PL249309B1 - Wyważarka dynamiczna - Google Patents

Abstract

Wyważarka dynamiczna zawiera korpus z umieszczoną na nim osłoną oraz z napędem, modułem pomiarowo-obliczeniowym z układem pomiarowym i modułem obliczeniowym, układem elektrycznym, mocowaniem wirnika, jednostką frezującą, narzędziem skrawającym oraz stacją korekcji masy zawierającą obudowę z zamocowaną wewnątrz niej jednostką przesuwu poziomego, zamocowaną równolegle do powierzchni górnej korpusu oraz jednostką przesuwu pionowego zamocowaną prostopadle do jednostki przesuwu poziomego, połączoną z szafą elektryczną z panelem sterowniczym. W konstrukcji układu pomiarowego, prostopadle do jego podstawy, od strony krawędzi bocznej korpusu, zamocowana jest komora wyciszająca (5), której trzy ściany boczne stanowi wspornik stalowy, natomiast czwarta ściana tej komory wyciszającej (5), skierowana w stronę krawędzi korpusu jest prostopadłościenną płytą. Pomiędzy wspornikiem, a płytą jest wkład polimerobetonowy. Obudowa stacji korekcji masy ma co najmniej jedną ze ścian w postaci co najmniej jednej płyty kompozytowej.

Description

Przedmiotem wynalazku jest wysokowydajna wyważarka dynamiczna.

Z opisu patentowego PL225215B1 znana jest wyważarka wałów przegubowych do dynamicznego ich wyważania, która zawiera co najmniej dwa, umieszczone na łożu maszyny, stojaki wsporcze, przy czym każdy stojak wsporczy ma podpartą za pomocą sprężyn część górną, na której umieszczone jest obrotowo wokół osi wrzeciono z zamocowaniem dla jednego końca, przeznaczonego do wyważania wału przegubowego i pierwszy czujnik drgań, który wykrywa drgania części górnej spowodowane niewyważeniem wału przegubowego oraz dalszymi uczestniczącymi siłami w co najmniej jednym pierwszym prostopadłym do osi wrzeciona, stopniu swobody ruchu. Na części górnej, co najmniej jednego stojaka wsporczego, jest zamocowany drugi czujnik drgań, który wykrywa drgania części górnej w co najmniej jednym stopniu swobody ruchu. Sygnały drgań z pierwszego i drugiego czujnika drgań są doprowadzane do układu analizującego, który analizuje i tak powiązuje ze sobą sygnały drgań, że w obliczoną przy analizie wartość niewyrównoważenia wału przegubowego nie wchodzą wzbudzenia oscylacji pochylania części górnej.

Z opisu zgłoszeniowego wynalazku JP2021060254A znana jest wyważarka dynamiczna, w której skrócony jest czas niewyważenia oraz korygowane jest niewyważanie. Jednostka sterująca tej znanej wyważarki mierzy pierwsze niewyważenie referencyjnego celu testowego spowodowane, gdy trzpień obrotowy jest obracany w stanie, w którym zmienia się położenie mocowania referencyjnego celu testowego i charakterystyczne niewyważenie jednostki napędowej. Jednostka sterująca uzyskuje wielkość korekcji dla niewyważenia na podstawie pierwszego niewyważenia i drugiego niewyważenia. Jednostka sterująca uzyskuje funkcję pozyskiwania wielkości korekcji z masy celu testowego. Jednostka sterująca koryguje niewyważenie nowego celu testowego na podstawie wielkości korekcji uzyskanej przez zastąpienie masy testu docelowego w funkcji.

Celem wynalazku jest opracowanie nowej wyważarki dynamicznej, której użycie skróci czas wyważania, co przełoży się na zwiększenie ilości wyważonych przedmiotów.

Wyważarka dynamiczna zawierająca korpus z umieszczoną na nim osłoną oraz z napędem, modułem pomiarowo-obliczeniowym z układem pomiarowym i modułem obliczeniowym, układem elektrycznym, mocowaniem wirnika, jednostką frezującą, narzędziem skrawającym oraz stacją korekcji masy zawierającą obudowę z zamocowaną wewnątrz niej jednostką przesuwu poziomego zamocowaną równolegle do powierzchni górnej korpusu oraz jednostką przesuwu pionowego zamocowaną prostopadle do jednostki przesuwu poziomego, połączoną z szafą elektryczną z panelem sterowniczym, według wynalazku charakteryzuje się tym, że w konstrukcji układu pomiarowego, prostopadle do jego podstawy, od strony krawędzi bocznej korpusu, zamocowana jest komora wyciszająca, której trzy ściany boczne stanowi wspornik stalowy, natomiast czwarta ściana tej komory wyciszającej, skierowana w stronę krawędzi korpusu jest prostopadłościenną płytą, zaś pomiędzy tym wspornikiem a płytą jest wkład polimerobetonowy, a ponadto obudowa stacji korekcji masy ma co najmniej jedną ze ścian w postaci co najmniej jednej płyty kompozytowej.

Korzystnie płyta kompozytowa obudowy stacji korekcji masy złożona jest z co najmniej dwóch konstrukcji stalowych, pomiędzy którymi jest, połączona z nimi poprzez wklejenie, warstwa laminatu epoksydowo-szklanego, przy czym płyty kompozytowe są dwie i są one wzajemni rozsuwane.

Nowa wyważarka dynamiczna, według wynalazku, ma szybki cykl pracy, a tym samym możliwe jest przeprowadzenie większej liczby wyważeń niż przy zastosowaniu znanych wyważarek. Przeprowadzenie pomiarów i obliczeń jest bardziej efektywne i szybsze. Zastosowanie komory z polimerobetonu wpływa na skrócenie czasu wygaszania drgań własnych układu pomiarowego, przez co możliwe jest wcześniejsze uruchomienie pomiaru następnego detalu oraz uzyskanie krótszego czasu pomiaru niewyważenia. Zastąpienie w obudowie stacji korekcji masy jednej ze ścian z jednolitych płyt stalowych ścianą w postaci płyty kompozytowej, zwłaszcza ze sklejonych ze sobą elementów konstrukcyjnych z blachy stalowej oraz płyt z laminatu epoksydowo-szklanego pozwala na obniżenie masy korpusu stacji korekcji masy, przy jednoczesnym zachowaniu parametrów eksploatacyjnych.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia komorę wyciszającą w widoku z przodu, góry i boku, fig. 2 - obudowę stacji korekcji masy w widoku z przodu i boku, fig. 3 - komorę wyciszającą zamocowaną w konstrukcji układu pomiarowego w widoku z przodu, fig. 4 - wyważarkę dynamiczną w widoku z tyłu i prawego boku, fig. 5 - tę samą wyważarkę dynamiczną w widoku z prawego boku, fig. 6 - obudowę stacji korekcji masy w widoku z przodu, fig. 7 - wyważarkę dynamiczną w widoku z przodu, góry i lewego boku, fig. 8 - stację korekcji masy w widoku z przodu, góry i prawego boku, natomiast fig. 9 - imadło.

Wyważarka dynamiczna, według wynalazku, w pierwszym przykładzie wykonania zawiera korpus 1, na którym umieszczona jest prostopadłościenna osłona 2. Wewnątrz korpusu 1 umieszczony jest napęd z umieszczonym na powierzchni korpusu 1 uchwytem technologicznym. Napęd połączony jest z układem elektrycznym, systemem pneumatycznym oraz stacją korekcji masy 3, która połączona jest z modułem pomiarowo-obliczeniowym. Na powierzchni korpusu 1 umieszczone są również szczęki 4 układu mocowania wirnika. Korpus 1 jest z blach połączonych ze sobą za pomocą spawu. We wnęce korpusu 1, zamkniętego pokrywami, umieszczony jest moduł pomiarowo-obliczeniowy z układem pomiarowym, w którego konstrukcji, prostopadle do podstawy, od strony krawędzi bocznej korpusu 1 zamocowana jest komora wyciszająca 5, której trzy ściany boczne stanowi wspornik 6, zaś czwartą jej ścianę boczną, od strony krawędzi bocznej korpusu 1, stanowi prostopadłościenna płyta 7. Pomiędzy wspornikiem 6 a płytą 7 jest wkład polimerobetonowy 8. Korpus 1 jest wypoziomowany i przytwierdzony do podłoża. Na powierzchni górnej korpusu 1, w pobliżu jednej z jego krawędzi, jest szyna, w której przesuwnie umieszczona jest jedna ze ścian osłony 2. Pozostałe ściany osłony 2 są połączone z korpusem 1. Ściany osłony 2 zbudowane są z profili aluminiowych i płyt poliwęglanowych. Uniemożliwia ona dostęp do obszaru wyważania, gdy silnik napędu wirnika pracuje i uniemożliwia uruchomienie maszyny z otwartą lub odblokowaną osłoną 2. Zastosowanie osłony 2 powoduje również redukcję hałasu podczas wyważania oraz zapobiega gromadzeniu się zanieczyszczeń na wyważarce. Moduł pomiarowo-obliczeniowy zawiera układ pomiarowy i moduł obliczeniowy, czujnik drgań, który umożliwia prowadzenie pomiaru niewyważenia, czujnik obrotów oraz wrzeciono, do którego mocowany jest wyważany detal, który korzystnie umieszczany jest w adapterze. Wirnik stanowi również napęd wrzeciona oraz odpowiada za ustawienie wyważanego detalu w pozycji bazowej dla korekcji masy. Wrzeciono napędzane jest przez serwosilnik za pomocą przekładni pasowej, a ponadto wrzeciono jest łożyskowane co zapewnia wymaganą precyzję i stabilność. Układ sterowania silnikiem wrzeciona pozwala na swobodne programowanie obrotów w dostępnym zakresie. Enkoder natomiast umożliwia śledzenie pozycji niewyważenia podczas ręcznego obracania wirnika po pomiarze niewyważenia. Wirnik połączony jest z czujnikiem indukcyjnym, który umożliwia pomiar prędkości wyważanego wirnika. Detal montowany jest na wrzecionie za pomocą wymiennego oprzyrządowania technologicznego i umieszczony jest w imadle, który zawiera szczęki zaciskające 9, które podtrzymują detal podczas korekcji wyważania. Sterowane są one poprzez układ pneumatyczny będący panelem sterownia HMI, który połączony jest z komputerem za pomocą dwukierunkowej magistrali. Każda z dwóch szczęk zaciskających 9, poprzez podporę 10, połączona jest z uchwytem pneumatycznym 11, który zamocowany jest do podstawy mocującej 12. Moduł obliczeniowy modułu obliczeniowo-pomiarowego umieszczony jest w szafie elektrycznej, która jest w pobliżu wyważarki dynamicznej, zaś komunikacja pomiędzy nimi prowadzona jest za pomocą ekranu dotykowego i panelu sterowania zamontowanych na tej szafie elektrycznej, które połączone są z czujnikami i napędami wyważarki. Układ pomiarowy natomiast zamocowany jest na powierzchni korpusu 1. Uzyskany podczas pomiaru wynik wyważania podawany jest jako kąt i wartość masy koniecznej do dodania albo do usunięcia z detalu. Korekcja masy prowadzona jest po wykonaniu przez układ pomiarowy pomiaru niewyważenia. Stacja korekcji masy 3 umieszczona jest na korpusie 1 i połączona jest z szafą elektryczną, w której jest panel sterowniczy HMI do sterowania tą stacją korekcji masy 3. Zawiera ona również obudowę 13 wewnątrz której zamocowane jest jednostka przesuwu poziomego 14 oraz jednostka przesuwu pionowego 15. Obudowa 13 stacji korekcji masy 3 ma jedną ze ścian w postaci dwóch, rozsuwanych płyt kompozytowych 16, z których każda złożona jest z dwóch prostokątnych w obrysie konstrukcji stalowych 17 oraz wklejonej pomiędzy nimi warstwy laminatu epoksydowo-szklanego 18.

Przed przystąpieniem do wyważania należy odpowiednio przygotować maszynę oraz skalibrować układ pomiarowy. W celu przeprowadzenia kalibracji montuje się wszystkie odpowiednie oprzyrządowanie technologiczne dla wyważonego typu wirnika, mocuje się prawidłowo uchwyt technologiczny oraz mocuje się wyważany wirnik.

Podczas prowadzenia procesu wyważania włącza się zasilanie elektryczne wyważarki dynamicznej i następnie włącza się zasilanie sprężonym powietrzem. Kolejno włącza się panel sterujący i komputer. Wybiera się ręczny tryb pracy wyważarki dynamicznej i otwiera się osłonę 2. Następnie w szczękach zaciskających 9 umieszcza się wyważany detal i montuje się je, poprzez podstawę mocującą 12, na pierwszej płycie montażowej jednostki przesuwu poziomego 14. Wirnik umieszcza się na uchwycie wrzeciona i wrzeciono zamyka się. Sprawdza się poprawność tego osadzenia i uruchamia się moduł pomiarowo-obliczeniowy, przy czym wybiera się odpowiedni dla tego detalu tryb prowadzenia badania. Następnie w panelu sterującym ustawia się tryb pracy automatycznej i rozpoczyna się proces wyważania, przy czym osłona 2 jest zablokowana. Wirnik zaciska się w uchwycie wrzeciona. Następnie wyłącza się silnik napędu wirnika i rozpoczyna się pomiar niewyważenia, po zakończeniu którego wirnik pozycjonuje się odpowiednio do korekcji masy. Następnie otwiera się osłonę 2 i detal, poprzez podstawę mocującą 12, mocuje się na drugiej płycie montażowej jednostki przesuwu pionowego 15. Zamyka się osłonę 2 i wyważanie oraz pomiar niewyważenia powtarza się. Po zakończeniu pomiaru wirnik zatrzymuje się automatycznie. Jeśli niewyważanie detali mieści się w założonym zakresie szczęki zaciskające 9 otwiera się, osłonę 2 otwiera się i demontuje się wirnik.

Wyważarka dynamiczna, według wynalazku, w drugim przykładzie wykonania, taka jak w przykładzie pierwszym z tym, że ściany osłony 2 zbudowane są z profili aluminiowych i płyt poliwęglanowych, zaś obudowa 13 stacji korekcji masy 3 ma jedną ze ścian w postaci płyty kompozytowej 16 złożonej z dwóch prostokątnych w obrysie konstrukcji stalowych 17 oraz wklejonej pomiędzy nimi warstwy laminatu epoksydowo-szklanego 18.

Wyważarka dynamiczna, według wynalazku, w trzecim przykładzie wykonania, taka jak w przykładzie pierwszym z tym, że wszystkie ściany obudowy 13 stacji korekcji masy 3 są w postaci płyt kompozytowych 16.

Claims (3)

1. Wyważarka dynamiczna zawierająca korpus z umieszczoną na nim osłoną oraz z napędem, modułem pomiarowo-obliczeniowym z układem pomiarowym i modułem obliczeniowym, układem elektrycznym, mocowaniem wirnika, jednostką frezującą, narzędziem skrawającym oraz stacją korekcji masy zawierającą obudowę z zamocowaną wewnątrz niej jednostką przesuwu poziomego zamocowaną równolegle do powierzchni górnej korpusu oraz jednostką przesuwu pionowego zamocowaną prostopadle do jednostki przesuwu poziomego, połączoną z szafą elektryczną z panelem sterowniczym, znamienna tym, że w konstrukcji układu pomiarowego, prostopadle do jego podstawy, od strony krawędzi bocznej korpusu (1), zamocowana jest komora wyciszająca (5), której trzy ściany boczne stanowi wspornik (6) stalowy, natomiast czwarta ściana tej komory wyciszającej (5), skierowana w stronę krawędzi korpusu (1) jest prostopadłościenną płytą (7), zaś pomiędzy tym wspornikiem (6) a płytą (7) jest wkład polimerobetonowy (8), a ponadto obudowa (13) stacji korekcji masy (3) ma co najmniej jedną ze ścian w postaci co najmniej jednej płyty kompozytowej (44).

2. Wyważarka według zastrz. 1, znamienna tym, że płyta kompozytowa (44) obudowy (13) stacji korekcji masy (3) złożona jest z co najmniej dwóch konstrukcji stalowych (45), pomiędzy którymi jest, połączona z nimi poprzez wklejenie, warstwa laminatu epoksydowo-szklanego (46).

3. Wyważarka według zastrz. 2, znamienna tym, że płyty kompozytowe (44) są dwie i są one wzajemnie rozsuwane.