Устройство для диагностики щеточно-коллекторного узла

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОАПЮСТИКЙ ЩЗЕТОЧНО-КОЛЛБКТОРНОГО УЗЛА собран- i ной машины, содержащее генератор электрических колебаний и индикатор , о т л и ч а ю « е е с я тем, что, с целью повышения точности диагностики и расширения области применения, устройство снабжено блоком питания, схемой согласования , перестраиваемым фильтром, функциональным блоком, блоком управления амплитудой, последовательно соединенными между собой, , а также логической схемой И и системой синхронно перестраиваемых фильтров, последовательно соединенных между собой, кроме того, генератором механических колебаний для установки на нем собранной маnoftoi , первей и второй схемами сравнения и блоком управления частотой, причем второй вход cxefsj согласования соединен с выводом для подключения «етки, вход генератора механических колебаний соедннён с кгходом генератора электрическнх колебаний, первый вход логической схеюл Н соединен с выходом схемы согласования, а второй вход - с первым выходом первой схемы сравнения , второй аыход которой соединен с первым входом индикатора и первым входом блока управления частотой, а вход первой схемы сравнения соединен с выходом перестраиваемого фильтра, второй вход инV ) дикатора и вход второй сравнения соединены с выходом функциоС нального блока, выход второй схемы сравнения соединен с третьим вхо- . дом индикатора и втсфым входом Ялока управления частотйй, выход которого соединен с вторыми .входами генератора электрических колебаний, блока управления амплитудой, перестраиваемого фильтра и системы синхронно перестраиваемых фильтров, выход которой соединен с BTOJSJM вход(Л4 функционального блока, выход блока управления амплитудой соединен с первым входом генератора электрических колебаний .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

NNIIN058

РЕСПУБЛИК

З(55 Н 01й 39 58

М

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ::.

1 а

1 н aBTOPCHOllh СВИДЕТЮЬСРВМ для установки на нем собранной машины, первый и второй схемами сравнения и блоком управления частотой, причем второй вход схемы согласования соединен с выводом для подключения щетки, вход генератора механических колебаний соединен с выходом генератора электрических колебаний, первый. вход логической схемы И соединен с выходом схемы согласования, а второй вход — с первым выходом первой схемы срав некйя, второй выход которой соединен с первым входом индикатора и первым входом блока управления частотой, а вход первой схемы сравнения соедкнен с выходом перестраиваемого фильтра, второй вход индикатора и вход второй схемы сравнения соединены с выходом функционального блока, выход второй схемы сравнения соединен с третьим входом индикатора и вторым входом йлока управления частотой, выход которого соединен с вторыми,вкодамк генератора электрических колебаний, блока управления амплктудой, перестраиваемого фильтра и системы синхронно перестраиваемых фильтров, выход которой-соединен с вторым входом функционального блока, выход блока управления амплитудой соединен с первым входом генератора электрических колебаний.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПМИ (212. 3321561/24-07 (222 20.07.81 (46) 07 ° 08.83. Бил В 29

f722 A.В..Варфоломеев, В.Т.Гайван, В.П.Миронович, A.K.ßâëåícêèé и К.Н.Явленский (712 Ленинградский институт авиапиоиного приборостроения (532 621 ° 3. 015.54 (088 ° 8) (56) 1. Нэллин И.В. к др, Механика скользящего контакта. И., "Транспорт", 1966, с. 120, рис. 82i

2. Авторское свидетельство СССР

В 723422, кл. Q 01 И 13/04, 1980 °3. Нэллии.И.В. и др. Механика скольэящего контакта. N., "Транс" порт" 1966, с. 124, ñ. 85. (542 5 7) устройсТво для диАгностикк ЩБТОЧНО-КОЛЛЕКТОРНОГО УЗЛА собран-: ной машины, содержащее генератор электрических колебаний к индикатор, о т л и ч а в щ е е с я тем, что, с целью повыаенкя точности диагностики и расширения области применения, устрокство снабжено блоком питания, схемой согласования, перестраиваемым фильтром, функциональным блоком, блоком управления амплитудой, последовательно соединенными между собой, а также логической схемой И к системой синхронно перестраиваемых фильтров, последователько соединенных между собой, кроме того, генератором механических колебаний

„.SU,, 105 А

1034105

Изобретение относится к машиностроению, а именно к измерительной технике и может быть использовано для контроля технического состоя ния скользящих контактов электродвигателей. и других механизмов и приборов, Известно устройство для опреде-; ления собственных частот колебаний щеток, снятых с электродвигателя„ в котором определение собственных 10 .частот в этом устройстве производит ся резонансным методом, т.е. имеется внешний источник возбуждения механических колебаний и схема измерения уровня собственной вибрации скользящего контакта для фиксации явления резонанса, который возникает при совпадении частот вынужденных и собственных колебаний (11.

Так как для использования этого g0 устройства узел скольжящего контакта необходимо снимать с электро» двигателя, то точность измерения собственных частот с его помощью и велика из-» того, что при измерении не учитывается влияние масс, связанных с исследуемым узлом.

Известно устройство для диагнос- тики опор собранной электрической машины, содержащее вибростенд, первый и второй вибропреобразователи, первый и второй генераторы, интегрирующий усилительнйй блок с пере- . менным коэффициентом усиления, первый и второй фильтры, схему сравнения, управляемый шаговый 35 двигатель, блок регулирования вы" нужденных колебаний и индикатор.

При диагностировании жееткости исследуемых опор с помощью этого устройства генераторы выраба ыва- 40 ют вынужденные колебания переменных частот <.о„ н u) блок регулирования вынужденных колебаний изменяет частоты ш и u)» уменьшая их разность при уменьшении ко- 45 лебаний выходного сигнала и обеспечивая тем самым обратную связь 2).

Благодаря использованию в этой устнновке вынужденных колебаний двух различных частот выходной сигнал, несущий информацию о жесткости исследуемых опор, есть экстремальная Функция, имеющая минимум при совпадении действительной жесткости и ее расчетного значения. Таким образом, установка обеспечивает диагностику жесткости опор собственной электрической машины.

Одднако эта установка не может быть использована для диагностики 60 узлов скользящего контакта, так как вибрацнонное состояние систем, использующих скользящий контакт, описывается более сложными зависимостями, расчетное определение час« тот собственных колебаний скользящего контакта затруднительно и, кроме того, сама принципиальная схема установки не предназначена для выделения сигнала, несущего информацию о состоянии скользящего контакта из общего вибросигнала, харак . теризующего техническое состояние устройства в целом (т.е. учитывающего состояние опор, дисбаланс, перекосы и т.д.).

Наиболее близким техническим решением является устройство для диагностики щеточно-коллекторного узла собранной машины, содержащее. генератор электрических колебаний и индикатор (3 1.

Недостатком этого устройства является необходимость крепления вибропреобразователя на щеткодержателе, что не всегда возможно из конструктивных соображений. Кроме того, масса щеткодержателя и вибропреобразователя соизмерима, что приводит к возникновению погрешности измерения иэ-эа влияния присоединенной массы вибропреобразователя. установ-, ка не дает возможности определять собственную частоту колебаний щеток,. от которой, в основном, зависит качество работы скользящего контакта. Кроме того, невозможна диагностика малогабаритных объектов и объектов в состоянии функционирования.

Цель изобретения - повышение точности диагностики и расширения области применения.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для диагностики щеточно-коллекторного узла собранной машины, содержащее генератор электрических колебаний и индикатор, снабжено блоком пита-. ния, схемой согласования, перестраиваемым фильтром, функциональным блоком, блоком управления амплитудой,последовательно соединенными между собой, а также логической схемой И и системой синхронно перестраиваемых фильтров, последовательно сбединенных между собой, роме того, генератором механичес<их колебаний для установки на нем .

:обранной машины, первой и второй схемами сравнения и блоком управления частотой, причем второй вход схемы согласования соединен с выводом для подключения щетки, вход генератора механических колебаний соединен с выходом генератора электрических колебаний, первый вход логической схемы И соединен с выходом схемы согласования, а второй вход - с первым выходом первой схемы сравнения, второй выход которой соединен с первым входом индикатора и первым входом блока уп1034105 равления частотой, а вход первой схемы сравнения соединен с выходом перестраиваемого фильтра, второй вход индикатора и вход второй схемы сравнения соединены с выходом функционального блока, выход второй схемы сравнения .соединен с третьим входом индикатора и вторым входом блока управления частотой, выход. которого соединен с вторыми, входами генератора электрических колебаний, блока управления ампли-. тудой, перестраиваемого фильтра и .системы синхронно перестраиваемых фильтров, выход которой соединен с вторым входом функционального блока, выход блока управления амплитудой соединен с первым входом генератора .электрических колебаний.

Устройство для диагностики щеточно-коллекторного узла состоит из последовательно соединенных блока

1 питания, схемы 8 согласования, перестраиваемого фильтра 3, функци.онального блока 4, блока 5 управления аыжитудой, генератора б, электрических колебаний к генератора

7 механических колебаний для установки на нем собранной машины 8.

Выход схемы 2 согласования соединен с последовательно соединенными логической схемой И 9 к системой 10 синхронно перестракваеваах фильтров

Выход перестраиваемого фильтра 3 соединен со входом первой схема 11 сравнения, первый выход которой

: соединен со вторым входом логической схемы И 9, а второй -. с первыми выходами индикатора 12 и блока 13 управления частотой. Выход функционального блока 4 соединен со входом второй схемы 14 сравненияи вторым входом ккдикатора 12. Выход второй схемы

14 сравнения соединен с третьим входом, индикатора 12 и вторым входом блока 13 управления частотой. Выход блока 13 управления частотой соединен со вторыми входами генератора б электрических колебаний, блока 5 управления аьатлйтудоф, перестраиваемого фильтра 3 и системы 10 синхронно перестраиваемых фильтров, выход которой соединен со вторым входом функциональногр блока 4. Второй вход схемы 2 согласования соединен со щетками 15 собранной машины 8.

Устройство работает следующим образом.

Генератор б электрических колебаний вырабатывает гармонический сигнал, частота и амплитуда которого регулируется с помощью блока 13 управления частотой и блока 5 управ;

I ления амплитудой. Влок 13 управления частотой состоит иэ схемы управления Старт - Стоп и электродвигателей перестройки фильтра 3, генератора 6 электрических колебаний и системы 10 синхронно перестраиваемых фильтров. Гармонический сигнал поступает на генератор 7 механических колебаний, в качестве которого используется серийный прибор типа

ГИК- 1 или Е201-:221. На подвижной части генератора 7 механических колебаний, вибрирующей с частотой и амплитудой, задаваемыми генерато-, 10 ром б электрических колебаний, установлена собранная машина -8. Из блока 1 питания, в качестве кото; рого может использоваться высокостабилкэированкый источник тока

15 Б5-8, через схему 2 согласования, представляющую собой термокомценсированную группу резисторов, на щетки 15 собранной машины 8 подается постоянное напряжение. При совпадении собственной частоты колебаний щеток 15 и частоты внешней вибрации, задаваемой генерато« ром 7 механических колебаний и изменяющейся в процессе исследования с.йомощью блока 13 управления частотой от куля до значения, превышенных собственные частоты колебаний щеток 15, в цепи питания щеток

15,возникают импульсы напряжения.

Переменная составляющая напряжения в цепи питания щеток 15 поступает со схем 2 согласования на перестраиваемый фильтр 3 и логичес. кую схему .И. 9. Перестраиваемый фильтр 2 представляет собой схему

35 на основе моста Вина, перестраиваемую электродвигателем блока 13

Управления частотой синхронно со схемой генератора электрических колебаний.

yg Возможно применение в качестве перестраиваемого Фильтра анализатора S BA-101. Логическая схема

И 9 является типовой схемой с ограничением входных сигналов и реле на выходе для включения сигнала на систему синхронно перестраиваемых фильтров 10, Второй вход перестраиваемого фильтра 3 соединен с выходом блока 13 управления частотой, поэтому перестраиваемый фильтр пропускает сигнал только с частотой вынужденных колебаний. Таким образом повышается помехозащищенность данного устройства. Сигнал с пере.страиваемого фильтра 3 поступает в

55, первую схему 11 сравнения, где сравнивается с пороговым значением

U„,õàðàêòåðèýóþùèì величину коэффициента динамичности, определяющую наличие илк отсутствие резонанса.

60 Первая схема 11 сравнения является типовой схемой сравнения ма осно- ве компаратора с использованием в качестве опорного сигнала U Импульсы в цепи щеток 15 могут воэб5 .жкать не колько при отрыве щеток

10 4105

Составитель В. Чернова

Редактор E. Лушникова ТехредЖЛастелевичКорректор > Hoax

Заказ 5636/55 Тираж 590 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, _#_-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Устройство позволяет определять также усилие прижатия в скользящем контакте без разборки устройства.

Таким образом осуществляется всесторонний контроль технического состояния скользящих контактов устройств (в том числе электрических машин ), который может осуществляться как при изготовлении и сборке, так и в процессе эксплуатации устройства. 3а счет этого повышается качество и надежность работы устройств, содержащих скользящие контакты.