Измерительное устройство к балансировочному станку

 

ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО К БАЛАНСИРОВОЧНОМУ СТАНКУ, содержащее два входных блока, каждый из которых состоит из соединенных последовательно датчика дисбаланса, сумматора , второй вход которого соединен с выходом датчика дисбаланса другого входного блока, и усилителя, четыре синхронных детектора, попарно связанных с выходом одного из усилителей , генератор опорных сигналов, каждый выход которого связан с вторыми входами попарно соединенных синхронных детекторов, два блока измерения проекций, каждый из которых выполнен в виде регулируемого источника напряжения , двух сумматоров, первый вход каждого из которых подключен к выходу одного из синхронных детекторов, индикатора проекций дисбаланса средней плоскости коррекции, вход которого связан с соединенными между собой вторыми входами сумматоров, и двух индикаторов проекций крайних плоскостей коррекции, вход каждого из которых соединен с выходом одного из сумматоров, и блок управления, о т л и ч а ю ш. е е с я тем, что, с целью повышения точности и производительности балансировки, устройство снабжено злементо Г временной задержки , вход которого соединен с выходом блока управления, логическим злементом 2И, первый вход которого соединен с выходом элемента временной задержки , а выход - с входом блока управления, и логическим элементом 4 1ШИ-НЕ, выход которого соединен с вторым входом логического злемента 2И, каждый из регулируемых источников напряжения блоков измерения проекции выполнен в виде соединенных последовательно источника постоянного тока, аналогового ключа и согласующего усилителя, выход которого связан, с входом индикаторов проекций дисбаланса, интегратора и второго аналогового ключа, вход которого связан с входом интегратора , а выход - с выходами интегратора и первого аналогового ключа, и включенными в каждый из блоков измерения проекций двумя компараторами, вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего сумматора, логическ1-м злементом 2 ИЛИ, каждый вход которого соединен с выходом одного из компараторов и с одним из входов логического элемента 4 StTIH-HE, и логическим элементом 2 И-НЕ, первый вход которого соедитшн с выходом логического элемента 2 ШИ. выход с управляющим входом первого аналогового ключа, а выход блока управ

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧННИХ

РЕСПУ6ЛИН

3(5Б С

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

re ДУПЛАМ ИЗО6 КТКНИй И ОТНРЫТИй (21) 3500051/25-28 (22) 15.10.82 (46) 07.06.84. Бюл. К - 21 (72) Л.В.Завадский, М.Б.Пальчук и Г.А.Шигалев (71) Минское станкостроительное про.изводственное объединение им. Октябрьской революции (53) 620.1.05:531.24(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 761863, кл. G 01 М 1/22, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР пп заявке Р 3385148/25-28, кл. С 01 М 1/22, 27.01.82 (прототип). (54)(57) ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

К БАЛАНСИРОВОЧНОМУ СТАНКУ, содержащее два входных блока, каждый из которых состоит из соединенных последовательно датчика дисбаланса, сумматора, второй вход которого соединен с выходом датчика дисбаланса другого входного блока, и усилителя, четыре синхронных детектора, попарно связанных с выходом одного из усилителей, генератор опорных сигналов, каждый выход которого связан с вторыми входами попарно соединенных синхронных детекторов, два блока измерения проекций, каждый из которых выполнен в виде регулируемого источника напряжения, двух сумматоров, первый вход каждого из которых подключен к выходу одного из синхронных детекторов, индикатора проекций дисбаланса средней плоскости коррекции, вход которого связан с соединенными между собой вторыми входами сумматоров, и двух индикаторов проекций крайних

„.80„„109 > А

rrJrocKocTQH коррекции Влад каждо? О из которых соединен с выходам одного из сумматоров, и блок управления, а т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и производительности балансировки, устройство снабжено элементом временной задержки, вход которого соединен с выходом блока управления, логическим элементам 2И, первый вход которого соединен с выходом элемента временной задержки, а выход — с входом блока управления, и логическим элементом 4 ИЛИ-НЕ, выход которага соединен с вторым входам логического элемента 2И, каж ый из регулируемых источников напряжения блоков измерения проекции выполнен в виде саециHprrFlb1x rroo errorraTerrF Fro Ho o HHKa rro стаяннаго тока, аналогового ключа и согласующего усилителя, выход которого связан с входом индикаторов проекций дисбаланса, интегратора и второго аналогового ключа, вход которого связан с входом интегратора, а выход — с выходами интегратора и первого аналогового ключа, и включенными в каждый иэ блоков измерения проекций двумя компаратарами, вход каждого из которых соединен с выходок соответствующего сумматора, логическим элементом 2 ИЛИ, каждый вход которого соединен с выходом одного из кампаратаров и с одним иэ входов логическага элемента 4 ИЛИ-НЕ, и логическим элементом 2 И-НЕ, первый вход каторога соединен с выходом логического элемента 2 ИЛИ. выход— с управляющим входом первого аналогового ключа, а выход блока управ1096510 пения соединен с вторым входом логического элемента 2 И-НЕ и управляюИзобретение относится к балансировочной технике и может быть использовано в автоматических станках для балансировки коленчатых валов с тремя плоскостями коррекции. К числу таких коленчатых валов относятся и коленчатые валы с четырьмя противовесами, у которых два средних противо- веса расположены близко один от другого, т.е. большинство коленчатых 10 валов четырехцилиндровых рядных двигателей внутреннего сгорания.

Иэгестно измерительное устройство к балансировочному станку, содержащее два измерительных канала, каждый 15 иэ которых содержит последовательно соединенные датчик дисбаланса, сумматор, связанный с датчиком дисбаланса другого канала, и усилитель, блок раэ. ложения сигнала дисбаланса на проек- 20 ции, выполненный в виде четырех синхронных детекторов, второй вход которого соединен с генератором опорного сигнала, блок измерения проекций, .оединенный с выходом. блока разложе- 25 сия вектора дисбаланса, два модулятора„ первые входы которых соединены с вторым и третьим выходами блока разложения вектора дисбаланса, а вторые входы — с генератором опорного ЗО сигнала, потенциометр настройки и второй сумматор, входы которого соединены с выходами модуляторов, выход подключен к входу потенциометра настройки, а выход последнего — к третьему входу первого сумматора другого измерительного канала. Устройство предназначено для измерения дисбаланса коленчатых валов с четырьмя плоскостями коррекции (13.

Недостатком устройства является то, что оно не обеспечивает требуемой точности измерения дисбаланса коленчатого вала с тремя плоскостями коррекции, так как, в случае двух рядом расположенных средних противовесов, выходной сигнал сумматоров каждого канала получается очень мащим входом второго аналогового ключа в обоих блоках из .ерения проекций. лым, что при большом уровне помех приводит к ошибкам при измерении и, как следствие, к ошибкам при балансировке коленчатых валов с тремя плоскостями коррекции.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является измерительное устройство к балансировочному станку, содержащее два входных блока, каждый иэ которых состоит из соединенных последовательно датчика дисбаланса, сумматора, второй вход которого соединен с выходом датчика дисбаланса другого входноro блока, и усилителя, четыре синхронных детектора, попарно связанных с выходом одного из усилителей, генератор опорных сигналов, выходы которого связаны каждый с вторыми входами попарно соединенных синхронных детекторов, два блока измерения проекций, каждый из которых выполнен в виде регулируемого источника напряжения, двух сумматоров, первый вход каждого из которых подключен к выходу одного из синхронных детекторов, индикатора проекций дисбаланса средней плоскости коррекции, вход которого связан с соединенными между собой вторыми входами сумматоров и двух индикаторов проекций крайних плоскостей коррекции, вход каждого из которых соединен с выходом одного из сумматоров, и блок управления. Устройство обеспечивает измерение дисбаланса коленчатых валов с тремя плоскостями коррекции 5 2).

Недостатком известного устройства является то, что оно не обеспечивает требуемой точности и производительности балансировки, так как процесс измерения не автоматизирован и производится с помощью оператора. Помимо ошибок, возможных со стороны оператора в процессе измерения, устройство нельзя применить на автоматическом балансировочном оборудовании. о

1096510

Целью изобретения является повышение точности и производительности балансировки.

Поставленная цель достигается тем, что измерительное устройство 5 к балансировочному станку, содержащее два входных блока, каждый из которых состоит из,соединенных последовательно датчика дисбаланса, сумматора, второй вход которого соединен с выходом датчика дисбаланса другого входного блока, и усилителя, четыре синхронных детектора, попарно связанных с выходом одного из усилителей, генератор опорных сигналов, каждый выход которого связан с вторыми входами попарно соединенных синхронных детекторов, два блока измерения проекций, каждый из которых выполнен в виде регулируемого источника напряжения, двух сумматоров, первый вход каждого из которых подключен к выходу одного из синхронных детекторов, индикатора проекций дисбаланса средней плоскости коррекции, вход которого связан с соединенными между собой вторыми входами сумматоров, и двух индикаторов проекций крайних плоскостей коррекции, вход каждого из которых соединен с ЗО выходом одного из сумматоров, и блок управления, снабжено элементом временной задержки, вход которого соединен с выходом блока управления, логическим элементом 2И, первый вход которого соединен с выходом элемента временной задержки, а выход — с входом блока управления, и логическим элементом 4 ИЛИ-HE выход которого соединен с вторым входом логического 40 элемента 2И, каждый из регулируемых источников напряжения блоков измерения проекции выполнен в виде соединенных последовательно источника постоянного тока, аналогового ключа 45 и согласующего усилителя, выход которого связан с входом индикаторов проекций дисбаланса, интегратора и второго аналогового ключа, вход которого связан с входом интегратора, а б выход — с выходами интегратора и первого аналогового ключа, и включенными в каждый из блоков измерения проекций двумя компараторами, вход каждого из которых соединен с выходом соответст- вующего сумматора, логическим элементом 2 ИЛИ, каждый вход которого соединен с выходом одного из компараторов и с одним из входов логического инг—

|мента 4 ИЛИ-НЕ, и логическим элементом 2 И-НЕ, первый вход которого соединен с. выходом логического элемента 2 ИЛИ, выход — с управляющим входом первого аналогового ключа, а выход блока управления соединен с RTQ рым вхопом догического элемента 2 И-HF, ц управляющим входом второго аналогового ключа в обоих блоках измерения проекций.

На чертеже изображена фунциональная схема измерительного устройства к балансировочному станку.

Балансируемьш коленчатый вал 1 с тремя противовесами, на которых через Х и У обозначены оси коррекции., устанавливается на опоры балансировочного станка (не показан). Через оси коррекции проведены две перпендикулярные осевые плоскости коррекции.

Устройство содержит два входных блока 2 и 3, каждый из которых состоит из соединенных последовательно датчика 4 (5) дисбаланса, сумматора 6 (7), второй вход которого соединен с выходом датчика 5 (4) дисбаланса другого блока 3 (2), к усилителя 8 (9), четыре синхронных детектора 10 — 13, попарно (10 и 12, 11 и 13) связанных с выходом одного из усилителей 8 или 9, генератор 14 опорных сигналов, каждый выход которого связан с вторыми входами попарно соединенных синхронных детекторов 10 и 12, 11 и 13, два блока 15 и 16 измерения проекций, отнесенных к определенной осевой плоскости коррекции Х и У, каждый из которых выполнен в виде регулируемого источника l7 (18) напряжения, который содержит соединенные последовательно источник 19 (20) постоянного тока, аналоговый ключ 21 (22) и согласующий усилитель 23 (24), а также интегратор 25 (26) и второй аналоговый ключ 27 (28), вход которого связан с выходом интегратора 25 (26), а выход- г входами интегратора 25 (26) и первого аналогового ключа 21 (22), двух сумматоров 29 (30) и 31 (32), вход первого из которых соединен с выходом синхронного детектора 10 (12), а вход второго — с выходом синхронного детектора 11 (13), индикатора 33 (34) крайней плоскости коррекции, вход которого соединен с выходом сумматора 29 (30), индикатора 35 (36) проекций средней плоскости коррекции, 1096510 вход которого соединен с вторыми входами сумматоров 29 (30) и 31 (32) и с выходом согласующего усилителя 23 (24), второго индикатора 37 (38) проекций крайней плоскости кор-- 5 рекции, вход которого соединен с вы— ходом сумматора 31 (32), двух компараторов 39 (40) и 41 (42), каждый из которых подключен к выходу сумматоров 29 (30) и 31 (32) соответствен— но, логического элемента 2 ИЛИ 43 (44), каждый из входов которого соединен с выходом одного из компараторов 39 (40) и 41 (42), и логическо1о элемента 2 И-EIE 45 (46), пер-15 вый вход которого соединен с выходом логического элемента 2 ИЛИ 43 (44), а выход — с вторым входом первого аналогового ключа 21 (22). Устройство содержит также блок 47 управления и элемент 48 временной задержки, вход которого соединен с выходом блока 47 управления, с соединенными между собой вторыми входами логических элементов 2 И-НЕ 45 и 46, и вторыми входами аналоговых ключей 27 и 28, логический элемент 2И 49., вход которого соединен с выходом элемента 48 временной задержки, а выход — с входом блока 47 управления, О и логический элемент 4 ИЛИ-НЕ 50, каждый из входов которого соединен с выходом одного из компараторов 39

42, а выход — с вторым входом логического элемента 2И 49. 35

Устройство работает следующим образом.

Колебания опор станка, пропорциональные дисбалансу коленчатого вала 1

Щ в ппоскости опоры, воспринимаются и преобразовываются в электрический сигнал датчикам 4 (5) дисбаланса, связанным с опорой балансиравочного станка. С помощью сумматоров 6 и ? производится разделение плоскостей коррекции, совпадающих с крайними противовесами. Выходной сигнал сумматора 6 (7) усиливается и фильтруется от помех усилителем 8 (9) и рас-. кладывается на проекции в прямоугольной системе координат с помощью синхронных детекторов 10 (11) и 12 (13)„ на управляющие входы которых приходят сдвинутые на 90 одно относительна другого выходные напряжения генера- > тора 14 опорных сигналов. Выходные напряжения синхронных,цетекторов 10 I3, пропорциональные проекциям дисбаланса н крайних плоскостях коррекции, измеряются и запоминаются индикаторами 33 и 37 проекций для осевой плоскости Х и индикаторами 34 и 38 проекций для осевой плоскости У.

Каждый из индикаторов 33 — !8 представляет собой аналоговое запоминающее устройство со стрелочным прибором на выходе. Если в процессе измерения проекций дисбаланса в крайних плоскостях коррекции коленчатого вала, совпадающих с плоскостями крайних противовесов, получаются только положительные знаки проекций (направление обозначено знаком "+" на осе— вых плоскостях коррекции), т.е. дисбаланс может быть скорректирован в крайних противовесах, то задача балансировки в этом случае сводится к балансировке коленчатого вала с двумя плоскостями,коррекции, и коррекция дисбаланса такого коленчатого вала производится пс результатам измерения, запоминаемых индикаторами 33, 37, 34 и 38. 0трицательнь е проекции, совпадающие с направлением среднего противовеса коленчатого вала, требуют пересчета сигналов, пропорциональных проекциям дисбаланса в крайних плоскостях коррекции, так как скорректировать отрицательную проекцию дисбаланса в крайней плоскости невозможно из-эа отсутствия материала. В случае получения на одном из индикаторов проекций, относящихся к общей осевой плоскости коррекции, например Х, отрицательного значения проекций дисбаланса, что соответствует, например, отрицательной полярности напряжения на выходе синхронного детектора 10 и 11, срабатывает один из компаратаров 39 или 41, порог срабатывания которых равен отрицательному напряжению, определяемому остаточным ди< балансом балансируемого коленчатого вала, и настраивается при наладке станка.

При срабатывании одного из компараторов 39 или 41 на одном из входов логического элемента 2 ИЛИ 43 появляется высокий уровень напряжения, который с выхода логического элемента 2 ИЛИ 43 поступает на первый вход логического элемента 2 И-EIE 45. На второй вход этого элемента поступает высокий уровень с выхода блока 47 управления, который формирует команду на начало измерения. По команде с выхода блока 47 управления закрывается аналоговый ключ 27, который шунтирует выход интегратора 25. Одновременно, при наличии двух высоких уровней нл входе логического элемен- 5 та 2 И-HF, 45, на его выходе появляется низкий уровень напряжения, который поступает на управляющий вход аналогового ключа 21, открывает его, и источник 19 постоянного тока оказывается подключенным к интегратору 25.

Известно, что если ток заряда интегратора 25 постоянен во времени, то напряжение на его выходе возрастает по линейному закону, а время его нарастания — пропорционально постоянной времени цепи заряда. Таким образом, при подключении интегратора 25 к источнику 19 постоянного тока, напряжение на входе согласующего усилителя 23 возрастает от нуля (интегратор до этого был зашунтирован) по линейному закону. На вторые входы сумматоров 29 и 31 поступает положительное напряжение, значение которого нарастает во времени.

В результате появления положительного по знаку напряжения на вторых входах сумматоров 29 и 31 показания индикаторов 33 и 37 проекций начинают изменяться. Отрицательная проекция начинает уменьшаться по абсолютной величине, а положительная — возрастать (рассматривается случай, когда по Результатам измерения в край- 3 них плоскостях коррекции в осевой плоскости X получаются разнополярные проекции). Одновременно появляются показания на индикаторе 35 проекций средней плоскости коррекции. В тот 40 момент, когда уровень сигнала отрицательной проекции становится меньше по абсолютной величине порога срабатывания компаратора, на выходе последнего появляется низкий уровень 45 напряжения (логический "О"), а на выходе логического элемента 2 ИНЕ 45 — высокий уровень (логическая

"1"), который закрывает аналоговый

I клю 1. Ист яник 19 постоянного гокл оклмлв,.ется отключенным ()T «.пс-. граторл 25, и нлрастлние нлпряжс нпя положительной полярности нл вто1я.г< входах суммлторов 29 и 31 нрекрлшлется. В :)ToT момент времени индиклт р, который ранее показывал положитеsIJ— ную проекцию, покажет сумму абсолютных значений положительной и отрица тельной проекций, а индикатор 35 средней плоскости коррекции — удвоенное значение отрицательной проекции, что соответствует пересчету дисбаланса в крайних плоскостях коррекции на дисбаланс "крайняя — средняя" плоскости коррекции. При отсутствии отрицательных значений на индикаторах 33, 34, 37 и 38 на выходе логического элемента 4 ИЛИ-HE 50 появляется высокий уровень, который поступает на вход логического элемента 2И 49. По истечении выдержки гремени, определяемой элементом 48 вре:;екной задержки и необходимой для измерения параметров дисбаланса, на второй вход логического элемента 2 И 49 поступает также высокий уровень, и с выхода логического элемента 2И 49 на вход блока 47 управления поступает команда об окончании измерения параметров дисбаланса коленчатого вала. Одновременно снимается команда с выхода блока 47 управления, аналоговые ключи 27 и 28 открываются, разряжая интеграторы 25 (26), а входы всех интеграторов 33

38 проекций отключаются (эти связи на схеме не показаны), сохраняя показания до следующего цикла балансировки.

Таким образом, полностью автоматизирован процесс измерения дисбаланса коленчатых валов с тремя плоскостями коррекции и процесс пересчета дисбаланса на нужные плоскости коррекции. Это позволит повысить точность и производительность балансировки коленчатых валов с тремя плоскостями коррекции, Составитель П.Баранов

Редактор Р.Цицика Техред H.AñTäëoù Корректор А.Зимокосов

Заказ 3815/30 Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва Ж-35> Раушская наб., д ° 4/5

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