Устройство для балансировки при нестабильной частоте вращения

 

Изобретение относится к балансировочной технике. Цель изобретения - повышение точности за счет исключения влияния погрешностей изготовления посадочных поверхностей. Сигналы с преобразователя 1 и датчика 13 начала отсчета поступают на входы блока 14 обработки, а оттуда в блок 17 индикации. Измерения проводятся в ручном и автоматическомрежимах в положениях "тарировка" и "измерение". Переходы режимов осуществляются с помощью переменных резисторов 11 и 12, переходы положений - с помощью коммутаторов 3,6 и 15, управляемых синхронизатором 10. Информация при переходе из положения "измерение" в положение "тарировка" хранится в блоках 7 и 16 памяти. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

n91 !!» :

А1 (51) 5 С 1 22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ.И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (2 ) 4422318/25-28 (22) 10.05.88 (46) 15,03,90. Бюл. 1> 10 (7!) Украинский заочный политехнический институт им. И.З.Соколова .(72) В,В.Рапин . (53) 620.1;05:531.382(088. 8) (56) Приборы и системы для измерения вибрации шума и удара/Под ред.

В.В.Клюева, И.: Иашиностроение, 1978, т, 2, с..132.

Там же, т. 2, с. 134, рис. 15. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БАЛАНСИРОВКИ ПРИ

НЕСТАБИЛЬНОЙ ЧАСТОТЕ ВРАПЕНИЛ (57) Изобретение относится к балансировочной технике. Цель изобретения—

2 повышение точности за счет исключения влияния погрешностей изготовления посадочных поверхностей. Сигналы с преобразователя 1 и датчика 13 начала отсчета поступают на входы блока 14 обработки, а оттуда в блок 17 индикации. Измерения проводятся в ручном и автоматическом режимах в положениях

"Тарировка" и "Измерение".. Переходы. режимов осуществляются с помощью переменных резисторов 11 и 12, переходы положений — с помощью коммутаторов 3, 6 и 15, управляемых синхронизатором

10. Информация пои переходе из положения "Измерение в голожение "Тарировка" хранится н блоках 7 и 16 памяти ° 1 ил.

1550346

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для измерения величины неуравновешенности и ее углового положения и может ис5 пользоваться в различных отраслях народного хозяйства для балансировки машин и узлов в сборе с собственным приводом, например, поршневых двигателей или карданных валов непосредст- 10 венно на автомобиле.

Цель .изобретения — повьппение точности за счет исключения влияния погрешностей изготовления посадочных поверхностей, приводящего к появлению дополнительных динамических погрешностей.

На чертеже представлена блок-схема устройств а.

Устройство содержит последователь- 20 но соединенные преобразователь 1, первый перестраиваемый фильтр 2, первый коммутатор 3, второй вход которого соединен с выходом преобразовате:.ля 1, второй перестраиваемый фильтр 4,25 фазовый детектор 5, второй вход которого соединен с выходом первого коммутатора 3, второй коммутатор 6, первый блок 7 памяти, регулируемый резистор

8, переключатель 9 и синхронизатор 10,30 первый и второй переменные резисторы

11 и 12, связанные соответственно с первым перестраиваемым фильтром 2 и переключателем 9, выход которого соединен с управляющим входом второго перестраиваемого фильтра 4, и йоследовательно соединенные датчик 13 начала отсчета, блок 14 обработки, второй вход которого соединен с выходом второго перестраиваемого фильтра 4, третий коммутатор 15, второй вход ко40 торого соединен с третьим входом первого коммутатора 3, вторым входом второго коммутатора 6 и выходом синхронизатора 10, второй блок 16 памяти и блок 17 индикации, 45

Устройство работает следующим образом.

Непостоянство частоты вращения не только в процессе измерения, но и от пуска к пуску для различных экземпля- 50 ров балансируемых изделий не позволяет использовать фильтры .с фиксированной частотой настройки для обработки сигнала преобразователя 1 из-за наличия фазовых сдвигов, зависящих or частоты сигнала. Дпя исключения этого явления в предлагаемом устройстве предусмотрено два рода работы — ручной и автоматический, Прн автоматической работе вначале осуществляется измерение и устранение фазовых сдви" гов (режим "Тарировка"), а затем определение величины неуравновешенности и ее углового положения (режим "Измерение"). Данные режима автоматически чередуются с частотой, задаваемой синхронизатором 10. Во избежание появления фазовых сдвигов при переходе из режима "Тарировка в режим "Измеfl рение частоты сигналов в этих режимах должны быть равными. Неравенство этих частот, даже небольшое, вызывает существенные ошибки в определении углового положения неуравновешенности, что обусловлено значительной крутизной фазочастотной характеристики перестраиваемого фильтра 4, Тарировочный сигнал должен быть синусоидальным, поскольку в этом случае можно точно измерить фазовый сдвиг.

Требование точного равенства частоты тарировочного сигнала частоте вращения вала при балансировке говорит о том, что первый должен быть сформирован из полезного сигнала преобразователя .1, т.е. путем фильтрации из него выделяется первая гармоническая составляющая и по ней производится настройка всего измерительного устройства. В процессе обработки первым перестраиваемым фильтром 2 тарировочный сигнал получает фазовый сдвиг -по отношению к первой гармонической составляющей сигнала датчика 1, обусловленный фазочастотной характеристикой этого фильтра. Однако это не имеет значения, поскольку полученный сигнал служит только для измерения и устранения фазовых сдвигов в цепях измерительного устройства.

После тарировки осуществляется измерение углового положения и определение величины неуравновешенности.

Операции пТарировка" и Измерение" следуют одна за другой и занимают короткий промежуток времени, .в течение которого частота вращения остается неизменной. Последнее условие является решающим при выборе частоты сигнала синхронизатора 10, В разработанном устройстве при частотах вращения порядка 2000-4000 об/мин она равнялась 1 Гц.

Таким образом, в режиме "Тарирови ка си гнал с выхода пер естр аив аемо го фильтра 2 поступает через коммутатор ности и ее угловом положении, полученной в процессе измерения в течение. последующего процесса тарировки. В качестве коммутаторов использовались отдельные группы контактов одного реле. Г-образные RC-фильтры использовались как блоки 7 и 16 памяти. Это стало возможным благодаря отключению их входов коммутаторами 6 и 12 и связи выходов этих фильтров с каскадами с большим входным сопротивлением, Синхронизатор 10 представляет собой, например, мультивибратор, генерирующий сигнал с частотой 1 Гц, и питающий обмотку реле, Последнее и обеспечивает смену режимов "Измерение и

"Тарировка . Чередование режимов работы измерительного устройства позволяет осуществить слежение за изменяющейся частотой вращения и произвести измерение углового положения неуравновешенности и ее величины. Для обеспечения работы устройства в автоматическом Режиме необходимо обеспечить попадание сигнала преобразователя в полосу пропускания перестраиваемых фильтров 2 и 4. Дпя этого и существует ручной режим работы, В этом случае с помощью переключателя 9 к входу управления перестраиваемого фильтра

4 подключается второй переменный резистор 12, спаренный с первым переменным резистором ll, Этими резисторами осуществляется изменение резонансных частот парестраиваемых фильтров 2 и 4, которые остаются приблизительно равными во всем диапазоне перестройки, и настройка на частоту сигнала преобразователя 1, Этот момент контролируется по показаниям блока 17 индикации. В ручном режиме коммутаторы .6 и 15 включены и обеспечивают прохождение сигнала. Коммутатор 3 обеспечивает прохождение сигнала с выхода фильтра 2 на вход фильтра 4, Это обеспечивается за счет соединения второго выхода переключателя

9 с входом синхронизатора 10.

После настройки с помощью переключателя 9 происходит переход в автоматический режим работы, При этом вместо второго переменного резистора R2 к управляющему входу фильтра 4 подключается регулируемый резистор 8 и цепь автоподстройки замыкается..Синхронизатор 10 начинает. работать, и с помощью коммутаторов 3, 6, 15 производится чередование режимов "Тариров155034

3 на вход второго перестраиваемого фильтра 4. Этот фильтр аналогичен первому, Входной и выходной сигналы фильтра 4 поступают на входы фазового детектора 5. Его выходное напряжение

5 пропорционально фазовому сдвигу, вносимому фильтром 4. Иа резонансной частоте этот фазовый сдвиг равен 180

Выходное напряжение фазового детектора через коммутатор 6 и блок 7 памяти воздействует на регулируемый резистор 8, в качестве которого может использоваться, например, полевой транзистор. Изменением напряжения на 15 затворе производятся изменение его сопротивления.и перестройка резонансной частоты перестраиваемого фильт— ра 4. Параметры схемы фазового детектора 5 и блока 7 памяти выбраны таким 20 образом, что происходит подстройка резонансной частоты перестраиваемого . фильтра 4 до совпадения с частотой сигнапа тарировки. После этого происходит перекпючение в режим "Измере- 25 ние". Выходной сигнал преобразователя

1 поступает через коммутатор 3 непосредственно на.вход перестраиваемого фильтра 4, Теперь случайные сдвиги фазы первой гармбники сигнала этого 30 фильтра отсутствуют, и она проходит на,вход блока 14 обработки. Туда же поступает импульс начала отсчета угла поворота вала с выхода датчика 13 начала отсчета. После совместной обработки этих сигналов .по известным алгоритмам информация о величине неуравновешенности и ее угловом положении поступает через коммутатор 15 и блок 16 памяти в блок 17 индикации, 40

Коммутатор 3 обеспечивает поступление на вход перестраиваемого фильтра 4 по очередно сигнала тарировки с выхода перестраиваемого фильтра -2 или информационного сигнала непосредственно с 45 выхода преобразователя 1 в зависимости от режима работы устройства для балансировки. Коммутатор. 6 необходим для исключения регулировки фильтра

4 в режиме измерения. Блок 7 памяти служит для запоминания величины выходного напряжения фазового детектора 5 и поддерживает его не" изменным в течение интервапа времени, соответствующего процессу измерени

Коммутатор 15 отключает выход блока

14 обработки от входа блока 16 памяти, который обеспечивает хранение информации о величине неуравновешенФормула изобретения

Составитель f0. Круглов

Редактор М.Циткина Техред М.Дидык Корректор 1!.Максимиыинец. Заказ 265 Тираж 440 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101

7 . 155034 ка" и "Измерение", Это обеспечивает отслеживание изменяющейся частоты вращения, что приводит к увеличению точности измерения углового положения и величины неуравновешенности.

По сравнению с прототипом, предлагаемое устройство позволчт осуществлять балансировку узлов и изделий в сборе с собственным приводом. Это исключает влияние погрешностей изготовления посадочных поверхностей на состояние уравновешенности движущихся деталей, которое проявляется в. виде дополнительных динамических нагру-1 5 зок, пропорциональных квадрату скоростей вращения. Это особенно важно в связи с непрерывным ростом частот вращения, что является одной из особенностей технического прогресса.

Устройство для бапансировки при нестабильной частоте вращения, содер- 25 жащее преобразователь, блок индикации и соединенные датчик начала отсчета и блок обработки, о т л и ч а ю щ е" е с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено последовательно соединенными первым перестраиваемым фильтром с первым переменным резистором, первым коммутатором, второй вход которого еоединен с выходом преобразователя и входом первого перестраиваемого фильтра, вторым пере,страиваемым фильтром, выход которого соединен с вторым входом блока обра1 ботки, фазовым детектором, второй вход которого соединен с выходом первого коммутатора, вторым коммутатором, первым блоком памяти, регулируемым резистором и переключателем с вторым переменным резистором, выход переключателя соединен с управляющим входом второго перестраиваемого фильтра, соединенным третьим коммутатором, вход которого соединен блоком обработки, и вторым блоком памяти, выход которого соединен с блоком индикации, и синхронизатором, вход которого соединен с выходом переключателя, а выход — с третьим входом первого коммутатора н вторыми входами второго и третьего коммутаторов„