Устройство для коррекции дисбаланса коленчатого вала

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОРРЕКЦИИ .ДИСБАЛАНСА КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА, содержащее блок измерения, блок отсчета, выполненный в виде схемы совпадения и двух аналоговых ключей, выходы которых соединены между собой и с первым входом схемы совпадения, блок коррекции, выполненный в виде привода установочного вращения, кинематически связанных с ним диска и первого датчика углового положения, исполнительного механизма, кинематически связанного с ним датчика отсчета перемещений, выход которого связан с вторым входом схемы совпадения, и привода подачи исполнительного механизма , датчика исходного положения и датчика ориентации по координате, блок управления и блок формирования команд, включающий логический эле-, мент 3 И, первый вход которого соединен с выходом датчика ориентации по координате, три триггера, инвертор и три логических элемента 2 И, о т л ичающееся тем, что, с целью повышения точности, балансировки, оно снабжено тремя аналоговыми ключами, четырьмя логическими элементами 2 И, двумя логическими элементами 2 ИЛИ, аттенюатором, вход которого подсоединен к выходу блока измерения и к входу второго аналогового ключа, а выход - к входу первого аналогового ключа, вторым и третьим датчиками углового положения, выход каждого из которых соединен соответственно с входом четвертого и пятого аналоговых ключей, фазовым детектором, пер; f вый вход которого соединен с выходом первого датчика углового положения , выход - с вторым входом логического элемента 3 И и входом инвертора , а второй вход - с соединенными собой выходами третьего, четвертого и аналоговых ключей, второй вход каждого из которых соединен с выходом первого, ва-орого и третьего логических элементов 2 И соответственно , первый вход первого логического элемента 2 ИЛИ связан с первым входом логического элемента 3 И, второй вход - с выходом инвертора и первым входом четвертого логического элемента 2 И, а выход со счетным входом первого триггера, прямой выход которого соединен с первыми входами второгб и третьего логических элементов 2 И и вторым входом второго «налогового ключа, а инверсный выход - с первыми входами первого и пятого логических элементов 2 И и вторым входом первого аналогового ключа,с пер вый вход второ

о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

0Ю (11) з(я) G 01 М 1/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OfHPbIYMA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ A; „, (21) 3533 1 7 7/25-28 (22) 06. 01. 83 (46) 07. 07. 84. Бюл. Н- 25 (72) А.П.Варакса, Л.В. Завадский, А.А.Макаревич, И.Н.Стельман, Г.А.Шигалев и Б.M.Çóñìaí (71) Минское станкостроительное производственное объединение им. Октябрьской Революции (53) 620.05:531.24 (088.8) (56) 1. Основы балансировочной техники. Под ред. В.А.Щепетильникова. .т.. 2. М., "Машиностроение", 1975, с. 572-577.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке У 3422790/25-28, кл. ч 01 M 1/38, 1982 (прототип) .. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОРРЕКЦИИ . ДИСБАЛАНСА КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА, содержащее блок измерения, блок отсчета, выполненный в виде схемы совпадения и двух аналоговых ключей, выходы которых соединены между собой и с первым .входом схемы совпадения, блок коррекции, выполненный в виде привода установочного вращения, кинематически связанных.с ним диска и первого датчика углового положения, исполнительного механизма, кинематически связанного с ним датчика отсчета перемещений, выход которого связан с вторым входом схемы совпадения, и привода подачи исполнительного механизма, датчика исходного положения и датчика ориентации по координате, блок .управления и блок формирования команд, включающий логический эле-. мент 3 И, первый вход которого соеди-. нен с выходом датчика ориентации по координате, три триггера, инвертор и три логических элемента 2 И, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, балансировки, оно снабжено тремя аналоговыми ключами,. четырьмя логическими элементами 2 И, двумя логическими элементами 2 ИЛИ,. аттенюатором, вход которого подсоединен к выходу блока измерения и к входу второго аналогового ключа, а выход — к входу первого аналогового ключа, вторым и третьим датчиками углового положения, выход каждого из которых соединен соответственно с входом четвертого и пятого аналогоФ вых ключей, фазовым детектором, пер- Е вый вход которого соединен с выхо. дом первого датчика углового положения, выход — с вторым входом логического элемента 3 И и входом инвертора, а второй вход — с с оединенными Я между собой выходами третьего, чет— вертого и пято1о аналоговых ключей, второй вхоц каждого из которых соединен с выходом первого, второго и третьего логических элементов 2 И соответственно, первый вход первого логического элемента 2 ИЛИ связан с первым входом логического элемента

3 И, второй вход — с выходом инвертора и первым входом четвертого логического элемента 2 И, а выходсо счетным входом первого триггера, прямой выход которого соединен с первыми входами второгЬ и третьего логических элементов 2 И и вторым входом второго аналогового ключа, а инверсный выход —. с первыми входами первого и пятого логических элементов 2 И и вторым входом первого аналогового ключар первый вход второ 101701 го ногин ского элемента 2 ИЛИ соединен с выходом пятого логического элемента 2 И, второй вход — с вьгходом шестого логического элемента 2 И, а выход — с входом блока управления, выход которого соединен с третьим входом логичес кого элемента 3 И, вторым входом первого логического элемента

2 И и первым входом седьмого логического элемента 2 И, 5 -вход второго триггера соединен с выходом схемы совпадения, вторым входом пятого логического элемента 2 И, первым входом шестого логического элемента

2 И и счетным входом третьего триггера R -вход второго триггера — с выходом датчика исходного положения и вторым входом четвертого логичес1

Изобретение относится к бал нсг.— ровочной технике, а именно к средствам автоматической балансировки коленчатых валов.

Известно устройство для коррек..гии дисбаланса коленчатого вала, содержащее последовательно соединенные блок измерения, блок отсчета и блок кор.— рекции, выполненный в виде исполнительного механизма и кинематически связанного с ним датчика отсчета перемещений, привода установочного вращения и кинематически связанного с ним датчика углового положенця, в качестве которого применен сельсин,15 и связанный с блоками блок управления (I) .

Недостаток данного устройства за— ключается -н том, что оно неприме нимо для коррекции дисбаланса коленчатых 20 валов, в противовесах которых имеются места, запрещенные для.-сверле— ния, например технологическая площадка, болты для крепления противовеса и пр. 25

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является уст— ройство для коррекции дисбаланса коленчатого вала, содержащее блок

30 измерения, блок отсчета, выполненный в виде схемы совпадения и двух аналоговых ключей, выходы которых соекого элемента 2 И, а выход второго триггера — с первым входом привода подачи исполнительного механизма, второй-вход которого соединен с выхо дом логического элемента 3 И, прямой выход третьего триггера соединен с вторыми входами третьего и шестого логического элемента 2 И, а инверсный выход третьего триггера — с вторым входом второго логического элемента 2 И, первый вход третьего ана.логового ключа соединен с вторым выходом блока измерения, а выход четвертого логического элемента 2 И с вторым входом седьмого логического элемента 2 И, выход которого соединен с входом привода установочного вращения. динены между собой и с первым входом схемы совпадения, блок коррекции, выполненный в виде привода установочного вращения и кинематически связанных с ним диска и первого датчика углового положения, исполнительного механизма и кинематически связанного с ним датчика отсчета перемещений, выход которого связан с вторым входом схемы совпадения, и привода подачи исполнительного механизма, датчика исходного положения и датчика ориентации по координате, блок управления и блок формирования команд, включающий логический элемент 3 И, первый вход которого соединен с выходом датчика ориентации по координате, три триггера, инвертор и три логических элемента

2 И $2) !

Недостаток известного устройства заключается в том, что в нем не учтено изменение масштаба коррекции при замене одного сверления, попадающего в запрещенную для коррекции зону, двумя сверлениями по краям запрещенной зоны. Это приводит к большим ошибкам при коррекции дисбаланса.

Цель изобретения — повышение точности балансировки. версный выход — с первыми входами первого и пятого логических элементов 2 И и вторым входом первого аналогового ключа, первый вход второго логического элемента 2 ИЛИ соединен с выходом пятого логического элемента 2. И второй вход — с выходом шестого логического элемента 2 И, а выход — с входом блока управления, выход которого соединен с третьим входом логического элемента ЗИ и вторым входом первого логического элемента 2 И и первым входом седьмого логического элемента 2 И, 5-вход второго триггера соединен с выходом схемы совпадения, вторым входом пятого логического элемента ,. 2 И, первым входом шестого логичес1 кого элемента 2 И и счетным входом третьего триггера, R -вход второго триггера с выходом датчика исходного положения и вторым входом четвертого логического элемента 2 И, а выход второго триггера — с первым входом привода подачи испопнителЬного механизма, второй вход которого соединен с выходом логического элемента 3 И, прямой выход третьего триггера соединен с вторыми входами третьего и шестого логических элементов 2 И, а инверсный выход третьего триггера — с вторым входом второго логического элемента 2 И, первый вход третьего аналогового ключа соединен с вторым выходом блока измерения, а выход четвертого логического элемента 2 И с вторым входом седьмого логического элемента

2 И, выход которого соединен с входом привода установочного вращения.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства для коррекции дисбаланса коленчатого вала",на фиг. 2 — векторная диаграмма, поясняющая работу устройства.

Устройство для коррекции дисбаланса коленчатого вала содержит блок 1 измерения, выполненный в виде двухканального измерителя 2, обеспечивающего измерение параметров дисбаланса в полярной системе координат, запоминающего блока 3 величины дисбаланса и запоминающего блока 4 угла дисбаланса, блок 5 отсчета, выполненный в виде аттенюатора 6, двух аналоговых ключей 7 и 8, первый вход первого из которых соединен с входом аттенюатора

3 1101 701

О

Поставленная цель достигается тем, что устройство для коррекции дисбаланса коленчатого вала, содержащее блок измерения, блок отсчета, выполненный в виде схемы совпадения 5 и двух аналоговых ключей, выходы которых соединены между собой и с первым входом схемы совпадения, блок коррекции, выполненный в виде привода установочного вращения, .10 кинематически связанных с ним диска и первого датчика углового положения, исполнительного механизма, кинематически связанного с ним датчика от-счета перемещений, выход которого связан с вторым входом схемы совпадения и привода подачи исполнительЮ ного механизма, датчика исходного положения и датчика ориентации по координате, блок управления и блок 20 формирования команд, включающий логический элемент 3 И, первый вход которого соединен с выходом датчика ориентации по координате, три триггера, инвертор и три логических 25 элемента 2 И, снабжено тремя аналоговыми ключами, четырьмя логическими элементами 2 И, двумя логическими элементами 2 ИЛИ; аттенюатором, вход которого подсоединен к выходу блока 30 измерения и к .входу второго аналогового ключа, а выход — к входу первого аналогового ключа, вторым и третьим датчиками углового положения, выход каждого из которых соединен соот35 ветственно с входом, четвертого и пятого аналоговых ключей, фазовым детектором, первый вход которого соединен с выходом первого датчика углового положения, выход — с вторым вхо-40 дом логического элемента 3 И и входом инвертора, а второй вход — с сое- © диненными между собой выходами третьего,. четвертого и пятого аналоговых ключей, второй, вход кащ ого из кото- 45 рых соединен с выходом первого, второго и третьего логических элементов

2 И соответственно, первый вход первого логического элемента 2 ИЛИ связан с первым входом логического элемента 3 И, второй вход — с выходом инвертора и первым входом четвертого логического элемента 2 И; а выходсо счетным входом первого триггера, прямой выход которого соединен с пер-у выми входами второго и третьего логических элементов 2 И и вторым входом второго аналогового ключа, а ин1101701

6 и с выходом запоминающего блока 3, а первый вход второго — с выходом аттенюа ора 6, и схемы 9 совпадения, первый вход которой соединен с входами аналоговых ключей 7 и 8, блок 5 l0 коррекции, выполненный в виде привода 11 установочного вращения, кинематически соединенный с коленчатым валом 12, металлического диска

13 с прорезью, установленного на . выходном валу привода 11, датчика 14 углового положения, в качестве которого .может быть применен сельсин, ротор которого кинематически связан с выходным валом привода 11, второго

15 и третьего 16 датчиков углового положения, в качестве которых могут быть применены сельсины, датчика 17 ориентации по координате, исполнительного механизма 18, представляющего собой, например, сверлильную головку, датчика 19 отсчета перемещений и привода 20 подачи исполнительного механизма, кинематически связанных с исполнительным механизмом 18, и датчика 21 исходного положения, блок ?2 управления и блок 23 формирования команд, который выполнен в виде логического элемента 3 И

24,первый вход которого соединен с выходом датчика l7 ориентации.по координате, а третий вход — с выходом блока 22 управления, трех триггеров

25 — 27, третьего, четвертого и пятого аналоговых ключей 28-30, инвертор. 31 .семи логических элементов 2 И 32

38, фазового детектора 39, первый вход которого соединен с выходом первого датчика l4 углового положения, выход — с вторым входом логи в 40 ческого элемента 3 И 24 и входом инвертора 31, а второй вход — с соединенными между собой выходами третьего, четвертого и пятого аналоговых ключей 28-30, второй вход каждого 4s из которых соединен с выходом первого 32, второго 33 и третьего 34 логических элементов 2 И, и двух логических элементов 2 ИЛИ 40 и 41, 1 первый вход первого из которых сое- SO динен с первым входом логического элемента 3 И 24, второй вход — с выходом инвертора 31 и первым входом четвертого логического элемента 2 И

35, а выход — со счетным входом первого триггера 25, прямой выход которого соединен с первыми входами второго и третьего логических элементов 2 И 33 и 34 и вторым входом второго аналогового ключа 8, а ин— версный выход — с первыми входами первого 32 и пятого 36 логических элементов 2 И и вторым входом первого аналогового ключа 7, первый вход второго логического элемента 2 ИЛИ

41 соединен с выходом пятого логи- ческого элемента 2 И 36, второй вход — с выходом шестого логического элемента 2 И 37, а выход — с входом блока 22 управления, выход которого, соединен с вторым входом первого логического элемента 2 И 32 и первым входом седьмого логического элемента 2 И 38, 5 -вход второго триггера

26 соединен с выходом схемы 9 совпадения, вторым входом пятого логи— ческого элемента 2. И 36, первым входом шестого логического элемента 2 И

37 и счетным входом третьего триггера 27, Я вЂ .вход второго триггера

26 — с выходом датчика .21 исходного положения и вторым входом четвертогб логического элемента 2È 35, а выход второго. триггера — с первым входом привода 20 исполнительного механизма, второй вход которого соединен с выходом логического, элемента 3 И

24, прямой выход третьего триггера

27 соединен с вторыми входами третьего 34 и шестого 37 логических элементов 2 И, а инверсный выход третьего триггера 27 — с вторым входом второго логического элемента. 2 И 33, первый вход третьего аналогового ключа 28 соединен с выходом запоминающего блока 4 угла дисбаланса, а выход четвертого логического элемента 2 И 35 — с вторым входом седьмого логического элемента 2 И 38, выход которого соединен с входом привода 11 установочного вращения.

На векторной диаграмме (фиг. 2) нанесенной на противовес коленчатого вала) через WH обозначен вектор начального дисбаланса в плоскости коррекции, через Ин„и W его про— екции на разрешенные направления

1 коррекции, углом ограничена зона коррекции в противовесе коленчатого вала 12, углом Р-запрещенная зона для коррекции дисбаланса.

Устройство работает следующим образом.

Параметры дисбаланса коленчатого вала 12, поступившего на коррекцию, измерены двухканальным измерителем

1101701

2 и хранятся в запоминающих блоках 3 и 4 соответственно величины и угла дисбаланса. Блок 3 величины дисба,ланса может быть реализован с по-. мощью аналогового запоминающего уст- 5 ройства с емкостной памятью, а блок

4 угла — с помощью,- например, сельсина, работающего в режиме фазовращателя. В противовесе коленчатого вала 12 имеется площадка, в которой запрещена коррекция дисбаланса, так как в случае попадания режущего инструмента, например сверла.в площадку, получаются большие ошибки при учете глубины сверления, или

15 поломка режущего инструмента. Предположим, что в блоке 4 угла запомнен угол дисбаланса, который находится в зоне, ограниченной углом а,, но не попадающий в зону, ограниченную углом P . По команде от блока 22 управления на начало корI рекции высокий. уровень напряжения (логическая 1) поступает на вторые входы первого 32 и седьмого 38 логических элементов 2 И и на третий вход логического элемента 3 И 24 ..

Триггеры 25 и 27 устанавливаются перед началом коррекции в начальное положение командой .от блока 22 уп- 30 равления (эти связи не показаны).

На инверсном выходе триггера 25 появится высокий уровень, который поступит на второй вход первого логичес. кого элемента 2 И 32,высокий уровень з5 с выхода которого включит аналоговый ключ 28 и на второй вход фазового детектора 39 поступит сигнал с выхода запоминающего блока 4 угла.

В состав фазового детектора 39 4О входит пороговый элемент (не показан) и в случае совпадения по фазе сигналов на обоих входах детектора 39 на его выходе формируется высокий уровень напряжения, а при несовпадении .низкий. При наличии на выходе детектора 39 низкого уровня напряжения, на выходе инвертора 31 получим высокий уровень, который поступит на первый вход четвертого логического элемента 2 И 35, на втором входе которого также имеется высокий уро- . вень напряжения, так как исполнительный механизм 18 находится в исходном положении. Высокий уровень с вы- 55 хода четвертого логического элемента 2 И 35 поступит на первый вход . седьмого логического элемента 38 2 И и далее на вход привода 11 установочного вращения, который представляет собой, например, электродвигатель со схемой управления, высокий уровень на входе которой вызывает вращение электродвигателя, а низкий — остановку. Электродвигатель начнет медленно вращаться, приводя во вращение коленчатый вал 12, диск 13 и датчик 14 углового положения. Фаза сигнала на выходе датчика 14 начнет изменяться (сельсин работает в фазовращательном режиме) и при совпадении с. фазой сигнала запоминающего блока 4 на выходе

) фазового детектора 39 появится высокий уровень напряжения. При этом на выходе инвертора 31 появится низкий уровень, который через четвертый

35 и седьмой 38 логические элементы

2 И остановит вращение выходного ва- .ла привода 11 а. на выходе логического элемента 3 И 24 появится высокий уровень, который дает команду приводу 20 исполнительного механизма

18, представляющего собой, например, гидроцилиндр с двумя золотниками для управления ходами "Вниз" и

11 ll

Вверх на перемещение вниз сверлильной головки исполнительного механизма 18. На выходе датчика 19 отсчета перемещений, в качестве которого может быть применен вращающийся трансформатор со схемой линеаризации выхрдного напряжения от угла поворота, начнет нарастать напряжение, которое, поступая .на второй вход схемы 9 совпадения, сравнивается по величине с опорным напряжением сигнала дисбаланса, поступающим с выхода запоминающего блока

3 величины дисбаланса через первый аналоговый ключ 7, открытый высоким уровнем с инверсного выхода триггера 25. При совпадении глубины сверления в противовесе коленчатого вала

12 с заданной в запоминающем блоке

3 величины дисбаланса схемы 9 совпадения сработает и на ее выходе появится высокий уровень и поступит на 5 -вход триггера 26, высокий уро-. вень на выходе которого даст команду приводу 20 исполнительного механизма на движение головки вверх, и на второй вход пятого логического элемента 2 И 36, на первом входе которого есть высокий уровень с инверсного выхода триггера 25. На выходе пятого логического элемента 2 И 36 поя1101701

20 вится высокий уровень, который че- ° р ез ло гич ес кий элемент 2 ИЛИ 4 1 даст команду в блок 22 управлейия об окончании коррекции коленчатого вала 12. 5

Если начальный дисбаланс коленчатого вала попадает в зону, запрещенную для коррекции (ограниченную углом P ), то сверление отверстия по координате Х на измеренную блоком 1 глубину приводит к ошибке, пропорциональной sin % . При угле р о

) 5 это приводит к большому проценту бракованных коленчатых валов после балансировки. Замена одного сверления по координате Х двумя по обоим координатам, но на меньшую глубину (примерно 1/2 М> и зависит от угла P } приводит к c"ÿáêå, пропорциональной sin P/4, т. е. уменьшает ошибки при коррекции в 2 раза.

Рассмотрим работу схемы при попадании М в зону, ограниченную углом

После ориентации коленчатого ва— ла 12 по углу, соответствующему W прорезь на диске 13 совпадает с датчиком 17 ориентации по координате и на его выходе получим низкий уровень напряжения, который поступит на пер- 30 вый вход логического элемента 3 И

24 и запретит подвод сверлильной головки вниз. На выходе первого логического элемента 2 ИЛИ 40 при наличии на обоих входах низких 35 уровней появится низкий уровень напряжения, который установит в единичное состояние триггер 25, высокий уровень с прямого выхода которого поступит на первые входы второго 33 40 .и третьего 34 логических элементов

2 И и включит второй аналоговый ключ 8, на входе которого аналоговый сигнал пропорционален W и У у (они равны между собой). При изменении фа-45 зы сигнала на входе фазового детек— тора 39 на его выходе появится низкий уровень напряжения, а на первом входе четвертого логического элемента 2 И 35 — высокий уровень, 50 который поступит на первый вход седьмого логического элемента 2 И 38

Л и разрешит вращение электродвигателя привода 11. Фаза сигнала на выходе второго датчика 15 углового положения соответствует координате Х, а третьего датчика 16 — координате 1 .

При установке коленчатого вала 12 под координату Х на выходе фазового детектора 39 появится высокий уровень, который остановит вращение коленчатого вала 12 и разрешит ход вниз исполнительного механизма 18 (по аналогии с выше описанным). По окончании сверления отверстия по координате Х на глубину, соответствующую в начале перемещения исполнительного механизма 18 вверх,. отрицательный фронт импульса с выхода схемы 9 совпадения установит триггер 27 в единичное состояние, высокий уровень с прямого выхода которого через третий логический элемент

2 И 34 включит аналоговый ключ 30, а низкий уровень с инверсного выхода триггера 27 отключит аналоговый ключ

29. Таким образом, к входу фазового детектора 39 вместо второго датчика

15 углового положения окажется подключенным третий датчик 16 углового положения, и низкий уровень с выхода детектора 39 разрешит установочное вращение коленчатого вала 12 после возвращения исполнительного механизма 18 в исходное положение. По аналогии с выше описанным, после окончания сверления по координате Y на глубину Ы „ .высокий уровень с выхода схемы 9 совпадения поступит на втброй вход шестого логического элемента

2 И 37, с выхода которого через логический элемент 2 ИЛИ 41 поступит в блок 22 управления и даст команду об окончании коррекции дисбаланса, попавшего в запрещенную для коррекции зону.

Таким образом, независимо от углового расположения дисбаланса в зоне противовеса коленчатого вала обеспечиваетея папностью автоматизированный цикл коррекции дисбаланса, что повысит .точность балансировки коленчатых валов, 110173.)!

Фиа 1 б

»О»01

Фие. 2

Составитель А. Варанов

Редактор А.Козориз ТехредЛ.Микеш Корректор О.Билак

Заказ 4755/27 Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

:по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул . Проектная, 4 е