Пристрій стабілізації радіального положення осі обертання вала радіальної аеростатичної опори

Пристрій стабілізації радіального положення осі обертання вала радіальної аеростатичної опори, що містить компенсатори радіального зміщення осі обертання вала радіальної аеростатичної опори, вимірювачі величин зазорів, вимірювач кута повороту вала радіальної аеростатичної опори, обчислювач, операційні підсилювачі, диференціальні підсилювачі сигналів неузгодження, перемикачі "пряме - вимк. - зворотне", вимикачі "увімк. вимк.", який відрізняється тим, що пристрій додатково включає фільтри виділення спектра частот високочастотних радіальних навантажень, фазокоректуючі контури, диференціальні підсилювачі високочастотних складових радіальних навантажень, а п'єзостовпи регуляторів тиску газу компенсаторів радіального зміщення осі обертання вала радіальної аеростатичної опори складаються з секції компенсації радіального навантаження від сили дисбалансу та радіальної складової сили різання і секції компенсації високочастотного радіального навантаження, причому датчики величин зазорів компенсаторів радіального зміщення осі обертання вала радіальної аеростатичної опори з'єднані з входами вимірювачів величин зазорів, а їх виходи з'єднані з входами обчислювача, виходи вимірювачів величин зазорів по датчиках величин зазорів, установлених по осях базових систем ко U 2 UA 1 3 57411 4 - Визначення координат незміщеного полообчислювача, виходи вимірювачів величин зазорів ження осі обертання вала радіальної аеростатичпо датчиках величин зазорів, установлених по ної опори. осях базових систем координат, з'єднані з входами - Вимірювання і запам'ятовування на кутах повідповідних фільтрів виділення спектра частот вороту вала величин опорних зазорів під датчикависокочастотного радіального навантаження, а ми величин зазорів, встановлених по осям базочерез вимикач "увімк. - вимк." з другими входами вих систем координат і які відповідають відповідних диференціальних підсилювачів сигнанезміщеному положенню осі обертання вала раділів неузгодження, виходи вимірювача кута повороальної аеростатичної опори. ту з'єднані з входами обчислювача, перші входи - При відхиленні в процесі роботи пристрою диференціальних підсилювачів сигналів неузгопоточних величин зазорів під датчиками величин дження через вимикач "увімк. - вимк." з'єднані з зазорів на кутах повороту вала від опорних виробвідповідними виходами напруги опорних зазорів ляються сигнали неузгодження, які запобігають обчислювача, виходи диференціальних підсилюцьому відхиленню. вачів сигналів неузгодження з'єднані з секціями Недоліком пристрою найближчого аналога є компенсації радіальних навантажень від сили диснаступне. балансу та радіальної складової сили різання п'єНавантаження на вал аеростатичної шпиндезостовпів регуляторів тиску газу відповідних груп льної опори від сил дисбалансу і радіальної скларегуляторів тиску газу компенсаторів радіального дової сили різання в процесі її експлуатації - змінзміщення осі обертання вала радіальної аеростана величина і може досягати значної величини. тичної опори, входи операційних підсилювачів Для компенсації цього навантаження з метою стаз'єднані з відповідними виходами сигналів управбілізації осьового положення осі обертання вала ління обчислювача, а їх виходи через перемикачі опори сила тиску регуляторів тиску газу повинна "пряме - вимк. - зворотне" з'єднані з першими і відповідати навантаженню, тобто площа поперечдругими входами відповідних диференціальних ного перерізу підводящих каналів газу регуляторів підсилювачів сигналів неузгодження, виходи фільтиску повинна змінюватися у достатньо широкому трів виділення спектра частот високочастотного діапазоні. Отже, п'єзостовпи регуляторів тиску газу радіального навантаження з'єднані з входами відповинні складатися з багатьох дисків, тому мають повідних фазокоректуючих контурів, а їх виходи велику постійну часу і є інерційним ланцюгом сисз'єднані з першими входами відповідних диферентеми автоматичного управління. Тому високочасціальних підсилювачів високочастотного радіальтотні радіальні навантаження не компенсуються ною навантаження, а їх другі входи з'єднані з земабо компенсуються неповністю, що збільшує шорлею, виходи диференціальних підсилювачів сткість високоточних елементів оптики та механівисокочастотного радіального навантаження з'єдки, які оброблюються. нані з секціями компенсації високочастотного раЗадача, що вирішується, полягає у такому діального навантаження п'єзостовпів регуляторів удосконаленні пристрою найближчого аналога, яке тиску газу відповідних груп регуляторів тиску газу забезпечує повну компенсацію радіального наванкомпенсаторів радіального зміщення осі обертантаження на вал радіальної аеростатичної опори, ня вала радіальної аеростатичної опори. включаючи високочастотне, і тим зменшує шорстПричинно-наслідковий зв'язок технічного рікість особливо точних елементів оптики і механіки, шення, що заявляється, з досягаємим технічним що обробляються. результатом полягає у наступному. Огинаючи виРішення задачі досягається тим, що пристрій хідних сигналів вимірювачів величин зазорів вистабілізації радіального положення осі обертання значають частотний спектр цих сигналів, який в вала радіальної аеростатичної опори, що містить свою чергу визначається складом і величиною компенсатори радіального зміщення осі обертання діючих на вал радіальної аеростатичної опори вала радіальної аеростатичної опори, вимірювачі навантажень. величин зазорів, вимірювач кута повороту вала На Фіг.1 показані: радіальної аеростатичної опори, обчислювач, опе1 - напруга сигналу на виході вимірювача вераційні підсилювачі, диференціальні підсилювачі личини зазору в статиці, яка відповідає розрахунсигналів неузгодження, перемикачі "пряме - вимк. ковій величині зазору під датчиком величини зазозворотне", вимикачі "увімк. - вимк.", згідно корисної ру. моделі, пристрій додатково включає фільтри виді2 - огинаюча напруги сигналу на виході вимілення спектра частот високочастотних радіальних рювача величини зазору, яка промодульована навантажень, фазокоректуючі контури, диференнавантаженням від сили дисбалансу при номінаційні підсилювачі високочастотних складових радільній швидкості обертання вала до початку точінальних навантажень, а п'єзостовпи регуляторів ня. тиску газу компенсаторів радіального зміщення осі 3 - огинаюча 2 напруги сигналу на виході виміобертання вала радіальної аеростатичної опори рювача величини зазору, яка зміщена під дією складаються з секції компенсації радіального напостійної складової радіальної складової сили вантаження від сили дисбалансу та радіальної різання. складової сили різання і секції компенсації високо4 - огинаюча напруги сигналу на виході вимічастотного радіального навантаження, причому, рювача величини зазору в процесі точіння при дії датчики величин зазорів компенсаторів радіальнона вал повного навантаження, яке включає також го зміщення осі обертання вала радіальної аеросзовнішні змушуючи коливання. татичної опори з'єднані з входами вимірювачів Найбільший вплив на положення осі обертанвеличин зазорів, а їх виходи з'єднані з входами ня вала радіальної аеростатичної опори справляє 5 57411 6 сила дисбалансу. Вектор сили дисбалансу оберрадіальні навантаження не компенсуються, або тається синхронно з валом і на оберті вала опори компенсуються неповністю. вважається постійною величиною. При обробці Для повної компенсації радіального навантадеталей, які несиметричні відносно осі обертання, ження на вал радіальної аеростатичної опори п'єсила дисбалансу по мірі зрізання матеріалу збільзостовпи регуляторів тиску газу виконуються двохшується і може досягати піднімальної сили компесекційними. Кожний п'єзостовп (Фіг.2) включає нсаторів радіального зміщення осі обертання вала багатодискову секцію компенсації радіального опори. навантаження від сили дисбалансу і радіальної При швидкості обертання вала 600 об./хв. часскладової сили різання і секцію компенсації висотота модуляції напруги вихідних сигналів вимірюкочастотних радіальних навантажень, яка складавачів величин зазорів під дією сили дисбалансу ється, наприклад, з одного, двох або трьох дисків, складає 10 Гц, а її період дорівнює періоду оберчого достатньо для компенсації цих навантажень, і тання вала і дорівнює Tвала = 0.1 с. Час зростання має малу постійну часу. t3 напруги сигналу на виході вимірювача величини Високочастотні складові вихідних сигналів визазору (Фіг.1), а, отже, і напруги неузгодження на мірювачів величин зазорів по датчиках величин п'єзостовпах регуляторів тиску газу від мінімальнозазорів, встановлених по осях базових систем кого до максимального значення дорівнює половині ординат, з сигналів вимірювачів виділяються фільперіоду обертання вала опори. При швидкості трами спектра частот високочастотного радіальнообертання вала 600 об./хв. t3 = Tвала/2 = 0.05 с. го навантаження (Фіг.3), смуги пропускання яких Як відомо, п'єзостовп являється аперіодичним (Фіг.4) відповідають спектра частот високочастотланцюгом системи автоматичного управління. Наних радіальних навантажень. пруга на п'єзостовпі досягає свого сталого значенМодель пояснюється кресленнями. ня Uп.c.cm.. через t = 6.2 Tп..c., де Tп.c. - постійна часу Фіг.1 - огинаючі вихідної напруги вимірювача п'єзостовпа: величини зазору. t Фіг.2 - двохсекційний п'єзостовп.  3 Tп.c. Фіг.3 - резонансний фільтр з фазокоректуючим Un.c.cm.  Uп.c.(1 t ). контуром. Отже, для того щоб за половину періоду оберФіг.4 - амплітудно-частотна характеристика тання вала опори напруга неузгодження на п'єзосрезонансного фільтра. товпі досягла свого значення, постійна часу п'єзоФіг.5 - радіальна аеростатична опора. t Фіг.6 - функціональна схема пристрою стабілістовпа повинна бути Tп.c.  3  0.008c. 6.2 зації радіального положення осі обертання вала При швидкості обертання вала опори 3000 радіальної аеростатичної опори. об./хв. частота модуляції напруги вихідного сигнаФіг.7 - датчики величин зазорів в перерізах по лу вимірювача величини зазору дорівнює 50 Гц, А-А і В-В радіальної аеростатичної опори. період обертання вала Твалу = 0.02 с, а час зросФіг.8 - до визначення параметрів еліпсів в петання t3 напруги сигналу на виході вимірювача рерізах вала радіальної аеростатичної опори. величини зазору t3 = 0.01 с. Отже постійна часу Пристрій стабілізації радіального положення п'єзостовпа не повинна перевищувати 0.0016 с. осі обертання вала 1 радіальної аеростатичної Високочастотні навантаження на вал радіальопори 2 включає (Фіг.5) датчики 3 величини зазору ної аеростатичної опори викликає флуктуація го4 між основами датчиків 3 і поверхнею вала 1. ловного вектора сил тиску в газовому шарі радіаДатчики 3 величин зазорів установлені у втулці 5 льної аеростатичної опори, яку викликає радіальної аеростатичної опори 2 (в двох перерідеформація поля тиску в газовому шарі похибками зах опори 2 по А-А і В-В, перпендикулярних осі розмірів та форми виготовлення опори, а також обертання вала 1). випадкова складова радіальної складової сили В кожному зі згаданих перерізів по осям сисрізання, яка виникає через неоднорідність матерітем координат ХОУ і Х1О1У1, (Фіг.6) установлено алу, що обробляється. Крім того, вал радіальної вісім (в даному прикладі) датчиків величин зазорів. аеростатичної опори змушують коливатись вібраВектори компенсації радіальних навантажень фоції власних приводів, а також коливання поверхні рмують в двох перерізах опори 2 в системах коорЗемлі, які перевищують смугу заглушення частот динат ХАОАУА і ХBОВУВ, які приймають в якості бавіброкомпенсуючими опорами і пройшли на корпус зових систем координат. опори. Частоти високочастотних радіальних наваУ втулці 5, також рівномірно по колу, виконані нтажень на вал опори може досягати 1.5-2 кГц. жиклери 6 подачі газу в зазор 4, причому кожен Для їх компенсації постійна часу п'єзостовпів для жиклер 6 з'єднує камеру 7 піддуву з зазором 4. їх компенсації повинна бути на два порядки менше Навпроти кожного жиклера 6 подачі газу в запостійної часу п'єзостовпів для компенсації наванзор 4 в камері 7 піддуву встановлений двохсекційтаження від сили дисбалансу. ний п'єзостовп 8 з установленою на ньому регулюДля забезпечення потрібного діапазону зміни вальною голкою 9, яка призначена для зміни піднімальної сили компенсаторів радіального зміплощі поперечного перерізу підходящого каналу щення осі обертання вала опори п'єзостовпи регуцього жиклера 6. Жиклер 6 подачі газу, двохсекляторів тиску газу виготовляються багатодисковиційний п'єзостовп 8, регулювальна голка 9 утвоми, що обумовлює їх велику постійну часу. В рюють регулятор 10 тиску газу. результаті умова t3≤6.2 Tп.c., повної компенсації Двохсекційний п'єзостовп 8 складається з двох радіального навантаження для високочастотних секцій: секції 11 компенсації радіального навантарадіальних навантажень не виконується, тобто ці ження від сили дисбалансу та радіальної складо 7 57411 8 вої сили різання і секції 12 компенсації високочас(Ахметжанов А.А. "Электромеханические преобратотного радіального навантаження. зователи угла поворота с электрической редукциРегулятори 10 тиску газу, які розташовані в ей" М. Энергия, 1978 г.) одній плоскості, об'єднані в чотири групи (Фіг.6): З обчислювача 24 сигнал управління Uyпp.1, перша група 13 регуляторів тиску, друга група 14 положенням вала 1 на групи 13 і 15 регуляторів регуляторів тиску, третя група 15 регуляторів тистиску газу компенсатора 21 радіального зміщення ку, четверта група 16 регуляторів тиску в перерізі осі обертання, сигнал управління 7 Uyпp.2 положенпо Б-Б опори (Фіг.5, 6) і перша група 17 регулятоням вала 1 на групи 14 і 16 регуляторів тиску газу рів тиску, друга група 18 регуляторів тиску, третя компенсатора 21 радіального зміщення осі обергрупа 19 регуляторів тиску, четверта група 20 ретання, сигнал управління Uyпp.3, положенням вала гуляторів тиску в перерізі по Г-Г опори. 1 на групи 17 і 19 регуляторів тиску газу компенсаРегулятори 10 кожної групи регуляторів тиску тора 22 радіального зміщення осі обертання, сигустановлені симетрично відносно осей базових нал управління Uyпp.4 положенням вала 1 на групи систем координат ХОУ. Причому, групи 13, 14, 15, 18 і 20 регуляторів тиску газу компенсатора 22 16 регуляторів тиску, які установлені в перерізі по радіального зміщення осі обертання надходять на Б-Б, і датчики 3 величин зазорів, які установлені в два відповідних операційних підсилювача 26 і 27 перерізі по А-А (Фіг.5) радіальної аеростатичної кожний (Фіг.6). Причому, на операційні підсилювачі опори 2, утворюють компенсатор 21 радіального 26 вхідні сигнали надходять на прямі входи, а на зміщення осі обертання вала 1 радіальної аеросопераційні підсилювачі 27 вхідні сигнали надхотатичної опори 2. Групи 17, 18, 19. 20 регуляторів дять на інвертуючі входи. Отже кожна пара оператиску газу, які установлені в перерізі по Г-Г опори ційних підсилювачів 26 і 27 формує рівні по вели2, і датчики 3 величин зазорів, які установлені в чині і протилежні по фазі напруги, які пропорційні перерізі по В-В опори 2, утворюють компенсатор величинам відповідних сигналів управління. 22 радіального зміщення осі обертання вала 1 Виходи кожної пари операційних підсилювачів радіальної аеростатичної опори 2. 26 і 27 перемикачами 28 "пряме - вимк. - зворотне" Кожний датчик 3 величини зазору обох компепідключаються до входів операційних підсилювансаторів 21 і 22 з'єднаний з відповідним вимірювачів 29, 30, 31, 32 сигналів неузгодження. В полочем 23 величини зазору (Фіг.6). Вимірювачі 23 веженні перемикачів 28 "пряме" при надходженні личини зазору призначені для перетворення сигналів управління Uyпp.1, Uyпp.2, Uyпp.3, Uyпp.4 вал 1 сигналів датчиків 3 в напруги, які пропорційні вевідносно початкового положення зміщується в личинам зазорів під цими датчиками 3. В якості напрямку відповідної позитивної півосі системи вимірювачів 23 використовуються вимірювачі міккоординат ХОУ (Фіг.6), а в положенні перемикачем ропереміщень (Гриневич Б.Ф. "Измерительные 28 "зворотне" при збільшенні сигналів управління компенсационно-мостовые устройства с емкостUyпp.1, Uyпp.2, Uyпp.3, Uyпp.4 вал 1 зміщується в напряными датчиками", Киев, Наукова Думка, 1987 г.). мку відповідної негативної півосі системи коордиПохибка цих вимірювачів не перевищує 10-3-10-4 нат ХОУ. величини зазору, що вимірюється. Диференційні підсилювачі 29, 30, 31, 32 сигнаСигнал з виходу кожного вимірювача 23 велилів неузгодження при настроюванні пристрою зачини зазору надходить в обчислювач 24. В якості безпечують формування на своїх виходах протиобчислювача 24 може використовуватись персофазних напруг, різниця потенціалів між якими нальна ЕОМ з модулем уводу-виводу для обміну пропорційна відповідному сигналу управління інформацією з зовнішніми функціональними елеUyпp.1, Uyпp.2, Uyпp.3, Uyпp.4. Виходи диференціальних ментами (Науман Г. "Стандартные интерфейсы підсилювачів 29, 30, 31, 32 вимикачами 33 "увімк. для измерительной техники", М. Мир, 1982 г.). вимк." в положенні "увімк." підключаються до секОбчислювач 24 забезпечує: цій 11 компенсації радіального навантаження від 1. Знімання інформації з обчислювачів 23 весили дисбалансу та радіальної складової сили личин зазорів і обчислення координат датчиків 3 різання п'єзостовпів 8 регуляторів 10 тиску газу величин зазорів. відповідних груп 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 регу2. Обчислення координат осі обертання валяторів тиску. Причому, до кожного диференціала 1. льного підсилювача 29, 30, 31, 32 підключаються 3. Формування масивів величин опорних зазодві групи регуляторів тиску, які розташовані по рів. однойменним півосям систем координат ХОУ в 4. Приймання інформації з вимірювача 25 кута перерізах радіальної аеростатичної опори по Б-Б і повороту вала і відображення його на екрані диспГ-Г (Фіг.6). лея. При роботі пристрою напруги, які відповідають 5. Формування на групи 13, 14, 15, 16, 17, 18, кодам величин опорних зазорів під датчиками 3 19, 20 регуляторів тиску компенсаторів 21 і 22 равеличин зазорів, установлених по позитивним підіального зміщення осі обертання вала 1 цифровосям базових систем координат ХОУ компенсавих кодів сигналів управління для установлення торів 21 і 22 і які відповідають незміщеному половала 1 на кутах його повороту в незміщене положенню осі обертання вала 1 опори 2 з ження, а також перетворення кодів величин опоробчислювача 24 через вимикачі 34 надходять на них зазорів під датчиками 3 величин зазорів, які на перші входи диференціальних підсилювачів 29, 30, кутах повороту вала 1 відповідають незміщеному 31, 32. положенню його осі обертання. На другі входи диференціальних підсилювачів В якості вимірювача 25 кута повороту може 29 і 30 через вимикач 35 "увімк. - вимк." надходять використовуватися обертающийся трансформатор сигнали вимірювачів 23 величин зазорів по сигна 9 57411 10 лам датчиків 3 величин зазорів установлених по тотного радіального навантаження, а через вимипівосям +Х і +У базової системи координат ХОУ кач 35 "увімк. - вимк." з другими входами відповідкомпенсатора 21 радіального зміщення осі оберних диференціальних підсилювачів 29, 30, 31, 32 тання вала 1, відповідно. На другі входи диференсигналів неузгодження, виходи вимірювача 25 кута ціальних підсилювачів 31 і 32 через вимикач 35 повороту з'єднані з входами обчислювача 24, пе"увімк. - вимк." надходять сигнали вимірювачів 23 рші входи диференціальних підсилювачів 29, 30, величин зазорів по сигналам датчиків 3 величин 31, 32 сигналів неузгодження через вимикач 34 зазорів, установлених по півосям +Х і +У базової "увімк. - вимк." - з'єднані з відповідними виходами системи координат ХОУ компенсатора 22 радіальнапруги опорних зазорів обчислювача 24, виходи ного зміщення осі обертання вала 1 опори 2, віддиференціальних підсилювачів 29, 30, 31, 32 сигповідно. налів неузгодження з'єднані з секціями 11 компенТаким чином, диференційні підсилювачі 29, сації радіальних навантажень від сили дисбалансу 30, 31, 32 призначені для формування на своїх та радіальної складової сили різання п'єзостовпів виходах протифазних сигналів, різниця потенціа8 регуляторів 10 тиску газу відповідних груп 13, 14, лів між якими пропорційна величинам відхилень 15, 16, 17, 18, 19, 20 регуляторів тиску газу компепоточних значень величин зазорів під датчиками 3 нсаторів 21 і 22 радіального зміщення осі обервеличин зазорів, установлених в перерізах по А-А і тання вала радіальної аеростатичної опори, входи В-В опори 2 по позитивним півосям базових сисопераційних підсилювачів 26 і 27 з'єднані з відпотем координат ХОУ від величин опорних зазорів відними виходами сигналів управління обчислюдля цих датчиків, які відповідають незміщеному вача 24, а їх виходи через перемикачі 28 "пряме положенню осі обертання вала 1 радіальної аеровимк. - зворотне" з'єднані з першими і другими статичної опори 2. входами відповідних диференціальних підсилюваФільтри 36, 37, 38, 39 виділення спектра часчів 29, 30, 31, 32 сигналів неузгодження, виходи тот високочастотних радіальних навантажень фільтрів 36, 37, 38, 39 виділення спектра частот (Фіг.3, 4) служать для виділення з радіального нависокочастотного радіального навантаження з'єдвантаження на вал 1 радіальної аеростатичної нані з входами відповідних фазокоректуючих конопори 2 її високочастотної складової. В якості фітурів 40, 41, 42, 43, а їх виходи з'єднані з першими льтрів 36, 37, 38, 39 може використовуватись ревходами відповідних диференціальних підсилювазонансний фільтр (П. Хоровиц "Искусство схемочів 44, 45, 46, 47 високочастотних радіальних натехники", М. Мир. 1998 г.). Для виділення спектра вантажень, а їх другі входи з'єднані з землею, вичастот високочастотного радіального навантаженходи диференціальних підсилювачів 44, 45, 46, 47 ня на входи фільтрів 36, 37, 38, 39 надходять нависокочастотного радіального навантаження з'єдпруги сигналів вимірювачів 23 величин зазорів по нані з секціями 11 компенсації високочастотного датчикам 3 величин зазорів, установлених по порадіального навантаження п'єзостовпів 8 регулязитивним півосям базових систем координат ХОУ торів 10 тиску газу відповідних груп 13, 14, 15, 16, в перерізах по А-А і В-В опори 2. 17, 18, 19, 20 регуляторів тиску газу компенсаторів Фазокоректуючі контури 40, 41, 42, 43 (Фіг.3) 21 і 22 радіального зміщення осі обертання вала забезпечують компенсацію запізнювання по фазі радіальної аеростатичної опори. спектра частот високочастотної складової радіаПрацює пристрій стабілізації радіального польного навантаження на фільтрах 36, 37, 38, 39. В ложення осі обертання вала радіальної аеростаякості фазокоректуючих контурів 40, 41, 42, 43 тичної опори наступним чином. можуть використовуватись фазовипереджаючі RС1. Визначають параметри еліпсів в перерізах контури (Зайцев Г.Ф. "Основы теории автоматичевала 1 плоскостями установки датчиків 3 величин ского регулирования", Киев, КВИРТУ ПВО, 1974 зазорів (в перерізах по А-А і В-В опори 2). Розраг.). ховують координати датчиків 3 величин зазорів (в Диференційні підсилювачі 44, 45, 46, 47 висоперерізі опори 2 по А-А), установлених по осям A A кочастотної складової радіального навантаження систем координат ХАОАУА і X1 O1 YA і координат 1 призначені для формування напруг на секції 12 датчиків 3 величин зазорів (в перерізі опори 2 по компенсації високочастотних радіальних навантаВ-В), установлених по осям систем координатор жень п'єзостовпів 8 регуляторів 10 тиску газу відB B повідних груп 13. 14, 15. 16, 17. 18, 19, 20 регуляХBОВУВ і X1 O1 YB (Фіг.6). 1 торів тиску. 1.1. Визначають параметри еліпса в перерізі Напруги диференціальних підсилювачів 44, 45, вала 1 плоскістю установки датчиків 3 величин 46, 47 на секції 12 компенсації високочастотного зазорів (в перерізі по А-А Фіг.5). Розраховують радіального навантаження надходять через вимикоординати датчиків 3 величин зазорів (в перерізі качі 48 "увімк. - вимк.". по А-А опори 2). На кресленнях позначена планшайба 49. ПриДля виконання цих дій з клавіатури обчислючому, датчики 3 величин зазорів компенсаторів 21 вача 24 виконують пуск підпрограми "Індикація і 22 радіального зміщення осі обертання вала равеличин зазорів". діальної аеростатичної опори з'єднані з входами У відповідності з алгоритмом роботи цієї підпвимірювачів 23 величин зазорів, а їх виходи з'єдрограми обчислювач 24 з заданою частотою опинані з входами обчислювача 24, виходи вимірюватує вимірювачі 23 величин зазорів і перетворює їх чів 23 величин зазорів по датчикам величин зазовихідні напруги в цифрові двійкові коди, які в десярів, установлених по осям базових систем тичному коді відображаються на екрані дисплея. координат, з'єднані з входами відповідних фільтрів Крім того, обчислювач 24 зчитує двійковий код 36, 37, 38, 39 виділення спектра частот високочаспоточного значення кута повороту вала 1 з вимі 11 57411 12 рювача кута повороту 25, який також перетворюлея зчитують величини зазорів Z1(0) і Z5(0) і порівється в десятичний код і відображається на екрані нюють їх. Якщо Z1(0)≠Z5(0), змінюють величину дисплея. коду сигналу управління Uyпp.1(0) і виконують пуски Перемикачі 48 "увімк. - вимк" установлюють в підпрограми "Установлення вала 1". Методом посположення "вимк." і відключають диференціальні лідовних наближень добиваються виконання рівпідсилювачі 44, 45, 46, 47 високочастотної складоності Z1(0)=Z5(0). Код сигналу управління Uyпp.1(0) вої радіального навантаження від секцій 12 компезапам'ятовують. нсації високочастотного радіального навантаженНе змінюючи положення вала 1 зчитують з диня груп 13, 14, 15, 16, 17. 18, 19. 20 регуляторів сплея і запам'ятовують величини зазорів Z3(0) і тиску газу компенсаторів 21 і 22 радіального зміZ7(0) під датчиками 3 величин зазорів, установлещення осі обертання. них по півосям +Х і -X системи координат ХАОАУА в Вимикачі 33 "увімк. - вимк." установлюють в перерізі по А-А опори 2. положення "увімк." і підключають виходи дифереЗ дискретністю Δφ установлюють вал 1 віднонціальних підсилювачів 29, 30, 31, 32 сигналів несно початкового кута повороту на кути повороту узгодження до відповідних груп 13, 14, 15, 16, 17, Δφ, 2Δφ, 3Δφ, ..., kΔφ, ..., 360°-Δφ. На кожному куті 18,19, 20 регуляторів тиску газу. повороту kΔφ (k=1, 2. 3, ...) зміщують вал 1 і під Переріз вала 1 установлюють симетрично осі датчиками 3 величин зазорів компенсатора 21 X базової системи координат ХАОАУА. Для цього на радіального зміщення, установлених по півосям довільному куті повороту вала 1 під датчиками 3 +У і -У базової системи координат ХАОAУА в перевеличин зазорів С1 і C5 компенсатора 21 радіальрізі по А-А опори 2, установлюють рівні величини ного зміщення, установлених по півосям +У і -У зазорів Z1{kΔφ)=Z5{kΔφ). системи координат ХАОАУА в перерізі вала 1 по АДля установки рівних величин зазорів А, установлюють рівні величини зазорів Z1(0)=Z5(0) Z1{kΔφ)=Z5{kΔφ) виконують ті ж дії, що і при уста(Фіг.7). Якщо для цього вал 1 необхідно зміщувати новці рівних величин зазорів Z1(0)=Z5(0) на початв напрямку півосі +У перемикач 28 "пряме - вимк. ковому куті повороту вала 1. Сигнал управління зворотне" ланцюга управління групами 14 і 16 реUyпp.1(kΔφ), при якому виконується рівність гуляторів тиску компенсатора 21 радіального зміZ1{kΔφ)=Z5{kΔφ), запам'ятовують. щення установлюють в положення "пряме". Якщо На кутах повороту вала 1 φ=kΔφ, не змінюючи вал 1 для установлення рівних величин зазорів сигналу управління Uyпp.1(kΔφ), під датчиком 3 венеобхідно зміщувати в напрямку півосі -У перемиличини зазору С7 компенсатора 21 радіального кач 28 установлюють в положення "зворотне". зміщення, установленого по півосі -X системи коНа клавіатурі обчислювача 24 набирають код ординат ХАОАУА, установлюють величину зазору сигналу управління Uyпp.1(0) на групи 14 і 16 регуZ7(kΔφ)=Z7(0). Для цього на клавіатурі обчислюваляторів тиску компенсатора 21 радіального зміча 24 набирають код сигналу управління щення і виконують пуск підпрограми "УстановленUyпp.2(kΔφ) на групи 13 і 15 регуляторів тиску комня вала 1". У відповідності з алгоритмом роботи пенсатора 21 радіального зміщення і виконують цієї підпрограми сигнал управління Uyпp.1(0) з обпуск підпрограми "Установлення вала 2". числювача 24 надходить на прямий вхід операційУ відповідності з алгоритмом роботи цієї підпного підсилювача 26 і на інвертуючі вхід операційрограми сигнал управління Uyпp.2(kΔφ), з обчислюного підсилювача 27 груп 14 і 16 регуляторів тиску. вача 24 надходить на прямий вхід операційного Рівні по величині і протилежні по фазі напруги з підсилювача 26 і інвертуючий вхід операційного виходів операційних підсилювачів 26 і 27 через підсилювача 27 груп 13 і 15 регуляторів тиску. Рівперемикач 28 надходять на входи диференцюючоні по величині і протилежні по фазі напруги з вихого підсилювача 29 сигналів неузгодження, виходи дів операційних підсилювачів 26 і 27 через переякого через вимикачі 33 в положенні "увімк." підкмикач 28 надходять на вхід диференціального лючені до груп 14 і 16 регуляторів тиску компенсапідсилювача 30 сигналів неузгодження, виходи тора 21 радіального зміщення. якого через вимикач 33 підключені до груп 13 і 15 Причому, п'єзостовпи 8 регуляторів тиску газу регуляторів тиску компенсатора 21 радіального груп 14 і 16 регуляторів тиску до виходів диферензміщення осі обертання вала 1 опори 2. ціального підсилювача 29 підключені в протифазі. З клавіатури обчислювача 24 виконують пуск Тому в положенні перемикача 28 "пряме" при надпідпрограми "Індикація величин зазорів". З диспходженні напруги сигналу з диференціального лея зчитують величину зазору Z7(kΔφ) і порівнюпідсилювача 29 секції 11 п'єзостовпів 8 регулятоють її з величиною зазору Z7(0). Якщо рів 10 тиску газу групи 14 регуляторів тиску подовZ7(kΔφ)≠Z7(0), змінюють величину коду сигналу жуються, а секції 11 п'єзостовпів 8 регуляторів управління Uyпp.2(kΔφ) і, виконуючи пуски підпрогтиску газу групи 16 регуляторів тиску скорочуютьрами "Установлення вала 2", методом послідовних ся. Тиск на виходах регуляторів 10 тиску газу грунаближень досягають виконання рівності пи 14 регуляторів тиску зменшується, а на виходах Z7(kΔφ)=Z7(0). Сигнал управління Uyпp.2(kΔφ), при регуляторів 10 групи 16 регуляторів тиску збільшуякому досягнуто виконання цієї рівності запам'ятоється. В результаті вал 1 буде зміщений в напрямвують. ку півосі +У на величину, яка відповідає величині Не змінюючи сигналів управління Uyпp.1(kΔφ), і сигналу управління Uyпp.1(0). Для зміщення вала в Uyпp.2(kΔφ), виконують пуски підпрограми "Індиканапрямку півосі -У перемикач 28 установлюють в ція величин зазорів". Зчитують з дисплея і запаположення "зворотне". м'ятовують величину зазору Z3(kΔφ) під датчиком З клавіатури обчислювача 24 виконують пуск 3 величини зазору компенсатора 21 осьового зміпідпрограми "Індикація величин зазорів". З дисп 13 57411 14 j j j щення, установленого по осі +Х системи коордиS  Z3 k  Z7 k  min і установлюють вал 1 нат ХАОAУА (в перерізі по А-А) опори 2. симетрично відносно осі У базової системи коорПісля отримання величин зазорів Z3(kΔφ) під динат ХАОAУА. Не змінюючи положення вала 1 під датчиком 3 величини зазору (датчик С3) на всіх датчиками 3 величин зазорів компенсатора 21 дискретних кутах повороту вала 1 радіального зміщення і, зміщуючи їх по висоті за 360 зору, установлюють під ними рівні величини зазо(k  12,3,...,k  ,  1) установлюють вал 1 на  рів Z1=Z2=Z3=Z4=Z5=Z6=Z7=Z8=Zпоч. В результаті виконання наведених вище дій на кут повороту φ=kΔφ, для якого величина зазору куті φ=kΔφ повороту вала 1, на якому був досягнуZ3(kΔφ)=min. тий мінімум величини зазору Z3(kΔφ)=min, центр На клавіатурі обчислювача 24 набирають коди перерізу вала 1 по А-А суміщають з початком басигналів управління Uyпp.1(kΔφ) і Uyпp.2(kΔφ), при зової системи координат ХАОAУА, а сам переріз яких виконалась рівність Z1{kΔφ)=Z5(kΔφ), a вала 1 по А-А установлюють симетрично осям цієї Z3(kΔφ)=min, і виконують пуск підпрограм "Устаносистеми координат ХАОAУА. влення вала 1" і "Установлення вала 2". В резульЦентр еліпса в перерізі вала 1 плоскістю устататі групи 13, 14, 15, 16 регуляторів тиску компенновки датчиків 3 величини зазору (в перерізі вала сатора 21 радіального зміщення установлять вал 1 по А-А) приймають в якості точки осі обертання 1 в положення, при якому Z1{kΔφ)=Z5(kΔφ), a вала 1, координати якої повинні залишатися неZ3(kΔφ)=min. змінними в системі координат ХАОAУА при дії на Почергово виконують пуски підпрограм "Індивал 1 радіальних навантажень. кація величин зазорів" і "Установлення вала 1" і, Кут φ=kΔφ повороту вала 1 приймають за позмінюючи сигнал Uyпp.1(kΔφ) на групи 13 і 15 регучаток відліку кута повороту вала 1 в процесі комляторів тиску компенсатора 21 радіального зміпенсації радіальних навантажень (φ=0). щення, установлюють під датчиком 3 величини Визначають ексцентриситет еліпса в перерізі зазору (датчиком С1), установленого по півосі +У вала 1 по А-А (в плоскості установки датчиків 3 базової системи координат ХАОAУА зазор, рівний величини зазору компенсатора 21 радіального Z1(kΔφ)/2. Вимірюють при цьому положенні вала 1 зміщення). Для цього по вимірюванням вимірюва0 0 зазори Z3 k і Z7 k , обчислюють і запам'яча 25 кута повороту вала 1 установлюють його на кут повороту φ=90°. Почергово виконуючи пуски товують суму S0  Z0 k  Z0 k , а також поча3 7 підпрограм "Індикація величин зазорів", "Установтковий сигнал управління U0 .1k , який забезупр лення вала 1" і "Установлення вала 2" по описаній вище методиці під датчиками 3 величин зазорів С1 печує установку під датчиком 3 величини зазору і С5, С3 і С7 компенсатора 21 радіального зміщенС1 величину зазору, яка дорівнює Z1(kΔφ)/2. ня, установлених по осям базової системи коорЗ кроком Δ у зміщують вал 1 в напрямку півосі динатору4 (Фіг.8), установлюють рівні величини -У базової системи координат ХАОAУА на величину зазорів: Zx(kΔφ).     На кожному j-му кроці зміщення вала 1 обчисZ90  Z90 , Z90  Z90 j j люють суму Sj  Z0 k  Z7 k і запам'ятовують сигнал управління Uyпp.1(kΔφ), який задає положення вала 1 на j - му кроці. Після переміщення вала 1 з початкового положення на величину Z1(kΔφ) визначають сигнал управління Uyпp.1(kΔφ), який відповідає сумі Sj=min. На клавіатурі обчислювача 24 набирають код сигналу управління Uyпp.1(kΔφ), і виконують пуск підпрограми "Установлення вала 1". В результаті переріз вала 1 буде установлено симетрично осі X базової системи координат ХАОAУА. При цьому велика ось еліпса в перерізі вала 1 по А-А буде лежати на осі X базової системи координат ХАОAУА. Переріз по А-А вала 1 по А-А установлюють симетрично осі У базової системи координат ХАОА А У . Для цього, не змінюючи кута повороту вала 1, зміщують його по осі X базової системи координат ХАОAУА в перерізі вала 1 по А-А в межах величини ± Z3(kΔφ)/2 з кроком Δх. На кожному j - му кроці зміщення вала 1 по осі X вимірюють величини заj j зорів Z1k і Z5 k під датчиками 3 величин зазорів компенсатора 21 радіального зміщення, установлених по осі У базової системи координат ХА0AУА, і обчислюють їх суму. Залишають вал 1 в положенні, при якому сума 5 1 3 7 і установлюють переріз вала 1 симетрично осям базової системи координат ХАОAУА. He змінюючи кутового положення вала 1 і враховуючи, що переріз вала 1 по А-А має форму еліпса, мала піввісь b якого дорівнює радіусу R вала 1, обчислюють ексцентриситет цього еліпса. Для цього в обчислювач 24 уводять значення R вала 1 і виконують пуск підпрограми "Обчислення ексцентриситету". У відповідності з алгоритмом роботи цієї підпрограми обчислювач 24 перетворює сигнал вимірювача 23 величини зазору по сигналу датчика 3 величини зазору, установленого по півосі +У базової системи координат ХАОAУА в цифровий код і обчислює величину великої півосі еліпса:    aA  R   Z1 0  Z1 90  ,       де Z1 0 - величина зазору під датчиком 3 ве личини зазору С1 на півосі + У базової системи координат ХАОAУА на нульовому куті повороту вала 1. Обчислюється півфокусна відстань СA в перерізі вала 1 по А-А: CA  a   b A2 2 , розраховується і запам'ятовується ексцентриситет e = с/а цього еліпса. 15 57411 16 Так як вал 1 радіальної аеростатичної опори 2   45   45   45   45   45 Z1в им  Z1розр , Z3в им  Z3розр , Z5в им  виготовлюється з похибками розмірів і форми, .   45   45   45 уточнюють величину малої півосі еліпса b, яку буZ5розр , Z7в им  Z7розр ло прийнято рівною величині радіуса R вала 1, а Якщо ці рівності не виконуються, припущення отже, уточнюють форму еліпса в перерізі вала 1 про рівність малої півосі еліпса b розрахунковому по А-А. значенню радіуса R вала 1 хибне. Для уточнення форми еліпса в перерізі вала 1 Для визначення істинного значення малої піпо А-А вал 1 установлюють на кут повороту φ=45°. восі еліпса b, а отже, і форми перерізу вала 1 по Тоді вершина еліпса d (Фіг.8) переміститься під А-А виконують пуск підпрограми "Розрахунок мацентр основи датчика 3 величини зазору С2. Змілої півосі еліпса". У відповідності з алгоритмом щують вал 1 і на куті повороту φ=45° установлюроботи цієї підпрограми варіюють значення радіують під датчиками 3 величин зазорів С2 і С6, С4 і С8 са R вала 1 в діапазоні R±3σвим, де σвим - середкомпенсатора 21 радіального зміщення рівні велиньоквадратична похибка інструменту, яким вимічини зазорів     рювався радіус R вала 1 з кроком, наприклад, Z45  Z45 , Z45  Z845 . 4 2 6 6 ΔR=0.01 мкм. Для цього, як і раніше, виконують пуск підпроДля кожного j - го значення радіуса R(j) розраграми "Установлення вала 1" і "Установлення вала ховуються нові параметри еліпса a(j), c(j), е(j) і 2". Так як датчики 3 величин зазорів С1-С8 на куті величини зазорів під датчиками 3 величин зазорів, повороту вала 1 φ=0 були установлені з однакоякі відповідають цим параметрам вими зазорами Z1=Z2=Z3=Z4=Z5=Z6=Z7=Z8=Zпоч. до 45 45 45 45 Z1розр j, Z3розрj, Z5розрj, Z7розрj . поверхні вала 1, коли центр еліпса вже був суміщений (в перерізі вала 1 по А-А) з початком базоОбчислюється різниця по нормі: вої системи координат ХАОAУА, а його півосі були 2 2 Z  45  Z  45   Z   45  Z  45   суміщені з осями базової системи координат 1розр  3розр   1в им  3в им А A А     Х О У , центр еліпса в перерізі вала 1 по А-А піс.   2 2 ля установки під датчиками С2 і С6, С4 і С8 рівних   45   45    45   45   Z5в им  Z5розр   Z7в им  Z7розр  величин зазорів буде співпадати з початком базо      вої системи координат ХАОAУА. В якості малої півосі еліпса b приймають те Тоді, якщо мала півось еліпса b дорівнює радізначення R(j) вала 1, якому відповідає мінімальна усу вала R, під датчиками 3 величин зазорів С1, норма. Розраховують нове значення великої півосі С3, С5 , С7 (Фіг.8) зазори еліпса     Z1 45 , Z345 , Z545 , Z745 повинні прийняти на    ступні розрахункові значення:   b2 b2 45 , Z1розр  Z1     1 e2 cos2 1  45 1 e2 cos2 1       b2 45 Z3розр  Z3    2  1 e cos2 3  45     ,     b2 b2 45 , Z5розр  Z5     1 e2 cos2 5  45 1 e2 cos2 5       b2 45 Z7розр  Z7     1 e2 cos2 7  45        Для отримання розрахункових величин зазорів з клавіатури обчислювача 24 виконується пуск підпрограми "Розрахунок величин зазорів". У відповідності з алгоритмом роботи цієї підпрограми по наведеним вище виразам розраховуються і запам'ятовуються величини зазорів 45 45 45 45 Z1розр , Z3розр, Z5розр, Z7розр . He змінюючи поло    ження вала 1, на куті повороту φ=45° виконують пуск підпрограми "Індикація величин зазорів", зчитують з дисплея величини зазорів С1, С3, С5, C7 і порівнюють їх з розрахунковими значеннями величин зазорів, які повинні бути під датчиками 3 величин зазорів, якщо мала півось еліпса b дорівнює радіусу R:    aA  Rj   Z1 0  Z1 90  ,      півфокусну відстань с, а також ексцентриситет еліпса e в перерізі вала 1 по А-А. 1.2. Обчислюють координати датчиків 3 величин зазорів компенсатора 21 радіального зміщення, установлених по осям базової системи координат ХАОАУА (С1, С3, С5, C7) і по осям системи A A координат X1 O1 YA (С2, С4, С6, С8) (Фіг.7). 1 Для виконання цих дій виконують пуск підпрограми "Обчислення координат датчиків". Вихідними даними для роботи підпрограми являються: 1. Zпоч. - величина зазору, з яким були установлені датчики 3 величин зазорів С1, С3, С5, C7, C2, С4, С6, C8 відносно поверхні вала 1 на куті φ=0 повороту вала 1 і суміщеному центрі перерізу вала 1 з початком базової системи координат ХАОАУА. 2. Кути αi установки датчиків 3 величин зазорів Сi (i= 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) відносно півосі +Х базової системи координат ХАОАУА (Фіг.8). У відповідності з алгоритмом роботи цієї підпрограми обчислюються полярні радіуси еліпса в напрямку датчиків Сi в перерізі вала 1 по А-А: iA b2   2 1 eA cos2 i . Розраховуються і запам'ятовуються координати 3 величин зазорів С1, С3, С5, C7, C2, С4, С6, C8 в A A системах координат ХАОАУА і X1 O1 YA : 1 17   X    Z , Y  0, X    Z , Y  0, X  0, Y    Z  , X  0, Y    Z , X    Z , Y  0, X    Z , Y  0, X  0, Y    Z . A XC 1 A C3 A  0, YC 1 A 3 A 1C5 A 7  Zпоч , поч A C3 A 1C5 A 1C7 A  1 A 5 A 2 A 1C2 поч A 1C4 A 1C4 A 1C6 A 6 поч A 1C7 поч A 1C2 A C8 A C8 A 4 поч поч . 1.3. Визначають параметри еліпса в перерізі вала 1 плоскістю установки датчиків 3 величин зазорів (в перерізі по В-В Фіг.5) компенсатора 22 радіального зміщення осі обертання вала 1 радіальної аеростатичної опори 2. Розраховують координати датчиків 3 величин зазорів компенсатора 22 радіального зміщення осі обертання. Для виконання цих дій п. 1.1 і п. 1.2 виконують для компенсатора 22 радіального зміщення осі обертання. При цьому сигнали управління Uynp.3(kΔφ) і Uynp.4(kΔφ)) на групи 17, 18, 19, 20 регуляторів тиску надходять при виконанні підпрограм "Установлення вала 3" і "Установлення вала 4", відповідно. Отримують: aB - величину великої півосі еліпса в перерізі вала 1 плоскістю установки датчиків 3 величини зазору компенсатора 22 радіального зміщення осі обертання (в перерізі по В-В вала 1). сВ - півфокусну відстань еліпса в перерізі вала 1 плоскістю установки датчиків 3 величин зазорів компенсатора 22 радіального зміщення (в перерізі по В - В вала 1). еВ - ексцентриситет еліпса (в перерізі по В-В вала 1). Координати датчиків 3 величин зазорів С1, С3, С5, С7, С2,С4, С6, С8 компенсатора радіального B B зміщення в системах координат XBОBУB і X1 O1 YB 1 мають такі значення: X  X X    Z , Y  0, X X  0, Y    Z , X X    Z , Y  0, X B C1 B C3 B B  0, YC1  1  Zпоч , B 3 B 1C5 B 1C5 B 1C7 B 7 B C3 поч B 5 поч  , Y   0 , B 1C4 поч B 1C7  B  B  Zпоч, Y1C2  0 , 2 B 1C2 B  0, Y1C4   B  Zпоч , 4 B 1C6   B  Zпоч 6 B C8  A A A A Z1   0, Z2   0, Z3   0, Z4   0, A 1C6 поч A 8 57411 18 тиску і виключають їх вплив на положення вала 1 опори 2. Установлюють вал 1 на кут повороту φ=0. Вимірюють і запам'ятовують величини зазорів B 1C6  B  0, YC8  B  Zпоч . 8 . 2. В перерізах вала 1 плоскостями установки датчиків 3 величин зазорів компенсаторів 21 і 22 радіального зміщення осі обертання вала 1 в базових системах координат ХАОАУА і ХBОВУВ визначають координати незміщеного положення осі обертання вала 1, яка проходить через центри еліпсів у згаданих перерізах вала 1. 2.1. В перерізі вала 1 плоскістю установки датчиків 3 величин зазорів компенсатора 21 радіального зміщення в базовій системі координат ХАОАУА визначають точку, координати якої приймають в якості координат незміщеного положення осі обертання вала 1 радіальної аеростатичної опори 2, яка проходить через центри еліпсів в перерізах по А-А і В-В вала 1. Для виконання названих дій знімають тиск піддуву з груп 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 регуляторів A A A A Z5   0, Z6   0, Z7   0, Z8   0 під датчиками з величин зазорів, установлених по осям базової системи координат ХАОАУА і сисA A теми координат X1 O1 YA в перерізі по А-А опори 1 2. Для цього виконують пуск підпрограми обчислювача 24 "Вимірювання зазорів". У відповідності з алгоритмом роботи цієї підпрограми обчислювач 24 послідовно перетворює вимірювання вимірювачів 23 величин зазорів в цифрові коди і запам'ятовує їх. 2.2. По вимірюванням величин зазорів під парою датчиків 3 величин зазорів, які не лежать по одній осі кожної з систем координат ХАОАУА і A A 2 X1 O1 YA , складають C8  4  24 системи алгеб1 раїчних рівнянь другого ступеню:  A N A в   ZN в  2    2 XCN  A M 2    X   2 A  XC A 2 1 N    A A A A sin(  N )X1  2XC sinNY1  Y1 N 2 A в   ZM в  2    X   2 A  XC A 2 1 M  A A  2 sin(2  M )X1  2XC  2 XCM M 2   A A sinNY1  Y1 2 ; , в    - величини полярних радіусів еліпсів в перерізі по А-А вала 1 в напрямку N го і М - го датчиків 3 величин зазорів при повороті вала на кут φв що обчислюються по формулі: A де: N A і M в A NM    cos       b2 1 e A2 2 NM ; в αN αM - кути установки N-го і М-го датчиків 3 величин зазорів в системі координат ХАОАУА; ав - кут повороту вала 1; N,M  14 в даному прикладі реалізації при, строю; A A ZN в  , ZMв  - величини зазорів під N - им і М - им датчиком 3 величини зазору, які виміряні на куту φв повороту вала 1; A A A A XCN , XCM , YCN , YCM , - координати N - го і М го датчиків 3 величин зазорів в тій системі коордиA A нат ХАОАУА або X1 O1 YA , по осям якої вони уста1 новлені; A A X1 , Y1 - координати осі обертання вала 1 в базовій системі координат ХАОАУА (в перерізі по АА вала 1). В результаті рішення рівнянь отримують 24 A A пари координат X1 , Y1 осі обертання вала 1. Для виконання цих дій виконують пуск підпрограми "Обчислення координат осі обертання вала" обчислювача 24. У відповідності з алгоритмом роботи цієї підпрограми по вимірюванням величин зазорів, виконаних в п. 2.1 обчислювач 24 вирішує 24 19 57411 20 системи рівнянь і запам'ятовує 24 пари координат діальної аеростатичної опори 2, яка проходить осі обертання вала 1: через центр еліпса у згаданому перерізі вала 1. 2 3 i 24 Для виконання цих дій виконують п. 2.1, п. 2.2, X10, Y10, X1 0, Y20, X1 0, Y3 0,..., X10, Yi 0,..., X1 0, Y240 . 1 1 1 1 1 1 п. 2.3, п. 2.4 для датчиків 3 величин зазорів компеВідхилення цих координат від істинних коорнсатора 22 радіального зміщення осі обертання динат осі обертання вала 1 на куті φ=0 повороту вала 1, установлених по осям базової системи визначається похибками визначення координат B B датчиків 3 величин зазорів, похибками визначення координат ХBОBУB і системи координат X1 O1 YB , в 1 параметрів еліпса в перерізі вала 1 і похибками перерізі по В-В опори 2 і отримують координати вимірювання величин зазорів. B B X1 , Y1 незміщеного положення осі обертання Для точного визначення координат осі обертання вала 1 на куті φ1=0 повороту виконують пуск вала 1 в плоскості установки датчиків 3 величин підпрограми "Оцінка координат осі обертання вазазорів компенсатора 22 радіального зміщення (в ла". У відповідності з алгоритмом роботи цієї підпперерізі по В-В опори 2). рограми 24 пари координат осі обертання вала 1 3. Вал 1 радіальної аеростатичної опори 2 позгладжують по методу найменших квадратів і слідовно установлюють на кути повороту φ1=0, φ2=Δφ2, φ3=2Δφ2, φ4=3Δφ2,…, φj=(j-1)Δφ2, φJ=360ºˆA ˆ отримують оцінки X1 0 і YA 0 координат осі 1 Δφ2. На кожному куті повороту φJ плоскостях устаобертання вала на куту повороту φ=0: новки датчиків 3 величин зазорів компенсаторів 21 24 24 і 22 радіального зміщення ось обертання вала 1 i i  Y10  X10 установлюють в незміщене положення (в точки з ˆ A 0  i1 ˆ A 0  i1 X1 , Y1 . A A B координатами X1 , Y1 і X1 , YB ), вимірюють і 24 24 1 2.3. Вал 1 радіальної аеростатичної опори 2 по запам'ятовують у якості величин опорних зазорів показанням вимірювача 25 кута повороту послідоA A B Z1oпj, Z3oпj, Z1oпj, ZBoпj , під датчиками 3 вели3 вно установлюють на кути повороту φk=kΔφ1,…, чин зазорів С1, С3, установлених по осям базових φK=KΔφ1. На кожному дискретному значенні кута систем координат ХАОАУА і ХBОBУB (Фіг.6) і які відповороту вала 1 виконують дії, які наведені в п. 2.2 повідають незміщеному положенню осі обертання і отримують (К-1) оцінку координат осі обертання вала 1 на цих кутах повороту. вала 1 опори 2 в плоскості установки датчиків 3 3.1. Для виконання цих дій виконують пуск підвеличин зазорів компенсатора 21 радіального програми обчислювача 24 "Індикація координат осі зміщення осі обертання вала 1 опори 2: обертання вала". У відповідності з алгоритмом ˆA ˆA ˆA ˆA ˆA ˆA X1 2 , Y1 2 , , X1 3 , Y1 3 , , X1 4 , Y1 4 , ,..., роботи цієї підпрограми обчислювач 24 з заданою ˆA ˆA ˆA ˆA частотою опитує вимірювачі 23 величин зазорів по ,..., Xk k , Y1 k , ,..., X1 k , Y1 k , , датчикам 3 величин зазорів С1, С3, С5, С7, C2, C4, 2.4. В плоскості установки датчиків 3 величин С6, С8 (Фіг.6), установлених по осям систем коорзазорів компенсаторів 21 радіального зміщення (в                 перерізі по А-А опори 2) визначають координати Х1, Y1 початкового (незміщеного) положення осі обертання вала 1 радіальної аеростатичної опори 2 як координати точки в базовій системи координат ХАОАУА, сума квадратів відстаней якої від К пар координат осі обертання вала 1 на дискретних кутах повороту буде найменшою: A ˆA  X1  X1 k   k 1 K 2   2 A ˆA  Y1  Y1 k    min .  Координати Х1, Y1 - координати незміщеного положення осі обертання вала 1. Для виконання цих дій виконується пуск підпрограми обчислювача 24 "Обчислення координат незміщеного положення осі обертання вала". Алгоритм роботи цієї підпрограми реалізує наступні A вирази для розрахунку незміщених координат X1 , A Y1 , осі обертання вала 1 в перерізі по А-А опори 2: K ˆ  Xk  A X1  k 1 K K B B нат ХBОBУB і X1 O1 YB . 1 По показанням вимірювача 25 кута повороту вал 1 установлюють на кут повороту φ1=0. Обчислювач 24 перетворює вимірювання вимірювачів 23 в цифровий код і запам'ятовує в пам'яті величини зазорів A A A A Z1 1  0, Z2 1  0, Z3 1  0, Z4 1  0, A A A A Z5 1  0, Z6 1  0, Z7 1  0, Z8 1  0 під датчиками 3 величин зазорів, установлеA A них по осям систем координат ХАОАУА, X1 O1 YA , і 1 величини зазорів B Z1 1  0, ZB 1  0, ZB 1  0, ZB 1  0, 2 3 4 ZB 1  0, ZB 1  0, ZB 1  0, ZB 1  0 5 6 7 8 під датчиками 3 величин зазорів, установлених по осям базової системи координат ХBОBУB і B B B X1 O1 Y1 в перерізі по В-В радіальної аеростатич K ˆ  Yk  A , Y1  k 1 A A динат ХАОАУА, X1 O1 YA і по осям систем коорди1 . 2.5. В перерізі вала 1 плоскістю установки датчиків 3 величин зазорів компенсатора 22 радіального зміщення осі обертання вала 1 в базовій системи координат ХBОBУB" визначають координати незміщеного положення осі обертання вала 1 ра ної опори 2. Далі алгоритм цієї підпрограми виконує дії, які наведені в п. 2.2 по обчисленню координат осі обертання вала 1, і обчислює координата ˆA ˆ ˆB ˆ X1 1  0 і YA 1  0 і X1 1  0 , YB1  0 осі 1 1 обертання вала 1 на куті φ1=0 повороту в перерізах по А-А і В-В - опори 2 і відображає їх на екрані дисплея. 21 57411 22 Порівнюють оцінки координат осі обертання сигналів неузгодження, а секції 11 п'езостовпів 8 регуляторів тиску 10 груп 17, 18, 19, 20 регуляторів ˆA вала 1 на куті повороту φ1=0 X1 1  0 , тиску компенсатора 22 радіального зміщення до ˆ ˆB ˆ диференціальних підсилювачів 31, 32 сигналів YA 1  0 і X1 1  0 , YB1  0 з координатами 1 1 неузгодження. A A B B незміщеного положення X1 Y1 і X1 Y відпові1 Вимикачі 48 "увімк. - вимк." установлюють в положення "увімк." і підключають диференційні ˆ A   0  XA , дно. Якщо рівності X1 1 1 підсилювачі 44, 45, 46, 47 високочастотної складоˆ A   0  YA , XB  0  XB , YB   0  YB , ˆ ˆ вої радіального навантаження до секцій 12 компеY 1 1 1 1 1 1 1 1 1 нсації високочастотного радіального навантаженвимикачі 33 "увімк. - вимк." установлюють в полоня п'езостовпів 8 регуляторів 10 тиску газу ження "увімк." і підключають диференційні підсивідповідних груп регуляторів тиску. лювачі 29, 30, 31, 32 сигналів неузгодження до Виконують пуск підпрограми обчислювача 24 груп 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 регуляторів тиску. "Компенсація радіальних навантажень". У відповіВиконуючи пуски підпрограм "Установлення вала дності з алгоритмом роботи цієї підпрограми в 1", "Установлення вала 2", "Установлення вала 3", момент її включення величини опорних зазорів "Установлення вала 4" і, підбираючи сигнали управління Uупр.1(φ1=0), Uупр.2(φ1=0), Uупр.3(φ1=0), Uупр.4(φ1=0) добиваються виконання згаданих рівностей і установлюють вал 1 на куті, (φ1=0) повороту у незміщене положення. Не змінюючи положення вала 1 виконують пуск підпрограми обчислювача 24 "Формування масиву опорних зазорів". У відповідності з алгоритмом роботи цієї підпрограми обчислювач 24 виконує опитування вимірювачів 23 величин зазорів по сигналам датчиків 3 величин зазорів С1 і С3, установлених по осям базових систем координат XАОАУА і XBОBУB (Фіг.7). Коди величин опорних зазорів A A B Z1oп1, Z3oп1, Z1oп1, ZBoп1 3 засилаються у перші чотири вічки масиву опорних зазорів, які відповідають незміщеному положенню вала 1 на куті повороту φ1=0. 3.2. Дії п. 3.1 послідовно виконують на кутах φ2=Δφ1, φ3=2Δφ1, φ4=3Δφ1,..., φj=(j-1)Δφ1, ..., φJ=360°-Δφ1. В результаті виконання п. 3 в пам'яті обчислювача 24 формують величини опорних зазорів для заданих дискретних значень кута повороту вала 1:  : Z A 1oп 1  : Z  : Z  : Z 2 A 1oп 3 A 1oп J A B 1, Z3oп 1, Z1oп 1, ZBoп 1 3 A B 2 , Z3oп 2 , Z1oп 2 , ZBoп 2  3     B 3 , Z1oп 3 , ZBoп 3 .     3  ... A , A , B , B 1oп J  Z3oп J  Z1oп J  Z3oп J  A 3 , Z3oп 4. Робота пристрою в режимі компенсації радіальних навантажень. Для переводу пристрою в режим компенсації радіальних навантажень перемикачі 28 "пряме вимк. - зворотне" установлюють в положення "вимк." і відключають групи 13, 14, 15, 16 регуляторів тиску компенсатора 21 радіального зміщення осі обертання від операційних підсилювачів 26 і 27, а також відключають групи 17, 18, 19, 20 регуляторів тиску компенсатора 22 радіального зміщення осі обертання від цих операційних підсилювачів. Вимикачі 33 "увімк. - вимк." установлюють в положення "вимк." і підключають секції 11 п'езостовпів 8 регуляторів тиску 10 груп 13, 14, 15, 16 регуляторів тиску компенсатора 21 радіального зміщення до диференціальних підсилювачів 29, 30 A A B Z1oп1, Z3oп1, Z1oп1, ZBoп1 для кута поворо3 ту вала φ1=0 зчитуються з масиву опорних зазорів обчислювача 24. По сигналу нульового кута повороту вала 1, який надходить з вимірювача 25 кута повороту, обчислювач 24 величини опорних зазорів A A B Z1oп1, Z3oп1, Z1oп1, ZBoп1 3 перетворює у відповідні цим кодам напруги, які надходять на перші входи диференціальних підсилювачів 29, 30, 31, 32 сигналів неузгодження відповідно, а з пам'яті обчислювача 24 зчитуються коди опорних зазорів A A B Z1oп1, Z3oп1, Z1oп1, ZBoп1 для другої дис3 крети компенсації радіальних навантажень. На другі входи диференціальних підсилювачів 29, 30 (Фіг.6) надходять сигнали вимірювачів 23 величин зазорів по сигналам датчиків 3 величин зазорів С1 і С3 компенсатора 21 радіального зміщення осі обертання вала 1 опори 2. На другі входи диференціальних підсилювачів 31, 32 сигналів неузгодження надходять вимірювання вимірювачів 23 величин зазорів по сигналам датчиків 3 величин зазорів С1 і С3 компенсатора 22 радіального зміщення вала 1 опори 2. Сигнал неузгодження надходить: з диференціального підсилювача 29 на групи 14 і 16; 30 - на групи 13 і 15; 31 - на групи 18 і 20; 32 - на групи 17 і 19 регуляторів тиску компенсаторів 21 і 22 радіального зміщення. При відхиленні поточних величин зазорів A A B Z1 t, Z3 t, Z1 t, ZBt від відповідних величин опо3 A A B рних зазорів Z1oп1, Z3oп1, Z1oп1, ZBoп1 на 3 виходах диференціальних підсилювачів 29, 30, 31, 32 виникають сигнали неузгодження, які запобігають зміщенню осі обертання вала 1 з незміщеного положення. При повороті вала 1 на наступний кут повороту наведений вище процес стабілізації повторюється. Крім того, спектр частот з виходів вимірювачів величин зазорів, відповідних високочастотних складових радіальних навантажень по осям сис тем координат XАОАУА A A X1 O1 YA 1 і XBОBУB, B B B X1 O1 Y1 через фільтри 36, 37, 38, 39 виділення спектра частот високочастотного радіального навантаження і фазокоректуючі контури 40, 41, 42, 23 57411 24 43 у вигляді сигналів високочастотного радіальнодиференціальних підсилювачів 44, 45, 46, 47 виго навантаження надходять на перші входи дифеникає різниця потенціалів, яка прикладається до ренціальних підсилювачів 44, 45, 46, 47 високочасекцій 12 компенсації високочастотних радіальних стотної складової радіального навантаження. навантажень п'єзостовпів 8 регуляторів 10 тиску Другі входи цих підсилювачів з'єднані з земгазу груп 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 регуляторів лею, тобто мають нульовий потенціал. При відхитиску. Високочастотна складова радіального наленні напруги сигналу високочастотного радіальвантаження буде постійно компенсуватися. ного навантаження від нуля на виходах 25 57411 26 27 57411 28 29 57411 30 31 Комп’ютерна верстка Л. Купенко 57411 Підписне 32 Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601