Устройство для динамической балансировки роторов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКОЙ БАЛАНСИРОВКИ РОТОРОВ, содержащее последовательно соединенные датчик дисбаланса и компаратор, датчик опорного сигнала, последовательно соединенные генератор импульсов, первьй и второй делители частоты, последовательно соединенные третий и четвертьй делители частоты, первый и второй элементы 2И, первые входы которых связаны соответственно с выходом и входом четвертого делителя частоты, последовательно соединенные первьй регистр и первую схему сравнения кодов, первьй и второй триггеры, второй регистр, первьй счетчик импульсов, блок измерения угла и блок управления, отличающееся тем, что, с целью повьшения информативности устройства , оно снабжено последовательно соединенными реверсивным счетчиком, третьим триггером, третьим элементом 2И, вторым счетчиком импульсов и третьим регистром, выход которого связан с первым входом блока измерения угпа, а второй вход последнего соединен, с выходом второго регистра, последовательно соединенными четвертым триггером и четвертым элементом 2И, выход которого связан с первым входом первого счетчика импульсов, последовательно соединенными второй схемой сравнения кодов и элементом 2ИЛИ, пятым триггером, аналого-цифровым преобразователем, вход которого связан с выходом датчика дисбаланса , а выход - с первым .входом второго регистра, инвертором, вход которого подключен к выходу компаратора и второму входу второго элемента 2И, а выход - к второму входу первого элемента 2И, элементом i И-2Ш1И, обе группы входов которого соединены с выходами блока управле (Л ния, а выход - с вторым входом первой cxeMti сравнения кодов, выход, которой связан с первыми входами первого, второго и пятого триггеров, и пятым элементом 2И, выход датчика опорного сигнала соединен с вторыми входами первого и второго делителей частоты, первого параллельного ресо to гистра, третьего триггера и второго счетчика импульсов и первьм входом четвертого триггера, второй вход 4 последнего связан с вторыми входами первого счетчика импульсов, первого, второго и пятог.о триггеров и выходом элемента 2R№, а третий вход - с выходом пятого триггера, третий вход последнего подключен к одному из входов первой группы входов элемента И-2ИЛИ, второму входу второго регистра иВЫХОДУ второго триггера, третий вход которого связан с одним из входов второй группы входов эле-мента И-ИЛИ, первым входом пятого элемента 2И и выходом первого тригге

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)4 G 1 М 1/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

K ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ тым триггером и четвертым элементом

2И, выход которого связан с первым входом первого счетчика импульсов, последовательно соединенными второй схемой сравнения кодов и элементом

2ИЛИ, пятым триггером, аналого-цифровым преобразователем, вход которого связан с выходом датчика дисбаланса, а выход — с первым. входом второго регистра, инвертором, вход которого подключен к выходу компаратора и второму входу второго элемента 2И, а выход — к второму входу первого элемента 2И, элементом

И-2ИЛИ, обе группы входов которого соединены с выходами блока управления, а выход — с вторым входом первой схемы сравнения кодов, выход. которой связан с первыми входами первого, второго и пятого триггеров, и пятым элементом 2И, выход датчика опорного сигнала соединен с вторыми входами первого и второго делителей частоты, первого параллельного регистра, третьего триггера и второго счетчика импульсов и первым входом четвертого триггера, второй вход последнего связан с вторыми входами первого счетчика импульсов, первого, второго и пятого триггеров и выходом элемента 2ИЛИ, а третий вход — с выходом пятого триггера, третий вход последнего подключен к одному из входов первой группы входов элемента

И-2ИЛИ, второму входу второго регистра и выходу второго триггера, третий вход которого связан с одним из входов второй группы входов эле мента И вЂ И, первым входом пятого элемента 2И и выходом первого триггеГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3702868/25-28 (22) 20. 02. 84 (46) 15. 08. 85. Бюл. N - 30 (72) А.А.Охотин, А.С.Котельников и В.Д.Рогинский (53) 620. 1.05.531.24 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 506772, кл. G 01 M 1/22, 1971.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1043499, кл. G 01 M 1/22, 1982. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКОЙ

БАЛАНСИРОВКИ РОТОРОВ, содержащее последовательно соединенные датчик дисбаланса и компаватор, датчик опорного сигнала, последовательно соединенные генератор импульсов, первый и второй делители частоты, последовательно соединенные третий и четвертый делители частоты, первый и второй элементы 2И, первые входы которых связаны соответственно с выходом и входом четвертого делителя частоты, последовательно соединенные первый регистр и первую схему сравнения кодов, первый и второй триггеры, второй регистр, первый счетчик импульсов, блок измерения угла и блок управления, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения информативности устройства, оно снабжено последовательно соединенными реверсивным счетчиком, третьим триггером, третьим элементом

2И, вторым счетчиком импульсов и третьим регистром, выход которого связан с первым входом блока измерения угла, а второй вход последнего соединен с выходом второго регистра, последовательно соединейными четвер, К„117 214 A

1173214 ления вращения ротора.

10 ра, второй вход пятого элемента 2И связан с вторым входом реверсивного счетчика и инверсным выходом третьего триггера, а выход — с вторым входом третьего регистра, первый вход второй схемы сравнения кодов соединен с выходом первого счетчика импульсов, а второй — с выходом третьего регистра, третий делитель

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано для балансировки тел враще, ния, н частности высокооборотных роторов.

Цель изобретения — повьппечие информативности устройства за счет определения значений дисбаланса при различных фиксированных частотах

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство для динамической балансировки роторов содержит последовательно соединенные датчик 1 дисбаланса и компаратор 2, датчик 3 опорного сигнала, последовательно соединенные генератор 4 импульсов, первый 5 и второй 6 делители частоты, последовательно соединенные третий 7 и четвертый 8 делители час— тоты, первый и второй элементы 9 и 10 2И, первые входы которых сня- 2 заны соответственно с. выходом и входом четвертого делителя 8 частоты, последовательно соединенные первый регистр 11 и первую схему 12 сравнения кодов, первый 13 и второй

14 триггеры, второй регистр 15, первый счетчик 16 импульсов, блок 17 измерения угла, блок управления (на чертеже не показан), последовательно соединенные ренерсивный счетчик

18, третий триггер 19, третий эле— мент 20 2И, второй счетчик 21 им— пульсов и третий регистр 22, выход которого связан с первым входом бло ка. 17 измерения угла, а второй вход частоты — перестраиваемый, его второй вход соединен с выходом первого регистра, выход — с вторыми входами второго и четвертого элементов

2И, а выход второй схемы сравнения кодов и второй вход элемента

2ИЛИ связан с соответствующим входом и выходом блока управ— последнего соединен с выходом второго регистра 15, последовательно соединенные четвертый триггер 23 и четвертый элемент 24 2И, выход которого связан с первым входом первого счетчика 16 импульсов, последовательно соединенные вторую схему 25 сравнения кодов и элемент 26 2ИЛИ, пятый триггер 27, аналого-цифровой преобразователь 28, вход которого связан с выходом датчика 1 дисбаланса, а выход — с первым входом второго параллельного регистра 15, инвертор 29, вход которого подключен к выходу компаратора 2 и второму входу второго элемента 9 2И, а выход — к второму входу первого элемента 2И, элемент 30 И-2ИЛИ, обе группы входов которого соединены с выходами блока управления, а выход — с вторым входом первой схемы

12 сравнения кодов, выход которой связан с первыми входами первого, второго и пятого триггеров 13, 14 и 27, и пятый элемент 31 2И, выход датчика 3 опорного сигнала соединен с вторыми входами первого и второго делителей 5 и 6 частоты, первого регистра 11, третьего триггера 19 и второго счетчика 21 импульсов и первым входом четвертого триггера 23, второй вход последнего связан с вторыми входами первого счетчика 16 импульсов, первого, второго и пятого триггеров 13, 14 и 27 и выходом элемента 26 2ИЛИ, а третий вход — с выходом пятого триггера 27, третий вход последнего подключен к одному из нходон первой группы входов элемента 30 И-2ИЛИ, второму входу второго регистра 15 и выходу второго

3 11732 триггера 14, третий вход которого связан с одним из входов второй груп пы входов элемента 30 И-2ИЛИ, первым входом пятого элемента 31 2И и выходом первого триггера 13, второй 5 вход пятого элемента 31 2И связан с вторым входом реверсивного счетчика 18 и инверсным выходом третьего триггера 19, а выход — с вторым вхо- дом третьего регистра 22, первый вход второй схемы 25 сравнения кодов соединен с выходом первого счетчика 16 импульсов, а второй — с выходом. третьего регистра 22, третий делитель 7 частоты — перестраиваемый, его второй вход соединен с выходом первого регистра 11, выход— с вторыми входами второго и четвертого элементов 10 и 24 2И, а выход второй схемы 25 сравнения кодов и второй вход элемента 26 2ИЛИ связаны с соответствующими входом и выходом блока управления.

Устройство работает следующим об- 25 разом.

На ободе балансируемого ротора

32 нанесена контрастная метка, при прохождении которой мимо датчика 3 зо опорного сигнала последний вырабатывает короткий импульс, причем частота этих импульсов соответствует частоте вращения ротора 32. Генератор 4 импульсов, первый и второй делители 5 и 6 частоты, первый параллельный регистр 11 и перестраиваемый третий делитель 7 частоты представляет умножитель частоты, причем частота на выходе третьего делителя 7 с переменным коэффициентом равна частоте на выходе датчика

3 опорного сигнала, умноженной на .постоянный коэффициент, численно равный коэффициенту деления первого 45 делителя 5 частоты.

Умножитель работает следующим образомм.

Частота импульсов на выходе пер- 50 вого делителя 5 частоты равна: где f — частота импульсов на выходе 55 а генератора 4 импульсов, М вЂ” коэффициент деления первого делителя 5 частоты.

14 4

При этом за время Т„., равное периоду ротора во втором делителе

6 частоты, записано число В:

Т» Т«

В

"о 1 где t< — период импульсов частоты f

1 — период импульсов частоты f

Импульс с выхода датчика 3 опорного сигнала своим передним фронтом перенимает число В из второго делителя 6 частоты в первый регистр 11, а задним фронтом сбрасывает в ноль содержимое делителей 5 и 6 частоты.

В этом случае частота импульсов на выходе третьего делителя 7 частоты с переменным коэффициентом деления равна

f о о

8b<< В Т» а И

И вЂ” f М

Т„

Таким образом, количество импульсов на выходе делителя 7 частоты с переменным коэффициентом деления за время, равное одному обороту ротора 32, неизменно и равно М независимо от скорости вращения ротооа 32.

Работа устройства начинается с подачи импульса по шине "Пуск" с выхода блока управления, который через элемент 26 2ИЛИ сбрасывает в ноль содержимое первого счетчика 16 импульсов, устанавливает в нулевое состояние второй, четвертый и пятый триггеры 14, 23 и 27 и в единичное— первый триггер 13. При этом на шину

"Разгон" блока управления поступает высокий потенциал, разрешая начать разгон ротора 32. Одновременно на первый вход первой схемы 12 сравнения кодов с выхода элемента 30

И-2ИЛИ поступает число К1, соответствующее скорости вращения ротора

32, на который необходимо измерить величину дисбаланса и определить координаты зоны дисбаланса.

При вращении ротора 32 сигнал с датчика 1 дисбаланса поступает на вход компаратора 2, где преобразуется в последовательность однополярных импульсов. Когда на выходе компаратора 2 присутствует низкий уровень, импульсы частотой f>„

1173214

15

20 ной. счетчика 18, увеличивая его содержимое. Когда на выходе компаратора 2 установится высокий потенциал, импульсы частоты f с выхода третьего делителя 7 частоты с переменным коэффициентом деления пос тупают через второй элемент 10 2И на вычитающий вход реверсивного счетчика 18, уменьшая его содержимое до нуля.

При этом импульс с выхода заема реверсивного счетчика 18 опрокидывает третий триггер 19 в нулевое состояние, запрещая дальнейший счет импульсов реверсивным счетчиком 18.

Одновременно с этим запрещается прохождение импульсов чаСтоты fв д через третий элемент 20 2И на вход второго счетчика 21 импульсов. Передним фронтом импульса с инверсного выхода третьего триггера 19 через пятый элемент 31 2И осуществляется запись информации с выхода второго счетчика 21 импульсов в третий регистр 22. Если коэффициент М = 360, то в третьем регистре 22 будет записано число, соответствующее углу, измеренному в градусах, между меткой на ободе ротора 32 и зоной его дисбаланса. Процесс протекает аналогично описанному выше до тех пор, пока код скорости — число К1 — не станет равным числу В, в очередной раз записанному из второго делителя 6 частоты в первый регистр 11, что соответствует требуемой скорости разгона ротора 32. При этом на выходе первой схемы 12 сравнения кодов формируется импульс, который сбрасывает в ноль первый триггер 13, за— прещая тем самым перезапись содержимого второго счетчика 21 импульсов в третий регистр 22 и устанавливает на выходе второго триггера 14 высокий уровень, передний фронт которого перенимает информацию об амплитуде сигнала на выходе датчика 1 дисбаланса, измеренную аналого-цифровым преобразователем 28, во второй регистр 15. Одновременно высокий уровень с выхода второго триггера 14 поступает на шину Торможение" блока управления, разрешая увеличение скорости ротора до величины, заданной числом К2, которая через элеМент.30 И-2ИЛИ поступает н этом случае- на первый вход первой rõåìü 12

55 равнения кодов. Когда скорость ротора уменьшится до требуемой (эта будет соответствовать равенству нового числа В и числа К2 на входах первой схемы 12 сравнения кодов), на выходе первой схемы 12 сравнения кодов сформируется импульс, опрокидывающий в ноль второй триггер 14 и устанавливающий на выходе пятого триггера 27 высокий потенциал. При этом импульс с выхода датчика 3 опорного сигнала устанавливает в единичное состояние четвертый триггер

23, и импульсы с выхода третьего делителя 7 частоты с переменным коэффициентом деления через четвертый элемент 24 2И поступают на вход первого счетчика 16 импульсов, увеличивая его содержимое. Когда содержимое первого счетчика 16 импульсов станет равным числу, записанному в третьем регистре 22, на выходе

>второй схемы 25 сравнения кодов сформируется короткий импульс, который по шине "Баланс" блока управления запустит балансировочную установку (электроискровую или лазерную на чертеже не Показана) на однократное воздействие для балансировки ротора 32. -Одновременно этот импульс через элемент 26 2ИЛИ сбрасывает в ноль содержимое первого счетчика 16 импульсов, устанавливает в ноль второй, четвертый и пятый триггеры 14, 23 и 27 и в единичное состояние первый триггер 13, давая тем самым разрешение на новый цикл измерения.

Таким образом, в предлагаемом устройстве измерение величины дисбаланса и собственно балансировка про -,одятся на разных скоростях: измерение — на рабочей скорости ротора 32, а балансировка — на пониженной. Это необходимо в случае балансировки высокооборотных роторов 32, так как в этом случае длительность балансируемого воздействия (электроискры лазерного импульса) становится сравнима с периодом вращения ротора 32, в результате чего съем дисбаланса с обода ротора 32 осуществляется не в расчетной точке, а по некоторой дуге, таким образом, условия балансировки ухудшаются либо она вообще становится невозмож1173214 асс

Составитель П.Баранов

Техред М.Пароцай Корректор M.Ðîçìàí

Редактор M.Öèòêèíà

Заказ 5039/38 Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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