Измерительное устройство к балансировочному станку

 

Изобретение относится к балансировочной те.хнике. Цель изобретения - новышение производительности за счет оптимального выбора осей коррекции, что приводит к увеличению количества годных для коррекции роторов. Регистратор 28 значения дисбаланса, соединенный с вы.ходом схемы 1 фильтрации, оценивает необходимость коррекции. Регистраторы 32 и 33 составляющих дисбаланса определяют величины масс, устанавливаемых по осям коррекции. Контроль нахождения осей коррекции напротив корректирующей позиции определяется регистраторами 26 и 27 фазы. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК дц4 G01М1 22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4181459/25-28 (22) 14.01.87 (46) 30.08.88. Бюл. № 32 (71) Минское станкостроительное производственное объединение им. Октябрьской революции (72) В. А. Малыгин и Н. В. Политаев (53) 620.1.05:521.382 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1270595, кл. G 01 М 1/22, 1985.

Авторское свидетельство СССР № !320670, кл. G 01 М 1/22, 1985.

„„SU„„1420418 A 1 (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРО1т1СТВО К

БАЛАНСИРОВОЧНОМУ СТАНКУ (57) Изобретение относится к балансировочной технике. Цель изобретения — — повышение производительности за счет оптимального выбора осей коррекции, что приводит к увеличению количества го. Ilblx для коррекции роторов. Регистратор 28 значения дисбаланса, соединенный с выходом схемы 1 фильтрации, оценивает необходимость коррекции. Регистраторы 32 и ЗЗ составляюгцих дисбаланса определяют величины масс, устанавливаемых по осям коррекции.

Контроль нахождения оссН коррекции напротив корректирующей позиции определяется регистраторами 26 и 27 фазы. 5 ил.

1420418

10

Изобретение относится к балансировочной технике и может быть использовано в балансировочных станках, станках-автоматах и автоматических линиях при балансировке роторов с симметрично расположенными относительно центра вращения местами, разрешенными для коррекции.

Цель изобретения — повышение производительности за счет оптимального выбора осей коррекции, что приводит к увеличеHHlG количества годных для коррекции роторов.

На фиг. 1 представлена структурная cxeIIa измерительного устройства к балансировочному станку; на фиг. 2, 3 — векторные диаграммы; где D обозначено максимальное значение составляющей дисбаланса;  — — вектор. начального дисбаланса;

Рл и Э и — составляющие дисбаланса;

Хл и Хв — оси измерительной косоугольной системы координат; 1--18 - — номера осей коррекции; сс — — центральный угол между осями Хл и Хв измерительной косоугольной системы координат; — центральный угол между ближайшими осями коррекции; на фиг. 4 — временные диаграммы, числа, стоящие у начала каждой из осей ординат, указывают номер элемента структурной схемы на фиг. 1, осям векторной диаграммы на фиг. 3 соответствуют положительные перепады импульсов на временных диаграммах фиг. 4 (при вращеНии плоскости, в которой расположена векторная диаграмма против часовой стрелки с круговой частотой а).

Измерительное устройство к балансировочному станку содержит схему 1 фильтрации, соединенные соответственно с ее первым и Hòîðûì входами вибродатчик 2 и датчик 3 фазы, генератор 4 несущей частоты, первый выход которого соединен с первым входом датчика 3 фазы и третьим входом схемы фильтрации, а второй — с вторым входом датчика 3 фазы и четвертым входом схемы 1 фильтрации, схему 5 привязки, формирователь 6 сигнала осей коррекции, црвый и второй входы которого соединены

<оо! âåTñòâåíIIo с первым и третьим выходами генератора 4 несущей частоты, первый и второй элементы 7 и 8 синхронной задержки. первые входы которых соединены с выходом формирователя 6 сигнала осей коррекции и первым входом схемы 5 привязки, выход которой соединен со вторым входом первого элемента 7 синхронной задержки, и схему 9 измерения параметров дис63;I3IIc3, первый, второй, третий, четвертый и пятый входы которой соединены сооТветственно с выходом схемы 1 фильтрации сигнала дисбаланса и вторым входом схемы 5 привязки, выходом дагчпка 3 фазы, третьим выходо4 генератора 4 несущей частоты и выходами соответственно первого и второго элементов 7 и 8 синхронной çà15

20 25

55 держки, а выход — cc вторым входом второго элемента 8 синхронной задержки.

Формирователь 6 сигнала осей коррекции выполнен в виде программатора 10, последовательно соединенных одновибратора

11, вход которого представляет собой первый вход формирователя 6 сигнала осей коррекции, укорачивающей цепочки 12 и соединенного R-входом счетчика 13, Sn-вход которого соединен с программатором 10, а

С-вход и выход представляют собой соответственно второй вход и выход формирователя 6 сигнала осей коррекции.

Схема 5 привязки выполнена в виде формирователя 14 и соединенного с ним D-входом триггера 15, вход формирователя 14, С-вход и выход триггера 15 представляет собой соответственно второй и первый входы и выход схемы 5 привязки.

Схема 9 измерения параметров дисбаланса вьшопнена в виде первого и второго счетчиков 16 и 17 первого и второго счетчиков 18 и 19 Джонсона, С-входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго счетчиков 16 и 17, последовательно соединенных укорачивающей цепочки 20 и логического элемента 21, 2И, выход которого соединен с R-входами счетчиков !6 и 17 и счетчиков Джонсона 18 и 19, последовательно соединенных первого логического элемента 22 2И вЂ” HE, первый вход которого соединен с первым выходом первого счетчика Джонсона 18, синхронного одновибратора 23 и второго логического элемента 24 2И вЂ” НЕ, второй вход которого соединен с выходом первого логического элемента 22 2И вЂ” HE, а выход — с СЕ-входом второго счетчика 17, блока 25 управления, соединенного со вторым входом логического элемента 21 2И и ST-входом синхронного одновибратора 23, двух регистраторов фазы 26 и 27, подключенных первыми входами к первым выходам соответствующих счетчиков Джонсона 18 и 19, регистратора 28 значения дисбаланса, аттенюатора

29, двух фазовых детекторов 30 и 31, первые входы которых соединены с выходом аттенюатора 29, а вторые входы — соответственно с вторыми выходами второго и первого счетчиков 18 и 19 Джонсона и соединенных с выходами фазовых детекторов

30 и 31 двух регистраторов 32 и ЗЗ составляющих дисбаланса, соединенные между собой входы регистратора 28 значения дисбаланса и аттенюатора 29 представляют сооой первый вход схемы 9 измерения параметров дисбаланса, соединенные между собой вторые входы регистраторов 26 и 27 фазы — второй вход, соединенные между собой С-входы счетчиков 16 и 17 — третий вход, вход укорачивающей цепочки 20 — четвертый вход, второй вход первого логического элемента 22 2И вЂ” НŠ— пятый вход, а первый выход первого счетчика Джонсон 18—

1420418

1О

Схема 5 привязки предназначена для определения ближайшей, следующей во времени 3а вектором дисбаланса D оси, разрешенной для коррекции (см. ось 5 на фиг. 3) и формирования соответствующих этой оси положительных перепадов выходного сигнала (см. временную диаграмму 5 на фиг. 5).

Для этого на С-вход триггера 5 поступают импульсы, соответствующие осям коррекции, а на 0-вход — импульсы, положительные перепады которых соответствуют вектору дисбаланса D. Эти импульсы выраоатывает входящий в состав схемы 5 привязки формирователь 14.

Элемент 7 синхронной задержки должен обеспечить сдвиг выходного сигнала схемы ауол 2 P,где(! в Вэо

i — 1 а, случае формируемйе в схеме 9 йзмерения параметров дисбаланса оси Х, Хв измерительной системы коордипат будут расположены симметрично относительно сектора, образованного ближайшими к вектору дисбаланса D осями, разрешенными для коррекции. Для указанного сдвига на тактовый вход элемента 7 синхронной задержки по- 25 даются импульсы, соответствующие осям коррекции, угол между которыми равен р.

Положительные перепады выходных импульсов элемента 7 синхронной задержки преобразуются укорачивающей цепочкой 20 в короткие импульсы, обеспечивающие синхронизацию по R-входам счетчиков 16 и 17 и счетчиков 18 и 19 Джонсона. Результирующий модуль пересчета счетчика 6(17) и счетчика 8 (19) Джонсона выбирается равным отношению частот тактирующих импульсов на С-входе счетчика 16(17) и синхронизирующих импульсов несущей час готы на

R-входах. Поэтому на каждом из четырех выходов счетчика 18(19) Джонсона выделяются импульсы несущей частоты типа меандр с взаимным сдвигом фаз 90 .

Таким образом до поступления комайды с блока 25 управления на первом выходе счетчика 18 Джонсона формируются импульсы, положительные перепады которых соответствуют оси Хх. Этот сигнал поступает на вторые входы элемента 8 синхронной задерж ки и логического элемента 22 2И вЂ” НЕ.

Элемент 8 синхронной задержки обеспечивает задержку сигнала Хл на угол сс = Мр.

Для этого на его тактовый вход поступают выходные импузьсы формирователя 6 осей коррекции с интервалом между ними, соответствующим углу р, а задержка выбирается равной и тактов. Г!ри этом на выхо;tc логического элемента 22 2И вЂ” НЕ формируются импульсы частоты (0, длительность нулевого ypottttst которых соответствует углу и=== Х! (cM. временную диа гра мму 9 на фиг. 5).

После переключения схемы 1 фильтрации сигнала дисбаланса в режим хранения (по цепи, не указанной на фиг. 1) блок 25 управления вырабатывает в виде «О» команду, которая поступает на второй вход логического элемента 21 2И и ST-вход синхронного одновибратора 23. При этом логический элемент 21 2И блокирует прохождение импульсов синхронизации на R-входы счетчиков 16, 17 и счетчиков Джонсона 18 и 19, что переводит их в режим динамического хранения фазы. Одновременно синхронный одновибратор 23 генерирует одиночный импульс, длительность которого определяется периодом повторения отрицательных перепадов сигнала, поступающего на его

С-вход и на второй вход логического элемента 24 2И вЂ” НЕ, т.е. периодом несущей частоты. При этом на выходе логического элемента 24 2И вЂ” НЕ выделяется одиночный импульс нулевого уровня, блокирующий по

СЕ-входу (входу разрешения счета) счетчик 17 на интервал времени, который соответствует углу 2л — м. В результате фаза импульс на первом выходе счетчика Джонсона 19 сдвигается по отношению к сигналу Хх на угол 2л--а и соответствует оси ХВ.

Таким образом, после выдачи команды блоком 25 упра вления периода несущей частоты на выходах счетчиков Джонсона

I8 и 19 устанавливаются сигналы, соответствующие осям Хх и Хв. Сигналы Х«и

Х. используются для отыскания составляющих D и Dtt на роторе с помощью регистраторов 26 и 27 фазы. Сигналы Хх (270 ) и XB (90 ) используются в качестве опорных для измерения значения составляющих Dë и Ьв

Балансировка роторов с использованием устройства осуществляется в следующей последовательности.

Включают вращение через интервал времени, достаточный для установления переходных процессов в схеме 1 фильтрации сигнала дисбаланса, устрейство переключается в режим хранения информации и вращение балансируемого ротора выключается.

После этого регистратор 28 значения дисбаланса используется для оценки необходимости корректировки дисбаланса (путем сравнения значения дисбаланса с допустимой для данного ротора величиной), а регистраторы 32 и 33 составляющих дисбаланса— для определения величины корректирующей массы, которую нужно устранить или внести (в зависимости от выбранного метода коррекции) по каждой из двух осей Хх и Хв. Вращая ротор (вручную или автоматически), контролируют момент нахождения осей Хх или Хв напротив корректирующей позиции или указателя с помощью регистраторов

26 и 27 фазы.

Измерительное устройство к балансировочному станку обеспечивает измерение сос1420418 выход схемы 9 измерения параметров дисбаланса.

Первый и второй элементы 7 и 8 синхронной задержки могут быть выполнены, например, в виде сдвиговых регистров.

Устройство работает следующим образом.

Измерение составляющих дисбаланса в косоугольной системе координат основано на фазовом детектировании предварительно отфильтрованного и перенесенного на несущую частоту с) сигнала дисбаланса.

Фильтрация сигнала дисбаланса, выделяющегося на выходе вибродатчика 2 при вращении балансируемого ротора (на фиг. 1 Ilp показан) с частотой (), осуществляется «хемой фильтрации. Опорный сигнал поступает на второй вход схемы 1 фильтрации с датчика 3 фазы, ротор которого кинем»тически связан с балансируемым ротором.

Используемый в качестве датчика 3 фазы вращающийся трансформатор или сельснн ра ботает в режиме фазовращателя, для ч«го на его входы поступают многофазные (двухфазные — — если используется врап(яющийся трансформатор и трехфазные -- если сельсин) сигналы, вырабатываемые генератором 4 несущей частоты, последний также питает ортогональными сигналами несущей частоты схему 1 фильтрации, на выходе которой выделяегся гармонический сипгал частоты с(?, амп,:1 у (» и фаза которого несут информацию о значен !и !i у>.лс вектора дисбаланса. Регистр»тор 28 Bhà.ения дисбаяянса осуществляет индикацию значения дисбаланса или (и) преобразование значения дисбаланса в дискретную форму при автоматизации процесса балансировки.

Для измерения составляющих D» и Р>! (расположенных на осях Х» и Хв), преобразованный на несущую частоту 0) сигнал дисбаланса через аттен!оатор 29, учитывающий коэффициент --,„-, поступает на инфор1 мационные входы фазовых детекторов 30 и

3! . На вторые входы фазовых. детекторов

30 и 31 посту г!ают опорные сигналы, соответствующие осям Х» (270 ) и Хв (90 ).

Эти сигналы формируются счетчиками Джонсона 8 и 19.

Постоянные напряжения, пропорциональные значениям составляющих дисбаланса

D» и Dii, с выходов фазовых детекторов 30 i 31 >остх п»к т íа регистраторы 32 и 33 - составляющих дисбаланса для индикации или для преобразования в дискретную форму при автоматизации Ilpoцесса балансировки.

Отыскание составля)ощих 1)» и Df>»H» балансируемом роторе осуществляется путем сравнения фаз сигнала углового положения ротора, формируемого датчиком 3 фазы и сигналов, cooTBCT«TByIOI)снх осям Х . и Х«измерительной косоугольной системы координат, на когорых располявг!яю1О

4 шие дисбаланса D» и Di!. Для этого сигнал уг:с вого положеH!151 ротора, нр«вставляющий собой сину«он,(у несущей частоты (d1, поступает с датчика 3 фазы на (втгрые) входы регистраторов 26 и 27 фазы. На их первые входы подаются прямоугольные импульсы несущей частоты (>, фаза положительных,!ерепадов ко горы х cooTB(.T«TBx eт осям Х» H Xf- . В результате поиск составляющих - 1). и D«ня р >торс прои)в(> > Hтс51 пх тс м II0BGpo 3 бя 13 H(lip»BI>Iocо тора (жестко связанного с ротором датчика 3 фазы) дo coBII»денни фаз сигналов на вход»х регистраторов 26 и 27 (поочередно) . (IpH BTO) H(HO»>(!51 COCT3 B, I 51 I(>ILJ 3H (1)»

ll, IIl D>>) Оу,> Т на : Очи гь«Я >1(>11 ротliB:13Kp(ll, 1(>HHOI О Нсп Двнжи:.» i» (. > >>I!HI!«Х Каза fE. .1ß или сверлил:ной г<хн>в.и.

Возможность >> с 1 . И(? яки > к(>зяте, Iя или св(п>1и.lыlой I О„.lоики 11 1;!?(>изв0„11>но)! хlс«т< может быть об««ll("I< II», >»пр>,мер, вкл!с>чением ня выходе (хемы фи II.Tp»IIIII! сигналя дисбаланса, рс гулируемого фязовра>цателя.

РассмотРим IIPOI!«фоР >IIIPoB»IIHH ruríà loв, соответствуюп(их осям H!i бялянсируемом роторе, необходимы M дл и из мереil H 51 значений составляюнсих Р» и Df) и отыскания их на роторе.

Формирователь 6 сигнала осей коррекции вырабатывает сипи... являк?щийся электрическим аналогом осей коррекции ня роторе.

Этот сигнал представляет собой прямоугольные импульсы типа мсандр, число которых в периоде несу!HBH частоты равно числу осей коррекции, а фазы их положительных перепадов относительно сигнала, пиTBK!Illåãî первый вход датчика 3 фазы, соответствует угловому положению cH«Te»si осей К на бялансируемом роторе Формирование сигнала с частотой К, (где К = — число осей

?60 коррекции на роторе) oc)>!цествляется, н3пример, счетчиком 13, модуль счета п которого задается по S„-входу (входу предварителы!ой установки счетчика в состояние, соответствующее числу и) программатором 10. При соотношснии ч !«тот на втором и третьем выходах генератора 3 несущей частоты равном, например 360, значение числ.ННо равно углу ()l выраженному в градусах.

На фиг. 2 и 3 приведен пример .! IH угла !

? = 20 .

Фаза выходных импульсoB счетчика 13

ОирЕдЕЛяЕтея фаЗОй ИМПуЛЬ(ОВ На ЕГО !С-ВХОде, которые фор»!Иру!Ог«5: укора >ива!Ощей цепочкой 12 по cli3Tó имн",>,cов. вырабатываемых одновибрятором 11. Из)зс пение д, ilf тельностн импульсов <>ñ.iioBH< р» гоо» 11 T iк и »1 Образом позво. I лс Г; (! -! f«>!!i: > 1, фс!<>, c!i f на.l» ч»«тоты K((>, c(>i>i »c г«-:B к)ш I! уг.>оно?! > IIO,1О.ЕСI1И К) O«(ll, 1 .(. .!. illÑ".IIII I !, 1ß Ко>! рекцни на оал»11;пру смо?! p(>-<»к тавляющих дисбаланса в косоугольной системе координат с центральным углом . между ее осями, кратным центральному углу между осями коррекции. Г1ри этом ориентация измерительной системы координат осуществляется всегда таким образом, что ее оси распо |агаются симметрично относительно сектора, образованного осями коррекции, бли>кайшими к вектору дисбаланса.

Это свойство устройства позволяет повысить значение максимального начального дисбаланса ротора, который может быть скорректирован и соответственно повысить выход годных деталей.

Фор чула изобретения

Измерительное устройство к балансировочному станку, содержащее схему фильтрации, соединенные соответственно с ее первым и вторым входами вибродатчик и датчик фазы, генератор несущей частоты, первый вход которого соединен с первым входом датчика фазы и третьим входом схемы фильтрации, а второй — с вторым входом датчика фазы и четвертым входом схемы фильтрации, схему привязки, формирователь сигнала осей коррекции, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и третьим выходами генератора несущей частоты, а выход — с первым входом схемы привязки, и схему измерения па10 раметров дисбаланса, первый выход которой соединен с выходом схемы фильтрации и вторым входом схемы привязки, второй— с выходом датчика фазы, а третий с третьим выходом генератора несущеи .астоты, отличающееся тем, что, с целью по15 вышения производитсльности оНо снаож(»o первым и вторым элементами синхронной задержки, первые входы которых сос»»l«llhl с выходом формирователя «нгн»л» осей коррекции, вторые — — соответствен»о с выходами схемы привязки и схемы измерения

20 параметров дисбаланса, а выходы соответственно с четвертым и пятым вход»ми «хомы измерения параметров дисб»л»нс».!

420418 хв

ro

18

15 1Ф (Qua. 4 б

1Ф и

7 и

20 и

18(0 и

9 и ю(о

Составитель Ю. Круглов

1зедактор Л. Долинич Техред И. Верес Корректор О. Кравцова

Заказ 4320!45 Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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