Измерительное устройство к балансировочному станку

 

Изобретение относится к балансировочной технике о Цель изобретения - повышение надежности за счет контроля рабоа ы генератор.а 14 опорных сигналов о Сигналы с датчиков 56-59 импульсов через формирователи 60-63 импульсов и триггеры 64 и 65 приходят на входы формирователей 51 и 52, связанных со счетчиком 54 через RS-триггер. При неисправности одного из датчиков 56-59 импульсов к окончанию времени измерения на выходе счетчика 54 не появляется высокий уровень напряжения и на вход блока 47 управления не поступает команда об окончании измерения. О наличии неисправности сигнализирует светодиод, подключенный к выходу счетчика 54. 2 .isi о (Л J У1 со г/г.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1

<в) а> 14 1 (51) 4 G 01 М 1 22

ЯЩДЯг.тру

ГОСУДАРСТВЕННЬ1Й НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4183012/25"28 (22) 19,01,87 (46) 07.08.88. Бюл. Р 29 (71) Минское станкостроительное производственное объединение им. Ок" тябрьской революции (72) Л.В.Завадский, N,Á.Ïàëü÷óê и В,М.Ганусевич (53) 620.1.05;531.382 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 1096510, кл. G 01 М 1/22, 1982.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1229620, кл. G 01 М 1/22, 1985. (54) ИЗМЕРИТЕЛЪНОЕ УСТРОЙСТВО К БАЛАНСИРОВОЧНОМУ СТАНКУ (57) Изобретение относится к балансировочной технике. Цель изобретения — повышение надежности за счет контроля работы генератора 14 опорных сигналов. Сигналы с датчиков

56-59 импульсов через формирователи

60-63 импульсов и триггеры 64 и 65 приходят на входы формирователей 51 и 52, связанных со счетчиком 54 через ВЯ-триггер. При неисправности одного из датчиков 56-59 импульсов к окончанию времени измерения на выходе счетчика 54 не появляется высокий уровень напряжения и на вход блока

47 управления не поступает команда об окончании измерения. О наличии неисправности сигнализирует светодиод, подключенный к выходу счетчика 54.

2 лл.

1415092

Изобретение относится к баланси. ровочной технике и может быть испопь

:зовано в автоматических станках для, балансировки коленчатых валов с.

5 ,тремя плоскостями коррекции, к числу

:таких коленчатых валов относятся и

:коленчатые валы с четырьмя противо,весами, у которых два средних противовеса расположены близко один от другого, т.е. большенство. коленчатых

; валов четырехцилиндровых рядных дви-. ,гателей внутреннего сгорания, Цель изобретения — повышение на дежности за счет контроля за пра"

1 вильностью работы генератора опорных сигналов и своевременной диагности, ки возможных. неисправностей.

На фиг.1 изображена функциональ, ная схема измерительного устройства 20 к балансировочному станку; на фиг.2— !

Временные диаграммы работы элементов, измерительного устройства.

Через t обозначено время начала ,измерения, через t < — окончание 25 контроля состояния фотодатчиков, t . Кднец измерения, Интервал времени. соответствует задержке выход" ного импульса элемента временной за" держки. 30

Балансируемый коленчатый вал 1 рядного двигателя внутреннего сгора ния с тремя противовесами (цва средних противовеса расположены рядом и при измерении принимаются за один), 3!», на которых через х и у обозначены оси, коррекции, устанавливаются на связанные общей рамой опоры балансировочного станка (не пок" çàíû). Через .оси коррекции проведены две осевые плоскости коррекции. устройство содержит два входных блока 2 и 3, каждый из которых выполнен в виде соединенных последовательно датчика 4(5) дисбаланса, входного сумматора 6(7), второй вход которого соединен с выходом датчика 5(4) дисбаланса другого входного блока

3(2), и усилителя 8(9), выход котоо рого представляет собой выход входного блока 2(3), четыре синхронных

50 детекторов 10 — 13, первые входы синхронных детекторов 10 и 12 связаны с выходом входного блока 2, а первые входы синхронных детекторов

11 и 13 — с выходом блока 3.

Кроме того, устройство содержит генератор 14 опорных сигналов, каждый выход которого связан. с вторыми входами попарно соединенных синхронных детекторов 10 и 11, 12 и 13, два блока 15 и 16 измерения проекций, отнесеяных к Определенной осевой плоскости коррекции х и у, каждый из которых выполнен в виде регулируемого источника 17(18} напряжения, включающего соединенные последовательно источник 19(20) постоянного тока, аналоговый ключ 21(22) согласующий усилитель 23(24), интегратор 25(26) и второй аналоговый ключ 27(28),,вход которого связан с .Выходами интегратора 25(26) и первого аналогового ключа 21(22), первого и второго сумматоров 29(30) и 31(32), входы которых представляют собой соответственно первый и второй входы блока

15(16) измерения проекций и соединены соответственно с выходами синхронных детекторов 10(12) и 11(13}, первого индикатора 33(34) крайней плоскости. кОррекции, вход которого соединен с выходом первого сумматора

29„30), индикатора 35(36) проекции средней плоскости коррекции, вход которого соединен с вторыми входами сумматоров 29(30) и 31(32) и с выходом согласующего усилителя 23(24), второго индикатора 37(38) крайней плоскости коррекции, вход которого соединен с выходом второго. сумматора

31(32), двух компараторов 39(40) и

41(42), входы которых подключены к выходам, соответствующих сумматоров

29(30) и 31(32), а выходы представль.oт собой соответственно первый и второй выходы блока 15(16) измерения проекций, логического элемента

2ИЛИ 43(44), два входа которого соединены соответственно с выходами компараторов 39(40) и 41(42}, и логического элемента 2И-НЕ 45(46), первый вход которого соединен с выходом логического элемента 2ИПИ 43(44), выход — с вторым входом первого ана- . логового ключа 21(22), а второй вход — с вторым входом второго аналогового ключа 27(28) представляет собой третий вход блока 15(16) изме" рения проекций, блок 4/ управления, элемент 48 временной задержки, вход которого соединен с выходом олока 47 управления и с третьими входами блоков 15 и 16 измерения проекций, логический элемент ЗИ 49, первый вход которого соединен с выходом элемента

48 .временной задержки, а выход — с з 14 входом блока 47 управления, логический элемент 4ИЛИ-НЕ 50, входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами блока 15 изме" рения проекций и с первым и с вторым выходами блока 16 измерения проекций, а выход — с вторым входом логического элемента ЗИ 49, первый и второй формирователи 51 и 52, входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходом генератора 14 опорных сигналов, HS-триггер 53, R-вход которого соединен с выходом первого формирователя 51, а S-вход — с выходом второго формирователя 52, счетчик 54, R-вход которого соединен с выходом блока 47 .управления, С-вход - с выходом триггера 53, а выход — с третьим входом логического элемента ЗИ 49, и светодиод 55, подключенный к выходу счетчика 54.

Генератор 14 опорных сигналов выполнен в виде четырех датчиков 56

59 импульсов, места установки которых на раме обозначены через а, Ь, с, d. соответственно, четырех формирователей 60 — 63 импульсов, входы которых соединены соответственно с выходами датчиков 56 " 59 импульсов, и двух триггеров 64 и 65, выходы которых представляют собой выходы генератора

14 опорных сигналов, S"âõîä триггера

64 соединен с выходом формирователя

60, а R»вход — с выходом формирова- теля 62, S-вход триггера 65 соединен с выходом формирователя 61, à R-входс выходом формирователя 63Ä

Устройство работает следующим образом.

Колебания опор станка, пропорциональные дисбалансу коленчатого вала

1 в плоскости опоры, воспринимаются и преобразовываются в электрический

15092

Известно, что для одной пары синх ронных детекторов, раскладывающих сигналы на проекции по двум осям, сдвиг между опорными напряжениями равен 180 — ф, где cL- угол между осями коррекции. Если угол cL (90 датчики 56 и 57 (58 и 59) импульсов

30 в плоскости одной шатунной шейки устанавливаются под углом А, а если угол с ) 90, датчики 56 и 57 (58 и 59) импульсов в плоскости вращения одной шатунной шейки устанавливают" о ся под углом 180 - с для уменьшения зоны, занимаемой датчиками под установку. В этом случае опорный сигнал снимается с инверсного выхода соответствующего триггера 64 или 65, чем компенсируется сдвиг одного опорного сигнала при установке датчика.

Угол установки датчиков импульсов в одной паре и в другой одинаковый.Каждый из датчиков 56-59 импульсов представляет собой светоизлучатель (светодиод), светоприемник (фотодиод) и предварительный усилитель.

В момент прохождения шейки коленчатого вала над датчиком 56-59 на выходе последнего появляется импульс (фиг.2). Предположим, что на станке измеряется дисбаланс коленчатого вала рядного двигателя внутреннего сгорания (например, коленчатый вал легкового автомобиля). Шатурные шейки (первая и вторая) у таких коленчатых валов сдвинуты на 180 . Для получения одного опорного сигнала используются два датчика импульсов, которые расположены под разными шатунными шейками и в одной плоскости, проходящей через ось вращения коленчатого вала и точки а и с. Датчики 56-59 устанавливаются на раму, связывающую опоры балансировочного станка, которая при врасигнал датчиком 4(5) дисбаланса, связанным с опорой балансировочного станка. С помощью сумматоров 6 и 7 производится разделение плоскостей коррекции, совпадающих с крайними . противовесами. Выходной сигнал входного сумматора 6(7) усиливается и фильтруется от помех усилителем 8(9) и раскладывается на проекции в косоугольной системе координат с помощью синхронных детекторов 10(11) и 12(13), на управляющие входы которых приходят сдвинутые одно относительно другого выхоцные напряжения генератора

14 опорных сигналов.

SS щении вала колеблется на опорах вместе с ним, чем достигается постоянное положение датчиков 56-59 относительно оси вращения балансируемого коленчатого вала и, как следствие, ста" бильность формируемых опорных сигна" лов.

Выходные напряжения синхронных детекторов 10-13, пропорциональные проекциям дисбаланса в крайних плоскостях коррекции, измеряются и запоминаются индикаторами 33 и 37 проекций для осевой плоскости х и индикаторами 34 и. 38 проекции для осевой плоскости у. Каждый иэ индикаторов 33-38

1415092 проекций представляет собой аналоговые запоминающие устройства со стрелочным прибором при выходе. Если в

Процессе измерения проекций дисбаланса в крайних плоскостях коррекции коленчатого вала, совпадающих с плосКостями крайних противовесов, получаются только положительные знаки проакций (направление обозначено знаком +" на осевых плоскостях коррекции), т.е. дисбаланс может быть скорректирован в крайних противовесах, задача балансировки в этом случае сводится балансировке коленчатого вала с

Двумя плоскостями коррекции, и кор рекция дисбаланса такого коленчатого фала производится по результатам из Мерения, запоминаемых индикаторами, 33 37, 34 и 38 проекции.

Отрицательные проекции, совпадаю1 ие с направлением среднего противоэеса коленчатого вала, требуют пере-! счета сигналов, пропорциональных про,екциям дисбаланса в крайних плоскостях коррекции, так как корректиро, вать отрицательную проекцию дисбалан-., ca в крайней плоскости невозможно ,:иэ-за î- ñóòñòâèÿ материала,,В случае

;получения на одном из индикаторов .проекций, относящихся к общей осевой плоскости коррекции, например х, от,рицательного значения проекции дисбаланса, что соответствует например, отрицательной полярности напряжения на выходе синхронно"o детектора 10 и

11, срабатывает один из компараторов

39 или 41, порог срабатывания кото" рых равен отрицательному напряжению, определяемому остаточным дисбалансом балансируемого коленчатого вала, и настраивается при наладке станка.При срабатывании одного из компараторов

39 или 41 на одном из входом логического элемента 2ИЛИ 43 появляется высокий уровень напряжения, который с его выхода 43 поступает на первый вход логического элемента 2И-НЕ 45.

На второй вход этого элемента посту" пает высокий уровень с выхода блока

47 управления, который формирует команду на начало измерения, По команде с выхода блока 4? управления эак" рывается аналоговый ключ 27, который шунтирует выход интегратора 25. Одновременно при наличии двух высоких уровней на входе логического элемента 2И-НЕ 45 на его выходе появляет" ся низкий уровень напряжения, кото" рый поступает на управ. яющий вход первого аналогового ключа 21, открывает его, источник 19 постоянного тока оказывается подключенным к интег5 ратору 25, напряжение на входе согласующего усилителя 23 возрастает от нуля (интегратор до этого был эашунтирован) 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 уменьшается по абсолютной

;величине, а положительная возрастает (рассматривая случай, когда по результатам измерения в крайних плоскостях коррекции в осевой плоскости х получаются разнопог ярные проекции) .

Одчовременно появляются показания на индикаторе 35 проекций средней плоскости коррекции., В тот момент, когда уровень сигнала отрицательной проекции cTGHoBHTcH меньше по абсолютной величине порога срабатывания компаратора, на выходе последнего появ" ляется низкий уровень напряжения (логический "С"), а на выходе логического элемента 2И-НЕ 45 — высокий уро- вень (логическая "1")„ который закрывает аналоговый ключ 21. Источник 19 постоянного тока оказывается отклю" ченным от интегратора 25, и нарастание напряжения положительной полярности на вторых входах сумматоров 29 и 31 прекращается, В этот момент вре" мени индикатор, который ранее показывал положительную проекцию, пока" жет сумму абсолютных значений положительной и отрицательной проекций, а индикатор 35 средней плоскости коррекции " удвоенное значение отрица" тельной проекции, что соответствует пересчету дисбаланса в крайних плос-. костях коррекции на дисбаланс ".крайняя - средняя" плоскости коррекции.

При отсутствии отрицат=-льных значений на индикаторах 33, 34, 37 и 38 на выходе логического элемента

4ИЛИ-НЕ 50 появляется высокий уровень, который поступает на вход лосс гического элемента ЗИ 49.

В процессе измерения дисбаланса при правильной работе генератора 144 опорных сигналов на выходах форми1415092

8 рователей 51 и 52 импульсов, представляющих собой дифференцирующие

RC-цепочки, формируются импульсы (фиг.2),поступающие на входы триггера 53 RS-типа, выходной сигнал кото5 рого, пропорциональный частоте вращения коленчатого вала 1, поступает на счетный вход счетчика 54, представляющего собой счетчик по модулю и любой реализации, инверсный выход которого соединен с входом разрешения записи. Коэффициент и деления счетчика выбирается иэ соотношения n < 7 f где 7 — время задержки элемента 48, а f — частота вращения коленчатого. вала 1. В данном случае принимается п=8, Таким образом, через восемь оборотов коленчатого вала 1 на выходе счетчика 54 включится высокий уровень напряжения,.который поступит на третий вход логического элемента ЗИ и

49 и зажигает светодиод 55. По истечении выдержки времени, определяемой элементом 48 временной задержки и необходимой для измерения параметров дисбаланса, на второй вход логического элемента ЗИ 49 поступает также высокий уровень, и с его выхода 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 индикаторов 33 — 38 проекций отключаются (эти связи на схеме не показаны), сохраняя показания до следующего цикла балансировки. Если один из датчиков 56 - 59 неисправен, к окончанию времени измерения на выходе счетчика

54 не появится высокий уровень напря" жения, и не поступит команда об окончании измерения. Оператор станка получит информацию о причинах неисправности с помощью светодиода 55.

Таким образом, повышается надежность работы измерительного устройства путем диагностирования работы одного из основных узлов измерительной схемы и облегчается поиск неис" правностей в процессе эксплуатации.

Формула и э о б р е т е н и я

Измерительное устройство к балансировочному станку, содержащее два входных блока, четыре синхронных детектора, первые входы первого и третьего из которых соединены между собой и с выходом первого входного блока, а первые входы второго и четвертого синхронных детекторов — между собой и с выходом второго входного блока, генератор опорных сигналов, .первый выход которого соединен с вторыми входами первого и второго синхронных детекторов, а второй — с вторыми входами третьего и четвертого синхронных детекторов, два блока измерения проекций, первые входы которых соединены соответственно с выходами первого и третьего синхронных детекторов, а вторые " соответственно.с выходами второго и четвертого синхронных детекторов, логический элемент 4ИЛИ-НЕ, входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами первого блока измерения проекций и с первым и вторым выходами второго блока измерения проекций, элемент временной задержки и блок управления, выход которого соединен с третьими входами обоих блоков измерения проекций и входом элемента временной задержки, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено двумя формирователями, входы которых соединены с соответствующими выходами генератора опорных сигналов, RS-триггером, R-вход которого соединен с выходом первого, а S-вход — с выходом второго формирователя, счетчиком, R-вход которого соединен с выходом блока управления, а С-вход— с выходом RS-триггера, логическим элементом ЗИ, входы которого соединены соответственно с выходами элемента временной задержки, логического элемента 4ИЛИ-НЕ и счетчика, а выход — с входом блока управления, и светодиодом, подключенным к выходу счетчика..1415092

Составитель Ю.Круглов

Техред N.Ходанич

Корректор М, Ц!ароши

Редактор Н.Рогулич

Заказ 3863/38

Тираж 847 Подписное

BIIHHIIII Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Г!роизводственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектн",ÿ, 4