ارايه و تحليل ديناميكي نوع جديدي از اتوبالانسر اتوماتيك سه ساچمه اي

Presenting and dynamic analysis of a new type of three-ball automatic balancer

نابالانسي يكي از عوامل مخرب و از دلايل اصلي ارتعاشات ناخواسته در ماشين هاي دوار است. يكي از روش هاي جديد مورد استفاده براي رفع نابالانسي استفاده از بالانسر ديناميكي اتوماتيك ساچمه‌اي است. در تحقيقات پيشين، مطالعات گسترده‌اي بر روي رفتار ديناميكي و پايداري اين نوع بالانسرها انجام شده است كه اين مطالعات علاوه بر مزاياي متعدد، نشانگر دو عيب عمده در عملكرد اين نوع اتوبالانسر است. افزايش دامنه در سرعت هاي دوراني زير دور بحراني اول و محدود بودن ناحيه بالانس پايدار دو عيب مذكور مي باشد. در اين مقاله طرح جديدي از اتوبالانسر با سه ساچمه ارايه شده و معادلات حاكم بر سيستم با استفاده از معادلات لاگرانژ استخراج و محدوده‌ي بالانس پايدار سيستم تعيين شده است. با تحليل ديناميكي مدل ارايه شده، نشان داده شده است كه در سيستم جديد علاوه بر كاهش قابل ملاحظه دامنه در دورهاي زير دور بحراني اول، محدوه‌ي بالانس پايدار سيستم نيز افزايش مي‌يابد. كاهش دامنه در ناحيه مذكور سبب افزايش عمر سيستم مي‌شود. همچنين افزايش ناحيه بالانس پايدار سبب مي‌شود كه اين نوع بالانسر توانايي بالانس سيستم‌ها با محدوده‌ي وسيع‌تري از پارامترها را داشته باشد.

The unbalancing is a destructive phenomenon and a major cause of undesired vibrations in rotating machinery. One of the new methods used to reduce the imbalance is the implementation of automatic dynamic ball balancer. In previous studies the dynamic behavior of automatic ball balancer has been investigated. These studies indicate numerous advantages of automatic ball balancer. However, the traditional automatic ball balancer has two major deficiencies: First, the rotor vibration amplitude is larger than that of a rotor without an automatic ball balancer in speeds below the first critical speed and, the second deficiency is that it has a limited stable region of the perfect balancing configuration. In this paper, a new design of a three-ball automatic balancer is introduced. The governing equations of motion are derived using the Lagrangeʹs equations, and the balanced stable region is obtained. It is shown that this type of automatic ball balancer can prevent the vibrations of the rotor from increasing at the speed range below the first critical speed. Moreover, the new type of balancer increases the balance stable region of the system. Reducing the vibration amplitude in the mentioned range causes the lifetime of the system to be increased. Moreover, increasing the balanced stable region allows the new design of balancer to balance the systems with a wider range of parameters.