Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
5.3.АБУ, снижающее влияние сил поверхностного натяжения на перераспределение легкоплавкого вещества
При проведении экспериментов было установлено влияние сил поверхностного натяжения на перемещение жидких КМ и форму легкоплавкого вещества после кристаллизации (см. п.3.3.3). Для устранения этого нежелательного явления предлагается размещать легкоплавкое вещество в пространстве между двумя близко расположенными стенками балансировочной камеры. В этом случае свободная поверхность в виде окружности соосной с осью вращения не возникнет, т.к. вещество будет перемещаться не отрываясь от обеих стенок. На основе этого предложена конструкция АБУ (рис. 5.21), позволяющая использовать данный эффект для повышения точности балансировки и уменьшения емкости камеры. Такое АБУ, установленное на шпиндель 1, включает в себя несколько балансировочных камер 2, расположенных симметрично относительно оси шпинделя с некоторым эксцентриситетом. Балансировочные камеры частично заполняют равным количеством легкоплавкого вещества 3. Расстояние между боковыми стенками камеры выбирается достаточным для обеспечения касания легкоплавким веществом одновременно двух стенок. В этом случае легкоплавкое вещество не образует свободной поверхности. При вращении шпинделя на сверхкритической скоростью и отсутствии дисбаланса легкоплавкое вещество в камерах располагается согласно рис. 5.21- а и не добавляет дисбаланса в систему. Это достигается конструкцией АБУ, в котором каждая камера установлена с равномерным по радиусу шпинделя эксцентриситетом. В результате легкоплавкое вещество в каждой камере будет уравновешиваться легкоплавким веществом в противоположной камере.
Рис. 5.21. Принцип устройства АБУ, снижающего влияние сил поверхностного натяжения, и схема перераспределения легкоплавкого вещества при: а - отсутствии дисбаланса; б - при его наличии; в - вид на устройство сбоку
В случае изменения сбалансированного состояния шпинделя в системе появляется дисбаланс 4 (рис.5.21 –б), под действием которого ось шпинделя отклонится от оси вращения. Увеличившийся уровень вибрации с помощью запатентованных устройств позволит расплавить легкоплавкое вещество. При этом каждая камера имеет некоторый эксцентриситет e относительно оси шпинделя, который меньше максимально разрешенного соответствующим ГОСТом на отклонение оси шпинделя от оси вращения хmax. Вследствие превышения в системе допустимого дисбаланса ось шпинделя отклонится от оси вращения на величину х > хmax > e. Под действием центробежных сил легкоплавкое вещество в каждой из камер займет положение, наиболее удаленное от оси вращения, и при этом будет касаться одновременно обеих стенок балансировочной камеры Поскольку в этом случае х > e, то оно сместится в сторону противоположную дисбалансу, совмещая ГЦОИ шпинделя с осью вращения. Конструкция АБУ может быть выполнена с различным количеством камер, (на рис. 5.21 показано 4 камеры). Также возможно выполнение устройства с вкладыванием камер одну в другую. После балансировки легкоплавкое вещество за счет теплообмена с окружающей средой отвердеет, зафиксировав шпиндель в сбалансированном состоянии.