Устройство для диагностирования зубчатых передач

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (5(i 4 Р (6 Н 37/02 G 0(ТЗ ОИ

1 1

1.", ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ тирование многоступенчатых зубчатых передач, оно снабжено узкополосным фильтром, пэдключенным входом к выходу преобразователя колебаний, и по числу ступеней диагностируемой зубчатой передачи последовательно соединенными задатчиком скорости, элементом сравнения, подключенным вторым входом к соответствующему выходу вторичного преобразователя, логическим элементом И, выход которого соединен с входом индикатора, а также последовательно,соединенными задатчиком допустимого уровня колебаний и пороговым элементом, второй вход которого соединен с выходом узкополосного фильтра, а выход — с вторым входом логического элемента И, причем вторичный преобразователь выполнен в виде преобразователя время — код.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3547492/25-2) (22) 21.01.83 (46) 23.05.86. Бюл. У 19 (72) И.Е.Каган, А.А.Першин, Г.В.Побережный, В.И.Саввин и 10.П.Сумароков (53) 62).833(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 868412, кл. С 01 М 13/02, 1980. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ЗУБЧАТЪ)Х ПЕРЕДАЧ, содержащее установленные на валах диагностируемой зубчатой передачи преобразователь колебаний, импульсный датчик угловой скорости, соединенный выходом с входом вторичного преобразователя, а также индикатор, о т л .и— чающее с я тем, что, с целью снижения затрат времени на диагносSU 12 2887 А1

1232887

Изобретение относится к устройствам для испытания передаточных механизмов и предназначено для осуществления технического диагностирования многоступенчатых зубчатых перецач.

Цель изобретения — снижение затрат времени на диагностирование многоступенчатых зубчатых передач.

На фиг,l приведена функциональная схема устройства; на фиг.2 — функциональная электрическая схема преобразователя время — код.

Устройство содержит диагностируемую зубчатую передачу 1, преобразователь 2 колебаний, импульсный датчик

3 угловой скорости, вторичный преобразователь 4 время — код, задатчик

5 угловой скорости, элемент 6 сравнения, логический элемент И 7, индикатор 8, задатчик 9 допустимого уровня колебания, пороговый элемент 10, узкополосный фильтр 11, приводной двигатель 12 и нагружатель 13. Число пороговых элементов 10, задатчиков

9 допустимого уровня колебаний, элементов 6 сравнения, задатчиков 5 угловой скорости, логических элементов

И 7 и индикаторов 8 равно числу ступеней диагностируемой зубчатой передачи I.

Преобразователь время — код содержит RS-триггер 14, элемент "Запрет" 15, генератор 16 импульсов, двоичный счетчик 17, регистр 18„ дифференцирующую цепочку 19, детектор 20, и цифровой элемент 21 задержки °

Устройство работает следующим образом.

Для диагностирования зубчатой передачи 1 с помощью предлагаемого устройства входной вал посредством приводного двигателя 12 разгоняют от значения частоты вращения, равной отношению частоты настройки узкополосного фильтра 11 к числу зубьев ведущей шестерни самой высокооборотной зубчатой пары, до значения, равного произведению отношения частоты настройки узкополосного фильтра 11 к числу зубьев ведущей шестерни самой низкооборотной зубчатой пары на передаточное отношение от входного вала зубчатой передачи до вала ведущей шестерни самой низкооборотной зубчатой пары. При этом нагрузку на выходном валу создают посредством нагружателя 13. В процессе разгона

1О

1 )

2!1

ЗО

4О

50 на валах передачи l возникают колебания, обусловленные соударениями зубьев в каждой паре шестерен, участвующих в зацеплении. Частота соударений зубьев шестерен (зубцовая частота, определяется произведением угловой скорости вала на число зубьев шестерни. Укаэанные колебания в виде аналогового сигнала на выходе преобразователя 2 колебаний подаются на вход узкополосного фильтра 11, настроенного на частоту, равную зубцовой частоте самой низкооборотной ступени при номинальной частоте вращения приводного двигателя )2 (фиг.l).

Сигнал, уровень которого характеризует интенсивность соударений зубьев, т.е. качество зацепления шестерен, с выхода узкополосного фильтра

1l поступает на второй вход пороговых элементов 10, на первый вход которых подаются опорные напряжения с задатчиков 9,цопустимого уровня колебаний, которые характеризуют допустимые уровни износа зубьев шестерен.

При превышении сигнала с выхода узкополосного фильтра ll установленного допутимого уровня на выходе порогового элемента 10 вырабатывается сигнал, который поступает на первый вход логических элементов И 7.

При вращении входного вала зубчатой передачи 1 и соединенного с этим валом диска с пазом импульсного датчика 3 угловой скорости свет от пары последовательно установленных на корпусе датчика 3 светодиодов через паз циска последовательно попадает íà rraру соответственно установленных фотодиодов, в результате чего с выхода датчика поступает два импульса, временной интервал между которыми характеризует угловую скорость входного вала передачи. После поступления указанных импульсов на соответствующие входы преобразователя 4 время — код и последующей обработки сигнала, на выходе преобразователя 4 формируется число в двоичном коде, характеризующее мгновенное значение угловой скорости входного вала зубчатой передачи 1.

Коц может быть сформирован следующим образом (фиг.2). Импульс с одного фотодиода импульсного датчика 3 угловой скорости поступает на вход

S триггера 14, а с другого фотодиода — на вход R того же триггера !4.

1232887 4

В результате на инверсном выходе триггера 14 вырабатывается отрицательный импульс, продолжительность которого обратно пропорциональна угловой скорости входного вала зубчатой передачи 1. С инверсного выхода триггера 14 импульс поступает на управляющий вход элемента "Запрет" 15, на основной вход которого постоянно поступают импульсы с генератора 16 >0 импульсов. С выхода элемента "Запрет"

15 импульсы поступают на суммирующий вход двоичного счетчика 17, на котором образуется число, пропорциональное длительности импульсов с инверсного выхода триггера 14, характеризующее угловую скорость входного вала, так как элемент "Запрет" 15 пропускает импульсы с генератора 16 на двоичный счетчик 17 только при на-20 личин сигнала на входе, соединенном с инверсным выходом триггера 14. Одновременно сигнал с инверсного выхода триггера 14 поступает на вход дифференцирующей цепочки 19, на выходе которой по переднему фронту импульса с триггера 14 вырабатывается отрицательный импульс, а по заднему фронту — положительный импульс ° Последний с выхода дифференцирующей 30 цепочки 19 через детектор 20 поступает на управляющий вход регистра 18 и через элемент 21 задержки — на вход R установки двоичного счетчика

17 в состояние "0".

После окончательного подсчета импульсов, поступающих на суммирующий вход двоичного счетчика 17, информация с этого счетчика переписывается в регистр 18 с помощью импульса, 40 поступающего на вход С регистра 18 с детектора 20. После того, как информация с двоичного счетчика 17 списана в регистр 18, он устанавливается в состояние "0" импульсом с 45 цифрового элемента 21 задержки и тем самым подготавливается к подсчету очередной последовательности импульсов.

Таким образом, на выходе регистра 50

18 за каждый оборот диска с пазом импульсного датчика 3 угловой скорости появляется число в двоичном коде, характеризующее угловую скорость входного вала диагностируемой зубча- 5 той передачи 1. Это число поступает на вторые входы элементов 6 сравнения двух чисел, на первые входы которых с задатчиков 5 угловой скорости поступают числа, соответствующие угловым скоростям вращения входного вала, при которых зубцовая частота соответствующей пары шестерен совпа— дает с частотой настройки узкополосного фильтра 11.

При увеличении скорости вращения входного вала зубчатой передачи 1 зубцовые частоты всех пар шестерен увеличиваются и последовательно принимают значение, равное частоте настройки узкополосного фильтра )1. В момент такого совпадения имеет место равенство входных сигналов элемента

6 сравнения, в результате чего на его выходе появляется сигнал, поступающий на второй вход логического элемента И 7. Если в этот момент времени на первом входе логического элемента И 7 имеет место сигнал с выхода порогового элемента 10, что свидетельствует о превьппении допустимого уровня износа шестерен данной пары, на выходе логического элемента И 7 появляется сигнал,. который фиксируется индикатором 8.

Величины опорного напряжения в задатчиках 9 допустимого уровня колебаний устанавливаются на основании испытания образцов зубчатых пар, моделирующих определенные уровни технического состояния зубчатой передачи 1.

Для установки опорного напряжения задатчики 9 выводятся в нулевое положение. Затем в образцовой зубчатой передаче устанавливается постоянная частота вращения входного вала, величина которой обеспечивает равенство частоты настройки узкополосного ! фильтра 11 зубцовой частоте, например, с наибольшей частотой вращения.

Задатчик 9 этой ступени регулируется вручную сначала до момента загорания индикатора 8 этой ступени, а затем обратной регулировкой добиваются погасания индикатора 8. При этом получается настройка, соответствующая допуску на износ данной зубчатой пары. Далее частота вращения входного вала образцовой зубчатой передачи изменяется до величины, которая обеспечивает равенство зубцовой частоты следующей (второй) ступени частоте настройки узкополосного фильтра 11 и аналогичным образом регулируют задатчик 9 второй ступени и т.д. до и-й ступени.

1232887

По окончании настройки устройство отключают от образцовой зубчатой передачи и подключают к диагностируемой передаче. Затем задают входному валу диагностируемой передачи вращательное движение, угловая скорость которого линейно нарастает до значения, равного частоте настройки узкополосного фильтра, деленной на число зубьев ведущей шестерни низкооборотной передачи с учетом передаточного отношения от ведущего вала зубчатой передачи до ведущего вала низкооборотной зубчатой пары. 15

Таким образом, с помощью устройства для диагностирования зубчатых передач за один цикл разгона входного вала от минимального значения его угловой скорости до максимального зна- 2<» чения осуществляется поочередный контроль технического состояния всех ступеней диагностируемой зубчатой передачи.

Устройство для диагностирования 25 зубчатых передач универсально и может использоваться при контроле качестна зацепления зубчатых передач различной степени точности, многоступенчатых и одноступенчатых редукторов, а также при селективном комплектовании зубчатых колес в рабочие пары на предприятиях промьппленности и специализированных ремонтных предприятиях, при техническом обслуживании машин: для безразборного контроля технического состояния зубчатых передач трансмиссий. !

Использование устройства в широком диапазоне допусковых отклонений зубчатых передач различных степеней точности обеспечивается регулировкой уровня диагностического сигнала задатчиков 9 и применением измерительного преобразователя 2 соответствующей чувствительности. Перестройка устройства для диагностирования различньгк по назначению зубчатых передач (высоконагруженных, высокоскоростных, тихоходных и др.) осуществляется посредством регулировки задатчика 9 и, при необходимости, использованием соответствующего привода и нагружателя.

1232887

Составитель В.Нефедов

Техред И.Попович Корректор А.Тяско

Редактор Н.Яцола

Заказ 2753/37

Тираж 880 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4