 of the oblique washers of the balancing element is determined by the formula following from condition (4), taking into account the dependencies (2), (3), (5):
Figure 00000024

where h is the thickness of the inclined disk;
Figure 00000025
Figure 00000026
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что базовая втулка снабжена двумя радиально ориентированными фиксирующими штифтами, один из которых, расположенный со стороны упорного буртика базовой втулки, в тело втулки запрессован, а второй, ближний к концу шпинделя, входит в радиальное отверстие втулки свободно, причем оси штифтов лежат в общей плоскости, проходящей через ось шпинделя станка, и расположены с диаметрально противоположных сторон относительно центра наклонного диска.2. The device according to claim 1, characterized in that the base sleeve is provided with two radially oriented fixing pins, one of which, located on the side of the thrust collar of the base sleeve, is pressed into the body of the sleeve, and the second, closest to the end of the spindle, enters the radial hole bushings freely, and the axis of the pins lie in a common plane passing through the axis of the spindle of the machine, and are located on diametrically opposite sides relative to the center of the inclined disk. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждая косая шайба уравновешивающего элемента со стороны посадочного отверстия имеет продольный паз, а в каждый из пазов свободно входит выступающий из тела базовой втулки концевой участок соответствующего фиксирующего штифта, обеспечивая тем самым необходимое взаимное расположение косых шайб.3. The device according to claim 1, characterized in that each oblique washer of the balancing element from the side of the mounting hole has a longitudinal groove, and an end section of the corresponding fixing pin protruding from the body of the base sleeve freely enters into each of the grooves, thereby providing the necessary relative positioning of the oblique washers. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что при радиальном износе наружных слоев наклонного диска на заданную величину косые шайбы уравновешивающего элемента заменяют новыми, наружный радиус r1 которых определяют по формуле (6) для нового значения наружного радиуса r наклонного диска:
Figure 00000027

где rmax - максимальное (начальное) значение радиуса r,
n - принимаемое число ступеней корректировки моментной неуравновешенности, обусловленной радиальным износом наклонного диска,
Δr - допускаемое значение радиального износа для одной ступени корректировки,
причем число комплектов уравновешивающих элементов (m) определяют согласно зависимости:
Figure 00000028
4. The device according to claim 1, characterized in that during radial wear of the outer layers of the inclined disk by a predetermined amount, the oblique washers of the balancing element are replaced with new ones, the outer radius r 1 of which is determined by formula (6) for the new value of the outer radius r of the inclined disk:
Figure 00000027

where r max is the maximum (initial) value of the radius r,
n is the accepted number of steps for correcting momentary imbalance due to radial wear of the inclined disk,
Δr is the permissible value of radial wear for one step of adjustment,
and the number of sets of balancing elements (m) is determined according to the dependence:
Figure 00000028
5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что взаимное прижатие контактирующих поверхностей наклонного диска и косых шайб уравновешивающего элемента обеспечивают либо резьбовым соединением, представленным двумя гайками, навернутыми на резьбовой участок базовой втулки так, что одна из гаек опирается на наружный торец концевой косой шайбы и при затяжке соединения вызывает прижатие собранного узла к поверхности упорного буртика базовой втулки, а вторую гайку и размещенную между гайками стопорную шайбу используют для стопорения соединения, либо посредством прижимного фланца, размещенного на кольцевом выступе базовой втулки, резьбовых шпилек, ввернутых в торец базовой втулки и входящих в отверстия прижимного фланца, и гаек, навернутых на выступающие концы шпилек, при затяжке которых прижимной фланец, опирающийся на концевую косую шайбу, вызывает прижатие собранного узла к поверхности упорного буртика базовой втулки. 5. The device according to claim 1, characterized in that the mutual pressing of the contact surfaces of the inclined disk and the oblique washers of the balancing element is provided either with a threaded connection, represented by two nuts screwed onto the threaded section of the base sleeve so that one of the nuts rests on the outer end of the end oblique washers and when tightening the connection, it presses the assembled assembly to the surface of the thrust collar of the base sleeve, and the second nut and the lock washer placed between the nuts are used to lock the connection, because by means of a clamping flange located on the annular protrusion of the base sleeve, threaded rods screwed into the end of the base sleeve and entering the holes of the clamping flange, and nuts screwed onto the protruding ends of the studs, when tightened, the clamping flange resting on the end of the oblique washer causes pressure assembled node to the surface of the thrust flange of the base sleeve.
RU2007124263/28A 2007-06-27 2007-06-27 Device of installation and neutralisation of momentary disbalance oblique to plane of gyration of disk RU2345342C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007124263/28A RU2345342C1 (en) 2007-06-27 2007-06-27 Device of installation and neutralisation of momentary disbalance oblique to plane of gyration of disk

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007124263/28A RU2345342C1 (en) 2007-06-27 2007-06-27 Device of installation and neutralisation of momentary disbalance oblique to plane of gyration of disk

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2345342C1 true RU2345342C1 (en) 2009-01-27

Family

ID=40544335

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007124263/28A RU2345342C1 (en) 2007-06-27 2007-06-27 Device of installation and neutralisation of momentary disbalance oblique to plane of gyration of disk

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2345342C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116838715A (en) * 2023-07-05 2023-10-03 浙江瑞力特种紧固件有限公司 Shaft sleeve inlaid in taper hole and processing equipment thereof
CN119958874A (en) * 2025-04-10 2025-05-09 中国航发湖南动力机械研究所 Low-pressure turbine inclined drum disc structure and calibration method for high-speed dynamic balancing and oil accumulation prevention

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2303277A1 (en) * 1975-03-06 1976-10-01 Stal Laval Turbin Ab BALANCING DEVICE FOR ROTATING MACHINE, AND ROTATING MACHINE EQUIPPED WITH SUCH A DEVICE
US5214585A (en) * 1989-06-30 1993-05-25 General Electric Company Balancing method and product
RU2153154C1 (en) * 1999-05-25 2000-07-20 Орловский государственный технический университет Process of balancing structurally non-uniform rigid rotor with inclined disc
RU2288455C1 (en) * 2005-07-11 2006-11-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ) Method for fastening and balancing a disk inclined towards rotation plane

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2303277A1 (en) * 1975-03-06 1976-10-01 Stal Laval Turbin Ab BALANCING DEVICE FOR ROTATING MACHINE, AND ROTATING MACHINE EQUIPPED WITH SUCH A DEVICE
US5214585A (en) * 1989-06-30 1993-05-25 General Electric Company Balancing method and product
RU2153154C1 (en) * 1999-05-25 2000-07-20 Орловский государственный технический университет Process of balancing structurally non-uniform rigid rotor with inclined disc
RU2288455C1 (en) * 2005-07-11 2006-11-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ) Method for fastening and balancing a disk inclined towards rotation plane

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Обработка металлов резанием: Справочник технолога / А.А.Панов, В.В.Аникин, Н.Г.Бойм и др. /Под общ. ред. А.А.Панова. - M.: Машиностроение, 1988, с.378-403. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116838715A (en) * 2023-07-05 2023-10-03 浙江瑞力特种紧固件有限公司 Shaft sleeve inlaid in taper hole and processing equipment thereof
CN119958874A (en) * 2025-04-10 2025-05-09 中国航发湖南动力机械研究所 Low-pressure turbine inclined drum disc structure and calibration method for high-speed dynamic balancing and oil accumulation prevention

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100532634B1 (en) Method for fracture-separating an annular piece
CN105921996A (en) Large unit coupling centering device and method
KR100273663B1 (en) Method for processing an axis for hub unit
JP2014507276A (en) Grinding roller
CN107471083B (en) Grinding and repairing equipment for steam turbine valve seat sealing surface
RU2345342C1 (en) Device of installation and neutralisation of momentary disbalance oblique to plane of gyration of disk
CN105874173A (en) Position adjustment device, rotating machine provided with same, and position adjustment method
JPS6219561B2 (en)
CN113530621A (en) System and method for assembling and shipping a steam turbine
CN110809677A (en) Method for producing a component of a tilting pad bearing and tilting pad bearing
US2826462A (en) Bearing alignment adjustor
JPH07251306A (en) Device for correcting alignment error
JPH0364683B2 (en)
CN109108175B (en) Spinning fixture for exhaust diffuser and its working method
RU2572649C2 (en) Peripheral grinding of part, system including machine part and device for centreless grinding of said system
US3053587A (en) Radial bearing of the sliding block type
JP2006145031A (en) Rod and cross head connection mechanism for reciprocating machine
CN111911507A (en) Adjustable positioning pin device
JP6560880B2 (en) Mold for enlargement processing and enlargement processing method
CN1920264B (en) Inner casing of a rotating thermal machine
US5785583A (en) Material cutting rotor assembly
CN208409595U (en) A kind of convex self-centering Quick clamping device of hemisphere part
US7338381B2 (en) Spider and universal joint arrangement
TWI841273B (en) Horizontal milling head rotation axis fixing device
RU2330253C1 (en) Method of mounting, mutual location and balancing of elements of attachment assembly inclined to the rotation plane

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090628