Материал: Теория и практика балансировочной техники.

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

8. Суминов В. М., Промыслов

Е.

В., Скворчевский

А. К.,

Кузин Б. Г.

Обработка деталей лучом

лазера.

М.,

изд-во

«Машиностроение»,

1969.

9. Под ред. Б. И. Степанова. Методы расчета

оптических

 

квантовых

генераторов, т. I I . Минск, изд-во «Наука

и техника», 1969.

 

 

 

 

10. Суминов В. М.,

Скворчевский

А. К-,

Кузин

Б.

Г.

Автоматическая

лазерная балансировочная машина

АЛБМ — МАТИ,

Проспект

ВДНХ.

11. Arecchi F. Т., Potenza G., Sona

A. Nuove Cimento,

34,

N

6,

1964.

12.Lazer Focus, June, 1967.

13.UDI Zeitschrift, 111, N 2, 1969.

14.Takeshi Nagatake, Yoshihiko Ishikawa. Journal of Radio Research Laboratories, July/Sept., 1967.

Г.И. МЛРГОЛИС

СХЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОННЫМ ЛУЧОМ

 

ПРИ АВТОМАТИЧЕСКОЙ БАЛАНСИРОВКЕ

РОТОРОВ

К схемам электроннолучевой балансировки роторов предъяв­

ляются следующие требования:

 

вт/см2.

Концентрация энергии электронного луча не менее 106

Плоскость

вершины

импульса на участке 5

30 • 10~6 сек

в пределах 0,1 %.

 

 

 

Крутизна

переднего фронта 1 -=- 3 • Ю - 6 сек.

 

 

Синхронность подачи импульса электронного луча с напря­

жением датчика дисбаланса ротора.

 

 

Прекращение работы балансировки после достижения фикси­

рованного уровня напряжения датчика.

 

 

Возможность регулирования фазы импульса электронного лу­

ча относительно фазы сигнала датчика дисбаланса на

±60°.

Независимость фазы

импульса электронного луча от

величи­

ны сигнала датчика в пределах 1 : 1000.

Эти требования возможно выполнить в балансировочных ма­

шинах, которые

работают по двум

схемам.

 

П е р в а я с х е м а [1] представляет собой

электронноопти-

ческую систему

с фиксированным

потенциалом

управляющего

электрода и импульсным питанием по ускоряющему напряже­ нию. Блок импульсного питания ускоряющего напряжения уп­ равляется электронной схемой, формирующей сигналы с выхода датчика дисбаланса.

Однако ввиду трудностей в развязке цепи накала катода и получения крутого переднего фронта с плоской вершиной им­ пульса, а также больших потерь преобразования в импульсных трансформаторах эта схема не получила практического приме­ нения.

В т о р а я

с х е м а

(рис. 1)

представляет электроннооптиче-

скую систему

(ЭОС)

с фиксированным

ускоряющим напряжени­

ем и управлением электронным

лучом

по модулятору.

Легкость получения ускоряющего напряжения высокой ста­ бильности до 10~5 [2], малая мощность, расходуемая в цепи уп­ равления, возможность получения импульсов с крутым передним фронтом (1 3) - Ю - 6 сек и плоской вершиной предопределило использование этой схемы.

Принципиально управление ЭОС с модуляцией по управля­ ющему электроду, может быть осуществлено с применением схем с непосредственной связью или развязкой через раздели­ тельный импульсный трансфор­ матор.

Непосредственная связь тре­ бует установки схем управления и формирования электронным лу­ чом под потенциал ускоряющего напряжения 25—60 кв, а также высокочастотной развязки цепи накала катода электроннооптической системы.

Схемы ЭОС с развязкой через разделительный трансформатор (Трі, рис. 2) свободны от указан­ ных недостатков и удовлетворя­ ют требованиям, перечисленным выше.

Фиксация напряжения смеще­ ния через блокирующий конден­ сатор позволяет включить повы­ шающую обмотку импульсного

 

 

Электроннооптическая си-

 

 

с управлением электронным

 

 

лучом

по модулятору:

/

электроннооптическая

система;

2

источник

ускоряющего

напряже ­

ния;

3 — блок управления; 4 — блок

 

 

формирования

 

разделительного трансформатора непосредственно в цепь моду­ лятора, что решает вопрос высокочастотной развязки.

Смещением рабочей точки ЭОС в область отсечки и подбо­ ром амплитуды импульса вторичной обмотки разделительного трансформатора таким образом, чтобы работать в области на­ сыщения, добиваются изменения величины плоской вершины им­ пульса в пределах (10 150) • 10~6 сек и выше с пульсацией по­ рядка 10-3 - 10-5 (рис, 3).

Большим преимуществом управления по модулятору с разде­ лительным импульсным трансформатором является возмож­ ность использовать промышленную установку А-30605 без зна­ чительных конструктивных изменений. В этой установке блоки управления формирования и управления ЭОС находятся под ну­ левым потенциалом, что облегчает согласование БУ с датчиком дисбаланса.

Поэтому основные работы по проектированию БУ схемы ЭОС велись с учетом использования модуляции на управляющем элек­ троде через разделительный трансформатор.

Схема ЭОС состоит из двух частей: блока формирования и блока управления.

Блок формирования включает в себя преобразователь напря­ жения, формирователь импульсов на управляемом диоде и им­ пульсный трансформатор (см. рис. 2).

* J2I ~ Запуск

Рйс. 2. Схема электроннооптической системы с развязкой через трансфор­ матор

Отличительной особенностью схемы является независимость выходного напряжения формирователя от формы входного на­ пряжения.

Амплитуда выходного напряжения определяется параметра­ ми LC цепи импульсного трансформатора и напряжением пита­ ния преобразователя.

Регулировка ширины импульса электронного луча произво­ дится изменением напряжения смещения модулятора или изме­ нением напряжения питания преобразователя.

Назначение схемы управления блока формирования — выда­ вать управляющий импульс на запуск формирователя, фаза ко­ торого не зависит от величины сигнала датчика дисбаланса, что дает возможность регулировать фазу импульса в пределах ±60°.

Независимость фазы импульса

луча от

величины сигнала

в однотактной схеме возможно осуществить

с применением схем

автоматического

регулирования

усиления

или с применением

делителей входного напряжения с ручным переключением.

Применение

двухтактных схем усилителя позволяет полу­

чить независимость фазы выходного сигнала от величины вход­ ного напряжения, что обуславливает стабильность фазы выход­ ного напряжения относительно напряжения датчика дисбаланса.

Предварительные расчеты показывают, что при применении контуров с добротностью 8—10 для выделения первой гармони­ ки от датчика достаточно усилителя с двумя настроенными кон­ турами LC на рабочую частоту балансировки 500—1000 гц.

По описанной выше схеме были получены на ЭОС импульсы тока до 50—150 ма, при напряжении 15—25 кв с крутизной пе­ реднего фронта (1 -=-3) • Ю - 6 сек и с длительностью плоской вершины (10 -г- 50) • Ю - 6 сек.

ЛИТЕРАТУРА

1.Воробьев А. А. Высоковольтное испытательное оборудование и изме­ рения. М . — Л . , Госэнергоиздат, 1960.

2.Гартнер Е. Электронная стабилизация напряжения электростатических генераторов. Материалы международного колоквиума по физике электро­ статических сил и их применение. М., ВНИИЭМ, 1964.

Л.Н. БЕЛЯНИН

ОСОБЕННОСТИ АВТОМАТИЧЕСКОЙ БАЛАНСИРОВКИ РОТОРОВ ПО ЗАМКНУТОМУ ЦИКЛУ

Использование в балансировочной технике новых физических принципов, позволяющих устранять неуравновешенность без ос­ тановки балансируемого ротора, ставит ряд новых задач, реше­ ние которых необходимо для выработки требований к структуре, параметрам и настройке автоматической балансировочной ма­ шины.

Процесс автоматического уравновешивания рассматривается при непрерывном удалении материала в тяжелом месте, однако выводы будут справедливы и при устранении неуравновешенно­ сти путем добавления материала в легком месте.

Рис. 1. Векторная диаграм­ ма при непрерывном удале­ нии массы

Свяжем с балансируемым ротором (рис. 1) правую систему координат oxyz. Ось ое направим по кинематической оси рото­ ра, а оси ох и оу расположим в плоскости, содержащей центр массы ротора. При этом полагаем, что удаление неуравновешен­ ной массы производится при постоянной угловой скорости вра­ щения ротора Q в точке на поверхности ротора, удаленной от

оси на неизменное расстояние R. Бу­ дем характеризовать неуравновешен­

ность вектором М — mR, где т — ве­ M=M(t) личина неуравновешенной массы, при­

веденной к радиусу удаления R, a R — радиус-вектор. Вектор М может быть повернут относительно оси ох на угол ср, за положительное направление от­ счета которого принято направление вращения ротора.

Пусть у ротора, имеющего в неко­ торый момент времени t неуравнове­ шенность, за промежуток времени dt в точке, смещенной относительно векто­ ра М на угол яр, удаляется масса dm*,

тогда неуравновешенность ротора будет характеризоваться век­

тором M(t

+ dt). Для

треугольника, образованного

векторами

М, dM* и

M(t + dt),

имеем

 

 

M(t + dt) = V М2

+ dM*2 — 2М <iM*costp,

(1)

 

dM*

М

(2)

 

sin do?

sin(180° — tp•—ііф)

 

 

Построим годограф вектора неуравновешенности. В процессе балансировки ротора вектор М непрерывно изменяется на ве­ личину

 

dM = M(t + dt)—M(t).

 

. (3)

Разложив

правую часть выражения (1)

в биномиальный ряд

и ограничиваясь малыми первого порядка, получим

 

 

M(t + dt) = М —

flfAPcosip.

(4)

Учитывая

малость dcp при гр ф 0 из выражения (2)

найдем

 

dM* = ——d(p.

 

(5)

 

sin 1|)

 

 

Приращение модуля вектора М за время dt с учетом выра­ жения (4) и (5) можно представить в виде

Разделяя переменные и интегрируя

в интервале

времени

от О

до і, получим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I n —м

= — ( Ф q > o ) c t g i J ) ,

 

 

 

(7)

 

 

М0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

откуда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ф =

Фо — t g i p l n - ^ - .

 

 

 

(8)

Кривая, описываемая уравнением (8), представляет

собой

логарифмическую

спираль

в полярных

координатах. Действи­

тельно, выражению (7) можно придать следующий вид:

 

 

 

 

 

 

М = аег-™,

 

 

 

 

(9)

где а = М0еФаС^;

к = ctg \р.

 

 

 

 

 

случае

спи­

Уравнение (8) справедливо и при гр = 0. В этом

раль вырождается в прямую. Происходит уменьшение

вектора

без поворота.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определим изменение вектора неуравновешенности во вре­

мени. Обозначим

через

р * = —

скорость

удаления

массы.

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

Подставим в выражение

(6) значение

 

 

 

 

 

 

 

dM* =

 

dt

dt = n*R dt,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

тогда

 

dM

= — \i*R cos

 

tydt.

 

 

 

 

 

 

 

 

(10)

Проинтегрировав последнее уравнение, получим закон изме­

нения величины неуравновешенности во времени

 

 

 

 

 

М = М0

tfcosf | ц * А .

 

 

 

(11)

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

Подставим в уравнение

годографа

(8) величину

М из выра­

жения

(11), тогда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

Ф = Фо — tg^pln(l

 

* i ^ ) j > d / .

 

 

(12)

 

 

 

 

 

 

 

0

о

 

 

 

 

Найдем зависимость скорости устранения неуравновешенно­

сти от угла гр. Разделив

обе части

уравнения

(10)

на

dt,

по­

лучим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

=

— n*#C osip.

 

 

 

(13)

т-~

^

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dm

 

 

то

 

 

 

 

 

 

 

Если обозначить — = ц,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ц. = —n*cos\f).

 

 

 

 

(14)

Источник: https://tut-files.ru/previewfile/125868