Аннотация
Роторы технологических машин, в том числе и тихоходные, имеющие значительную протяженность, нуждаются в уравновешивании. В связи с этим основная задача работы состоит в разработке методики определения значений корректирующих дисбалансов, уравновешивающих роторы технологических машин. В работе представлена методика уравновешивания ротора технологической машины на примере рабочих органов двухвального смесителя непрерывного действия. В системе трехмерного моделирования были получены значения инерционно-массовых характеристик элементов ротора, на основании которых построена расчетная модель ротора в виде пространственной системы дисбалансов. На базе разработанной модели получены планы дисбалансов, приведенных к двум плоским системам. Определены значения величин корректирующих дисбалансов. Предлагаемая методика позволила определить условия полной балансировки ротора; получить графические и аналитические зависимости максимальных и минимальных отклонений значений корректирующих дисбалансов от номинальных в процентном соотношении при различной точности изготовления элементов рабочего вала с величиной достоверности аппроксимации от 0,95 до 0,99. В результате проведенных исследований выявлено, что со снижением точности изготовления элементов рабочего вала величина ожидаемых отклонений корректирующих дисбалансов возрастает и может достичь 75 %. Также определены квалитеты точности изготовления месильных лопаток для различных угловых скоростей вращения рабочего вала.
Ключевые слова: Уравновешивание ротора, расчетная модель, корректирующий дисбаланс, плоскость приведения, балансировка.
Список литературы
1. Balancing a high-speed rotor on a balancing machine / Yu.M. Grekov, I.I. Radchik, E.S. Trunin, O.V. Bol’shakov // Power Technology and Engineering. – 2015. – Vol. 49, iss. 1. – P. 57–60. – doi: 10.1007/s10749-015-0574-6.
2. Darlow M.S. Balancing of high-speed machinery. – New York: Springer-Verlag, 1989. – 185 p. – ISBN 978-1-4612-8194-8. – doi: 10.1007/978-1-4612-3656-6.
3. Определение основных параметров технологического оборудования / Ю.И. Подгорный, Т.Г. Мартынова, В.Ю. Скиба, В.Н. Пушнин, Н.В. Вахрушев, Д.Ю. Корнев, Е.К. Зайцев // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2013. – № 3 (60). – С. 68–73.
4. Dynamics of rotating machines / M.I. Friswell, J.E.T. Penny, S.D. Garvey, A.W. Lees. – Cambridge: Cambridge University Press, 2010. – 544 p. – ISBN 978-0-5218-5016-2.
5. Wang Q., Wang F. A new vibration mechanism of balancing machine for satellite-borne spinning rotors // Chinese Journal of Aeronautics. – 2014. – Vol. 27, iss. 5. – P. 1318–1326. – doi: 10.1016/j.cja.2014.08.001.
6. Balancing of machinery with a flexible variable-speed rotor / F. Sève, M.A. Andrianoely, A. Berlioz, R. Dufour, M. Charreyron // Journal of Sound and Vibration. – 2003. – Vol. 264, iss. 2. – P. 287–302. – doi: 10.1016/S0022-460X(02)01173-2.
7. Actual problems and decisions in machine building / ed. by V.Yu. Skeeba. – Pfaffikon: Trans Tech Publ., 2015. – 344 p. – (Applied Mechanics and Materials; vol. 788). – ISBN 978-3-03835-551-9. – doi: 10.4028/www.scientific.net/AMM.788.
8. Актуальные проблемы в машиностроении / под ред. В.Ю. Скибы. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2014. – 588 с. – ISBN 978-5-7782-2410-0.
9. Proceedings of the 9th IFToMM International Conference on Rotor Dynamics / ed. by P. Pennacchi. – Cham: Springer International Publ., 2015. – 2294 p. – (Mechanisms and Machine Science; vol. 21). – ISBN 978-3-319-06589-2. – doi: 10.1007/978-3-319-06590-8_2.
10. Ключников А.В. Способ контроля качества функционирования стенда для определения характеристик асимметрии масс осесимметричных роторов // Труды международного симпозиума Надежность и качество. – 2010. – Т. 2. – С. 12–14.
11. Румянцев В.В., Сидоров А.А., Шабанов А.Ю. Динамика двигателей. – СПб.: Изд-во СпбПУ, 2012. – 247 с. – ISBN 978-5-7422-3580-4.
12. Выбор конструктивных параметров несущих систем машин с учетом технологической нагрузки / Ю.И. Подгорный, В.Ю. Скиба, А.В. Кириллов, О.В. Максимчук, Д.В. Лобанов, В.Р. Глейм, А.К. Жигулев, О.В. Саха // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2015. – № 4 (69). – С. 51–60. – doi: 10.17212/1994-6309-2015-4-51-60.
13. Моделирование несущих систем технологических машин / Ю.И. Подгорный, В.Ю. Скиба, А.В. Кириллов, В.Н. Пушнин, И.А. Ерохин, Д.Ю. Корнев // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2014. – № 2 (63). – С. 91–99.
14. Уравновешивание роторов технологических машин / Ю.И. Подгорный, Т.Г. Мартынова, А.Н. Бредихина, А.С. Косилов, Н.С. Печоркина // Актуальные проблемы в машиностроении. – 2015. – № 2. – С. 256–262.
15. Li X., Zheng L., Liu Z. Balancing of flexible rotors without trial weights based on finite element modal analysis // Journal of Vibration and Control. – 2013. – Vol. 19, iss. 3. – P. 461–470. – doi: 10.1177/1077546311433916.
16. Khulief Y.A., Mohiuddin M.A., El-Gebeily M. A new method for field-balancing of high-speed flexible rotors without trial weights // International Journal of Rotating Machinery. – 2014. – Vol. 2014, art. 603241. – 11 p. – doi: 10.1155/2014/603241.
17. Гусаров А.А. Балансировка роторов машин. В 2 кн. Кн. 1 / Ин-т машиноведения им. А.А. Благонравова. – М.: Наука, 2004. – 267 с.
18. Подгорный Ю.И., Мартынова Т.Г., Войнова Е.В. Уравновешивание рабочего вала смесителя непрерывного действия // Проблемы повышения эффективности металлообработки в промышленности на современном этапе: материалы 8-й Всероссийской научно-технической конференции. – Новосибирск, 2010. – С. 127–129.
19. Kellenberger W. Should a flexible rotor be balanced in N or (N + 2) planes? // Journal of Engineering for Industry. – 1972. – Vol. 94, iss. 2. – P. 548–560.
20. Подгорный Ю.И. Влияние точности изготовления месильных лопаток на уравновешенность рабочего вала смесителя непрерывного действия / Ю.И. Подгорный, Т.Г. Мартынова // Научный вестник НГТУ. – 2010. – № 3 (40). – С. 119–126.
21. ГОСТ 22061–76. Машины и технологическое оборудование. Система классов точности балансировки. – М.: Стандартинформ, 1993. – 22 с.
