1. Một máy cân bằng trục ổ đĩa để cân bằng động của trục ổ đĩa, bao gồm ít nhất hai bệ đặt trên giường máy, mỗi bệ bao gồm một phần trên gắn trên lò xo và tiếp nhận một trục chính xoay quanh trục và bao gồm một phần hỗ trợ Sự kết thúc của một trục ổ đĩa được cân bằng và một cảm biến rung động đầu tiên phát hiện rung động của phần trên là kết quả của sự mất cân bằng của trục ổ đĩa cũng như các lực liên quan đến ít nhất một mức độ tự do chuyển động đầu tiên đối với trục trục chính , Trong đó phần trên của ít nhất một bệ lắp một cảm biến rung động thứ hai phát hiện rung động của phần trên ở mức độ tự do của chuyển động thứ nhì và trong đó các tín hiệu rung động của cảm biến rung động đầu tiên và thứ hai được đưa đến Một mạch đánh giá phân tích các tín hiệu rung động và kết nối chúng theo cách mà sự kích thích độ rung của phần trên không nhập vào giá trị mất cân bằng của ổ đĩa Haft tính trong đánh giá.
2. Máy cân bằng theo điểm 1, trong đó cảm biến rung động thứ ba được bố trí ở phần trên của ít nhất một bệ để phát hiện rung động của phần trên theo hướng trục trục chính, và mạch đánh giá được cấu hình Để xác định từ các tín hiệu rung động của cảm biến rung động thứ ba là sự kích thích trục và loại bỏ trong việc đánh giá một phép đo không cân bằng thành phần của sự kích thích lực trục từ các tín hiệu rung để tính mức độ mất cân bằng.
3. Một phương pháp để cân bằng động của trục ổ đĩa sử dụng máy cân bằng theo điểm 1, trong đó bước hiệu chỉnh trước một phép đo không cân bằng trục ổ trục, trong đó các đường chạy tham chiếu riêng được thực hiện trên mỗi hai bệ của máy cân bằng, bao gồm Thực hiện một lần tham chiếu đầu tiên với lực cắt ngang không hoặc thấp và kích thích thời điểm, một lần tham chiếu thứ hai chạy với lực kích thích ngang của cường độ đã biết, và một lần tham chiếu thứ ba chạy với kích thích thời gian của cường độ đã biết, phân tích hài hòa các tín hiệu rung động đã phát hiện của tham chiếu Chạy, lưu trữ chúng như là các tham số và sử dụng chúng để tính ma trận hiệu chuẩn, và đánh giá các tín hiệu rung động trong phép đo mất cân bằng tiếp theo của trục truyền động bằng cách sử dụng ma trận hiệu chỉnh tính toán, như vậy những kích thích rung động pitch không nhập vào giá trị mất cân bằng của Trục lái xe được tính trong đánh giá.
4. Một phương pháp theo yêu cầu 3, trong đó trong bước hiệu chuẩn, một bước tham chiếu với kích thích trục sẽ được thực hiện và các rung động của một phần trên của ít nhất một bệ theo hướng trục trục chính được phát hiện bởi một cảm biến rung động , Được phân tích một cách hài hòa, được lưu giữ như một yếu tố hiệu chuẩn, và trong phép đo không cân bằng tiếp theo của trục truyền động, được tách ra khỏi tín hiệu rung để tính giá trị mất cân bằng. 
Sự miêu tả:
THAM GIA CÁC ỨNG DỤNG LIÊN QUAN
Người nộp đơn xin ưu tiên theo 35 USC §119 của Đơn xin Đức số 10 2013 101 375.9 nộp ngày 12 tháng 2 năm 2013.
Lĩnh vực sáng chế
Sáng chế này liên quan đến một máy cân bằng trục ổ đĩa để cân bằng động của trục ổ đĩa, bao gồm ít nhất hai bệ đặt trên giường máy, mỗi bệ bao gồm một phần trên của lò xo gắn trên một trục chính quay về trục và bao gồm một phần đỡ Cho một kết thúc của một trục ổ đĩa được cân bằng và một cảm biến rung động đầu tiên mà phát hiện rung động của phần trên là kết quả từ một sự mất cân bằng của trục ổ đĩa cũng như các lực lượng liên quan hơn ở ít nhất một mức độ tự do đầu tiên của chuyển động bình thường đến trục chính Trục. Sáng chế liên quan liên quan đến một phương pháp để cân bằng năng động của trục ổ đĩa.
BỐI CẢNH SẢN PHẨM
Các máy cân bằng trục cánh quạt được biết đến, ví dụ như từ DE 28 02 367 B2 và Pat. Số 6.694.812 B2. Trong các máy cân bằng trục ổ đĩa, các trục ổ đĩa được cân bằng được nhận ở hai đầu bằng trục quay của bệ. Trục chính được mang trong một vỏ bọc đỡ trên nền bằng các lò xo. Các lò xo, thông thường là lò xo lá, được sắp xếp theo một cách cho phép phần trên rung lên do sự dịch chuyển song song của trục trục chính và chỉ đáp ứng với các lực ngang gây ra bởi sự mất cân bằng của trục truyền động và truyền đến phần trên Thông qua các khớp nối và trục chính. Xét rằng các khớp của trục truyền động không truyền những khoảnh khắc uốn nào, bệ máy cân bằng trục ổ đĩa được cấu hình như các thiết bị đo mất cân bằng cho một mặt phẳng, với một bộ cảm biến rung động được bố trí trên mỗi bệ để phát hiện rung động của phần trên của chân Mức độ tự do di chuyển bình thường đến trục trục chính. Cấu hình này đã được chứng minh trong thực tế.
Trong máy cân bằng trục khuỷu được biết đến từ DE 15 73 670 B2, khung mang của bệ được thực hiện trên hai đầu dò lực rung có các đường đo khác nhau nằm trong mặt phẳng mang. Các tín hiệu của hai đầu dò lực được chia ra bằng cách đánh giá các mạch theo các thành phần dao động Cartesian của chúng, từ đó các thành phần tròn, cực hoặc chống vòng tròn được đại diện.
JP 57 165 731 A công bố một hệ thống điều chỉnh mất cân bằng, trong đó rotor được mang trong hai vòng bi bằng các chân chịu lực. Mỗi ổ đỡ bao gồm một cảm biến rung động đầu tiên để phát hiện rung động của ổ đỡ pin, và khoảng cách từ đó, một cảm biến rung thứ hai có cùng hướng với đầu dò thứ nhất và phát hiện rung động của các bộ phận khớp nối được sắp xếp ở phần cuối của chốt chịu.
TÓM T OFT ĐIỀU CH INVNH
Với nhu cầu đo tốc độ ổ trục ở tốc độ tương đối cao trong vùng lân cận tốc độ chạy bình thường của chúng, nó đã cho thấy ở tốc độ cao hơn yêu cầu độ chính xác của phép đo mất cân bằng không còn có thể đáp ứng được sự hài lòng. Do đó, một đối tượng của sáng chế để cung cấp một máy cân bằng trục ổ đĩa của loại ban đầu được đề cập đến cho phép đo chính xác cũng ở tốc độ cân bằng cao hơn gần với tốc độ chạy bình thường của trục truyền động. Đây là một đối tượng của sáng chế để cung cấp một phương pháp được cải tiến về loại được đề cập ban đầu.
Đối với máy cân bằng trục ổ đĩa, đối tượng được đề cập đến được thực hiện bởi các tính năng được nêu trong yêu cầu bồi thường 1 . Một hiện thân thuận lợi của máy cân bằng được nêu ra trong yêu cầu bồi thường 2 . Đối với phương pháp, đối tượng được đề cập đến được thực hiện bởi các tính năng của phương pháp được nêu trong yêu cầu 3 , và phát triển thêm về phương pháp này được thực hiện bằng các tính năng được nêu trong yêu cầu 4 .
Trong máy cân bằng trục ổ đĩa của sáng chế, phần trên của ít nhất một bệ lắp một cảm biến rung động thứ hai phát hiện rung động của phần trên ở mức độ tự do chuyển động ít nhất thứ hai, với tín hiệu rung động đầu tiên và Cảm biến rung động thứ hai được cho vào một mạch đánh giá phân tích các tín hiệu rung động và liên kết chúng theo cách mà sự kích thích rung động của phần trên không nhập vào giá trị mất cân bằng của trục ổ đĩa được tính trong việc đánh giá.
Sáng chế này dựa vào việc nhận ra rằng phần trên bệ, với sự có mặt của các tốc độ cân bằng tương đối cao và mặc dù kích thích độc lập bởi các lực ngang gây ra bởi sự mất cân bằng và sự hỗ trợ lò xo dẫn hướng đến trục quay, thực hiện rung động trong đó trục chính Trục không còn di chuyển hoàn toàn song song, các chuyển động có chứa các thành phần thay thế của một pitch về một trục mở rộng theo một hướng ngang qua trục trục chính và theo chiều hướng hướng dẫn của sự hỗ trợ mùa xuân. Độ cứng động của lò xo hỗ trợ phần trên, độ cứng chống lại chuyển động của sân, giảm ở tốc độ cao và, với tốc độ tăng, có thể gây ra sự cộng hưởng độ cao tại đó phần trên của bệ không còn đáp ứng với lực xuyên tâm nữa Rất nhạy cảm với kích thích thời gian. Do cấu hình của máy cân bằng của sáng chế, đó là bằng cảm biến rung động thứ hai mà rung động của phần trên được phát hiện ở mức thứ hai của tự do chuyển động thực hiện chuyển động và được tách ra từ sự mất cân bằng Các thành phần rung động trong tính toán đánh giá. Theo cách này, giảm độ chính xác đo được gây ra bởi tốc độ cân bằng cao hơn.
Theo một đề xuất khác của sáng chế, một cảm biến rung động thứ ba có thể được bố trí ở phần trên của bệ để phát hiện rung động của phần trên theo hướng trục trục chính, với mạch đánh giá được cấu hình để xác định từ độ rung Các tín hiệu của cảm biến rung động thứ ba là sự kích thích trục và loại bỏ trong đánh giá của một phép đo mất cân bằng thành phần của sự kích thích lực trục từ các tín hiệu rung để tính mức độ mất cân bằng.
Phương án này của máy cân bằng có ưu điểm là các lực dọc theo trục quay có thể gây ra một thành phần can thiệp vào các tín hiệu rung được phát hiện bởi các cảm biến rung động không ảnh hưởng đến độ chính xác của phép đo mất cân bằng. Các lực trục dọc thường xuyên có thể xuất hiện trong phép đo không cân bằng trục ổ trục khi không có sự bù đắp theo trục ở dạng một thanh trượt hoặc khớp nối trục cam có thể di chuyển theo trục.
Phương pháp của sáng chế bao gồm một bước hiệu chỉnh trước một phép đo mất cân bằng của trục ổ trục, trong đó các đường chạy tham chiếu riêng được thực hiện trên mỗi hai bệ của máy cân bằng, bao gồm thực hiện một đường chạy chuẩn đầu tiên với lực ngang hoặc thấp và kích thích thời gian , Một tham chiếu lần thứ hai chạy với kích thích lực cắt ngang của cường độ đã biết, và một lần tham chiếu thứ ba chạy với kích thích một thời điểm của cường độ đã biết, phân tích hài hòa các tín hiệu rung động được phát hiện của chạy tham chiếu, lưu trữ chúng như các tham số và sử dụng chúng để tính toán hiệu chuẩn Và đánh giá các tín hiệu rung động trong phép đo không cân bằng tiếp theo của trục ổ đĩa bằng cách sử dụng ma trận hiệu chỉnh tính toán, như vậy những kích thích rung động pitch không nhập vào giá trị mất cân bằng của trục ổ đĩa được tính trong việc đánh giá.
Trong một phương án khác, phương pháp có thể được thực hiện trong bước định chuẩn cho một lần chạy chuẩn khác với kích thích trục nhằm phát hiện rung động của phần trên của bệ theo hướng trục trục chính bằng cảm biến rung động , Phân tích chúng một cách hài hòa, lưu trữ chúng như là yếu tố hiệu chuẩn, và trong phép đo không cân bằng tiếp theo của trục ổ đĩa, tách chúng khỏi các tín hiệu rung để tính giá trị mất cân bằng.
MÔ TẢ VỀ V D
Sáng chế này sẽ được giải thích chi tiết hơn trong các phần sau với tham chiếu đến các phương án được minh họa trong bản vẽ kèm theo, trong đó:
SUNG. 1 là một biểu diễn sơ đồ của một máy cân bằng bánh lái trước Và
SUNG. 2 là một biểu diễn sơ đồ của một bệ máy cân bằng trục ổ đĩa của sáng chế.
MÔ TẢ CHI TIẾT VỀ V D
SUNG. 1 cho thấy việc xây dựng cơ bản của một máy cân bằng được biết đến 10 nhằm cân bằng trục ổ đĩa. Máy cân bằng 10 bao gồm một giường máy 12 trên đó hai bệ 13 , 14 được bố trí đối diện với nhau. Các bệ có một cơ sở tương ứng 15 , 16 được gắn để dời theo chiều dọc trong một hướng dẫn tuyến tính kéo dài theo hướng dọc của giường máy 12 và có thể di chuyển để thích ứng khoảng cách giữa các bệ 13 , 14 với chiều dài của trục truyền động tới Được nhận. Các cơ sở 15 , 16 mang theo một phần trên 17 , 18 , tương ứng, được hỗ trợ trên chúng bằng các lò xo 19 , 20 . Mỗi phần trên 17 , 18 đều có một trục chính 21 , 22 được gắn để quay trong khoang chứa. Các cọc 21 , 22 của hai phần trên 17 , 18 được bố trí đồng trục và có các thiết bị kẹp 23 , 24 để định vị chính xác vị trí đầu buộc, thí dụ, mặt bích đầu cuối, của trục ổ W. Ít nhất Một phần trên, trong bản vẽ phần trên 18 , bao gồm động cơ mô tô 25 thích nghi để đặt trục chính 22 và do đó trục ổ trục gắn W trong chuyển động quay. Các trục chính 21 khác có thể xoay được một cách tự do cùng với đầu của trục ổ trục W, nhưng nó có thể được cung cấp bằng động cơ. Mỗi phần trên 17 , 18 bao gồm thêm một cảm biến dao động 26 , 27 phát hiện rung động của phần trên 17 , 18 theo một hướng, trong phương án này theo hướng đứng, và truyền chúng dưới dạng các tín hiệu điện để đánh giá điện tử Và thiết bị tính toán. Để đo chuyển động quay của các cọc 21 , 22 , một cảm biến xoay 28 góc bằng điện cũng được cung cấp, nó được kết nối với thiết bị đánh giá và tính toán.
Trong quá trình đo, trục truyền động W được điều khiển với tốc độ Ω, với sự mất cân bằng của trục ổ trục W rung động mạnh mẽ của các phần trên 17 , 18 của bệ 13 , 14 . Các rung động và tốc độ của chúng được phát hiện, và các giai đoạn và cường độ của chúng cho phép sự mất cân bằng của trục ổ 10 được xác định trong hai mặt phẳng đo lường. Các máy bay đo lường của trục truyền động là những máy bay bình thường với trục quay và đi qua trung tâm của các mối nối, bởi vì các lực gây ra bởi U mất cân bằng được truyền đi dưới dạng các lực ngang Q đến các mặt bích trục ổ trục được gắn trên các trục. Sự mất cân bằng của mặt bích trục lái và các bộ phận khớp nối cũng được phát hiện trong các máy bay đo lường. Các lò xo 19 , 20 của bệ 13 , 14 của máy cân bằng trục ổ đĩa thường được cấu hình và sắp xếp sao cho phần trên 15 , 16 của bệ 13 , 14 dao động do kích thích bởi các lực ngang này theo cách gây ra Trục của trục 21 , 22 để thực hiện các chuyển động song song, do đó duy trì hướng của chúng bình thường với các máy bay đo lường. Kết quả do đó đạt được là các bệ 13 , 14 đáp ứng độc quyền cho các lực ngang gây ra bởi trục trặc ổ đĩa không cân bằng và truyền qua các khớp. Theo đó, mỗi bệ của một máy cân bằng trục ổ đĩa thường đại diện cho một thiết bị đo mất cân bằng cho một mặt phẳng không cân bằng.
Điều này đã được biết đến và quy ước cấu hình của máy cân bằng trục ổ đĩa đã được chứng minh trong thực tế và tạo ra kết quả thỏa đáng ở tốc độ thấp. Tuy nhiên, các trục truyền động có hướng xử lý theo hướng trục và đàn hồi, dẫn đến sự cần thiết phải cân bằng trục ổ đĩa với tốc độ tương đối cao trong vùng lân cận của tốc độ chạy bình thường trong tương lai. Với trục ổ đĩa chạy ở tốc độ cao hơn, phần trên của bệ, ngay cả khi bị kích thích bởi các lực ngang, không còn thực hiện rung động tinh khiết song song, những rung động của nó có chứa các thành phần của chuyển động ném, cf. Sự thay đổi vị trí của phần trên bệ được chỉ ra trong FIG. 2 trong đường nét đứt. Bệ không còn đáp ứng lại lực lượng ngang, mà còn đối với những khoảnh khắc uốn. Các tín hiệu u 1 (t) của bộ cảm biến rung sau đó chứa các thành phần gây ra bởi lực quay ngang (thường xuyên quay) {mũi tên phải qua (Q)} (t) và các thành phần gây ra bởi (uốn luân chuyển thường xuyên) moment {right arrow over (M) } (T). Tách giữa hai nguyên nhân này là không thể thực hiện được khi sử dụng một cảm biến dao động duy nhất trên mỗi bệ. Do đó, việc xác định sự mất cân bằng bị hỏng do những khoảnh khắc tác động lên phần trên của bệ. Sáng chế này cho thấy cách mà các lỗi đo lường này có thể tránh bằng cách sử dụng một cảm biến khác.
Theo sáng chế, phần trên của cả hai bệ của một máy cân bằng trục ổ đĩa được trang bị cảm biến rung động đầu tiên và thứ hai. SUNG. 2 cho thấy bệ 13 của máy cân bằng trục ổ 10 mà phần trên 17 bao gồm theo sáng chế hai cảm biến rung 26 , 29 . Hai cảm biến rung 26 , 29 của bệ 13 được cách nhau bởi một khoảng cách rộng, do đó họ cung cấp các tín hiệu khác nhau u 1,1 (t) u 1,2 (t) khi rung động song song và rung động Chồng lên nhau. Đối với các tín hiệu đo lường được phân tích hài hoà của cảm biến rung, công nghệ cân bằng thường sử dụng một
Để kích thích một bệ, các thành phần ngang và dọc
Được giới thiệu trong hệ thống tọa độ cố định cho rotor.
Đối với các lực kích thích và các khoảnh khắc kích thích, tương quan tuyến tính sau đây sau đó giữ đúng
Chỉ có tám tham số tự do xảy ra trong ma trận hiệu chuẩn 4 × 4 do các đối xứng. Có thể xác định được thực nghiệm bằng cách cho phép có hiệu lực trong chạy tham chiếu, ví dụ kích thích nhỏ {mũi tên phải trên (Q)} 0 ≈0, {mũi tên phải trên (M)} 0 ≈0 và sau đó là một và một giây Kích thích kích thước đã biết, ví dụ, {right arrow over (Q)} I = Q Kal , {mũi tên phải trên (M)} I ≈0, {mũi tên phải trên (Q)} II ≈0, {right arrow over ( M)} II = M Kal , với các tín hiệu cảm biến được phân tích hài hoà và lưu như là (mũi tên phải trên (u)} 1 0 , {mũi tên phải trên (u)} 1 I , {mũi tên phải trên (u)} 1 II , (Bên phải mũi tên trên (u)} 2 0 , {mũi tên phải trên (u)} 2 I , {mũi tên phải trên (u)} 1 II .
Thích hợp, sự kích thích có thể được tạo ra bằng cách đặt các phần tử kiểm tra không cân bằng trên trục chính. Với cách tiếp cận này mỗi bệ được xem là riêng biệt.
Tám tham số miễn phí a. . . H thu được khi chuyển các phương trình bằng cách giải phương trình tuyến tính của dạng
Các hệ số của ma trận A phụ thuộc vào sự khác nhau của các tín hiệu đo lường được phân tích hài hoà
( 0 ), ({mũi tên phải trên (u)} 1 I - {mũi tên phải trên (u)} 1 0 ), ({mũi tên phải trên (u)} 1 II - {mũi tên phải trên (u)} 1 0 ), ({ Mũi tên phải qua (u)} 2 I - {mũi tên phải trên (u)} 2 0 ), ({mũi tên phải trên (u)} 2 II - {mũi tên phải trên (u)} 2 0 ).
Khi đã biết được ma trận hiệu chuẩn, có thể tách lực ngang và kích thích thời gian cho tất cả các phép đo tiếp theo:
Và, tương ứng,
Các cân nhắc tiếp theo sau đó áp dụng cho toàn bộ máy cân bằng với hai bệ.
Sự kích thích lực cắt ngang của bệ thứ nhất và thứ hai
Sau đó có thể được cung cấp cho các tính toán mất cân bằng thông thường. Hiệu chuẩn cân bằng không cân bằng thực tế diễn ra bằng cách đặt các phần tử mất cân bằng được biết đến trong các mặt phẳng đo của trục truyền động. Theo cách này, có thể để loại bỏ các lỗi đo lường gây ra bởi các hiệu ứng của các khoảnh khắc gần như hoàn toàn bằng một cảm biến thứ hai.
Sự kích động thời điểm của bệ thứ nhất và thứ hai
Sẽ được bỏ qua. Trong trường hợp, có thể kiểm tra để kiểm tra xem giá trị giới hạn có bị vượt quá hay không, bởi vì một nhà sản xuất trục truyền động có thể tìm cách hạn chế, ngoại trừ ảnh hưởng của sự mất cân bằng, cũng như ảnh hưởng của các khoảnh khắc trên các bộ phận mặt bích.
Các vấn đề về đo lường cũng có thể xảy ra nếu trục truyền động không có sự bù đắp theo trục (ví dụ, một bộ phận trượt hoặc một khớp chuyển động có thể di chuyển). Các lực dọc trục quay thường xuyên có thể sau đó đưa ra một thành phần can thiệp vào tín hiệu đo. Theo sáng chế, bằng cách áp dụng cảm biến rung động thứ ba 30 đến phần trên 17 của bệ 13 , có thể phát hiện sự kích thích bằng các lực dọc theo trục quay và xem xét nó trong việc tính toán sự mất cân bằng. Cách tiếp cận này là hoàn toàn tương tự với cách được mô tả ở trên. Trước tiên, chạy tham chiếu được thực hiện mà không cần kích thích, sau đó ba lần hiệu chỉnh với kích thích lực cắt ngang, kích thích moment và kích thích trục. Trong cách tiếp cận này, việc tạo ra các lực xoay quanh trục thường là một phần khó khăn hơn bởi vì nó không thể được thực hiện bằng cách đặt các phần tử kiểm tra mất cân bằng. Một khả năng sẽ bao gồm việc sử dụng một kích thích pha-kích thích thực, nhưng điều này sẽ gây ra chi phí đáng kể. Ví dụ, định hướng thực hành hơn sẽ là một trục truyền động có độ bù chiều dài nằm trong vật cố kẹp với một trục lệch định nghĩa. Đối với chạy tham chiếu và lần đầu tiên hai calibrating chạy bồi thường độ dài sẽ được kích hoạt, tuy nhiên vô hiệu hóa nó cho lần cuối calibrating chạy. Mặc dù không thể định lượng được các lực dọc trục đo được, chúng vẫn có thể được tách ra và loại bỏ khỏi phép đo không cân bằng.






