Устройство для измерения радиального отклонения прецессирующего вала

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в машиностроении. Цель изобретения - повышение точности измерения. Цель достигается за счет устранения влияния нестабильности формы и размеров вала, а также нестабильности расстояния между датчиками перемещения на результат измерения. При равенстве сигналов третьей 9 и четвертой 10 схем измерения срабатывает схема 20 совпадения, открывая управляемые ключи 13, 14 и 17. Сигналы первой 7 и второй 8 схем измерения поступают на входы первого блока 21 вычитания, а сигналы второй 8 и пятой 11 схем измерения поступают на входы второго блока 22 вычитания, с выхода которого, а также с выхода первого блока 21 вычитания сигналы поступают на входы первого блока 23 деления. Сигналы первой 7 и пятой 11 схем измерения поступают на входы второго блока 24 деления, с выхода которого, а также с выхода первого блока 23 деления и блока 26 памяти сигналы поступают на входы блока 25 умножения. В это время ключи 15, 16, и 18 закрыты и сигналы на блоки 21, 22 вычитания и блоки 23, 24 деления не поступают. Когда же расстояния от первого 1 и второго 2 датчиков перемещения до поверхности контролируемого вала становятся равными, срабатывает схема 19 совпадения, открывая ключи 15, 16 и 18, через которые сигналы поступают на блоки 21, 22 вычитания, блоки 23, 24 деления и блок 25 умножения, сигнал с выхода которого не зависит от нестабильности параметров, изменения формы и размеров вала. 1 ил.

СОаа СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (53}5 С 01 В 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГосудАРст8енный номитет

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4417651/25-28 (22) 27.04.88 (46) 07.05.90. Бюл. Р 17 (75) В.H.Нестеров (53) 531.?17 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1383963, кл, С 01 В 7/00, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАДИАЛЫIОГО ОТ1ЛОНЕНИЯ IIPEIIECGIPYK)l {ЕГО

ВАЛА (57) Изобретение относится к измери-. тельной технике и может быть использовано в машиностроении. Цель изобретения — повышение точности измерения.

Цель достигается за счет устранения влияния нестабильности формы и размеров вала, а также нестабильности расстояния между датчиками перемещения на результат измерения. При ра„„80„„3 562674

2 венстве сигналов третьей 9 и четвер= той 10 схем измерения срабатывает схема 20 совпадения, открывая управляемые ключи 13, 14 и 17. Сигналы первой 7 и второй 8 схем измерения поступают на входы первого блока 21 вычитания, а сигналы второй 8 и пятой

11 схем измерения поступают на входы второго блока 22 вычитания, с выхода которого, а также с выхода первого блока 21 вычитания сигналы поступают на входы первого блока 23 деления.

Сигналы первой 7 и пятой 11 схем измерения поступают,на входы второго блока 24 деления, с выхода которого, а также с выхода первого блока 23 деления и блока 26 памяти сигналы поступают на входы блока 25 умножения. В это время ключи 15, 16 и 18 закрыты и сигналы на блоки 21, 22 вычитания и блоки 23, 24.деления не

1562674

7 а+ "х

1 а- йХ„ (2) (3) К

Y а+ ДХ 3 (4) а- ДХ

К 1З +" а „„х (5) К

Y з а+Х -аХ„

У (6) 1 а — — (Х -D)

2 о поступают. Когда же расстояния от первого 1 и второго 2 датчиков перемещения до поверхности контролируемого вала становятся равными, срабатывает схема 19 совпадения, открывая ключи 15, 16 и 18, через которые

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения радиальных отклонений валов, работающих при переменных температурах и подверженных 15 радиальным деформациям.

Целью изобретения является повьппение точности измерения, которое достигается за счет устранения влияния на результат нестабильности формы и 2б размеров вала и расстояния Х между противолежащими датчиками.

На чертеже показана блок-схема устройства для измерения радиального отклонения прецессирующего вала. 25

Устройство содержит шесть датчиков

1-6 перемещения, подключенные к схемам 7-12 измерения соответственно (выполняющим функцию согласования с датчиками перемещения), которые 3р соответственно подключены к управляющим ключам 13-18. Выходы первой

7 и второй 8 схем измерения подключены к входам первой схемы 19 совпадения, выход которой подключен к управляющим входам третьего 15, четвертого 16 и шестого 18 управляемых ключей. Выходы третьей 9 и четвертой

10 схем измерения подключены к входам второй схемы 20 совпадения, выход ко- 40 торой подключен к управляющим входам первого 13, второго 14 и пятого

17 управляемых ключей. Устройство содержит также первый 21 и второй 22 блоки вычитания, первый 23 и второй 45

24 блоки деления, блок 25 умножения и блок 26 памяти. Первый вход первого блока 21 вычитания соединен с выходами первого 13 и третьего 15 управляеMbn ключей. Второй Вхор перво о блока 50

21 вычитания соединен с выходами второго 14 и четвертого 16 управляемых ключей. Первый вход второго блока

22 вычитания соединен с выходами второго 14 и четвертого 16 управляемых ключей. Второй вход второго блока

22 вычитания соединен с выходами пятого 17 и шестого 18 управляемых ключей. Выходы первого 21 и второго 22 сигналы поступают на блоки 21, 22 вычитания, блоки 23, 24 деления и блок

25 умножения, сигнал с выхода которого не зависит от нестабильности параметров, изменения формы и размеров . вала. 1 ил. блоков вычитания подключены к входам первого блока 23 деления, выход которого подключен к входу блока 25 умножения. Первый вход второго блока 24 деления соединен с выходами первого

13 и третьего 15 управляемых ключей.

Второй вход второго блока 24 деления соединен с выходами пятого 17 и шестого 18 управляемых ключей, а выход блока 24 деления соединен с вторым входом блока 25 умножения, с которым соединен также блока 26 памяти.

Устройство работает следующим образом.

При прецессии вала сигналы на выходах схем 7-12 измерения определяются соответственно выражениями; где К вЂ” коэффициент пропорциональности, зависящей от влияющих факторов, который, вследствие идентичности датчиков перемещения и симметричности их расположения относительно объекта контроля, для всех датчиков перемещения меняется одинаково; где Х вЂ” расстояние между первым 1 и вторым 2, третьим 3 и чет2674 6 второго блока 24 деления, сигнал на выходе которого равен а +»S (10)

7 а+Х вЂ” дХ

11 х

Сигналы с выходов первого 23. и второго 24 блоков деления (9), (10) и бло" ка 26 памяти (— — ) поступают на блок

Х1

10 2

25 умножения, на выходе которого сигнал равен м

12 1З 21

22

23 — сигналы, несущие информацию 20 о радиальном отклонении вала по оси ОУ.

Когда расстояния от третьего 3 и четвертого 4 датчиков перемещения по поверхности вала равны, выражения (1) и (2) выполняются строго. Выражения (3) и (4), в свою очередь, выполняются строго, когда равны расстояния до вала от первого 1 и второго

2 датчиков перемещения. При равенстве сигналов с третьей 9 и четвертой

10 схем измерения срабатывает схема

20 совпадения, открывая первьпi 13, второй 14 и пятый 17 управляемые ключи. Сигналы с выходов первой 7 и второй 8 схем измерения поступают на входы первого блока 21 вычитания, на выходе которого появляется сигнал

2КД Хх а2 ДХ2

8 и пятой на входы на выходе

2 (а+Х + сЪ ХХ) (14)

Х1 (а+ЬХ„) (Y 2û-У. 21) (а 23 ) 2 (а+Х - d Xx)

Х„(а+ЬХ „) (9) (Y e2-Ygi ) (712 -Y15) 5 156 вертым 4 датчиками перемещения .соответственно;

D=2P. — диаметр нала, который может меняться вследствие вибрации, гармонических колебаний полых валов, термических деформаций;

Х вЂ” взаимное смещение второго 2

1 и пятого 5, четвертого 4 и шестого 6 датчиков перемещения относительно друг друга; — сигналы, несущие информацию о радиальном отклонении вала по оси ОХ;

Сигналы с выходов второй

11 схем измерения поступают второго блока 22 вычитания, которого появляется сигнал

КУ

- к — — — . (8)

"З (а-AX<) (а+Х,— Xõ) Сигналы с выходов первого 21 и второго 22 блоков вычитания поступают на входы первого блока 23 делания, сигнал на выходе которого равен

Сигналы с выходов первой 7 и пятой

11 схем измерения поступают на выходы

«У з (- „„) (11)

2 7 (7,2-7,З )

В это время третий 15, четвертый 16 и шестой 18 управляемые ключи закрыты, и сигналы с третьей 9, четвертой 10 и шестой 12 схем измерения на блоки вычитания и деления не поступают.

По мере дальнейшего движения вала первый 13, второй 14 и пятый 17 ключи закрываются. Когда расстояние от первого 1 и второго 2 датчиков перемещения до поверхности вала становятся равными, срабатывает схема 19 совпадения, открывая третий 15> четвертый

16 и шестой 18 управляемые ключи.

Через них сигналы с третьей 9 и четвертой 10 схем измерения поступают на входы первого блока 21 вычитания, на выходе которого появляется сигнал

2К ЛХч (12) а - gÕ "

Сигналы с выходов четвертой 10 и шестой 12 схем измерения поступают на входы второго блока 12 вычитания, на выходе которого появляется сигнал

Y -Y — — — „„. (13) тз (д,- )(+X 1Х )

Сигналы (12) и (13) с выходов первого

21 и второго 22 блоков вычитания поступают на входы первого блока 23 деления, сигнал на выходе которого равен

Сигналы с выходов третьей 9 и шестой

12 схем измерения поступают на входы второго блока 24 деления, на выходе которого, появляется сигнал

У2з а+ ЬХ у (15) (а+Х 1 — ЬХ у)

Сигналы с выходов первого 23 и второго 24 блоков деления и сигнал блока

1562674 х

26 памяти, равный — --, поступают на блок 25 умножения, на выходе которого появляется сигнал

Величина Х вЂ” постоянная для дан1 ной измерительной системы обеспечивается достаточно легко, вследствие небольшого ее значения по сравнению с размерами вала.

Величина дХ в соответствии с выражениями (11) и (16) определяет отклонение вала в результате прецессии в направлениях взаимно перпендикулярных осей координат ОХ и ОУ соответственно и не зависит от изменения под действием влияющих факторов коэффициентов К, нестабильности параметра а, зависящего от изменения формы и размеров вала, расстояния Хо между противолежащими датчиками. 25

Технико-экономическая эффективность применения предлагаемого изобретения в следующем. Первичные преобразователи отклонений прецессирующих валов турбин работают при высоких б температурах. Полые валы подвержены гармоническим колебаниям, вибрациям, приводящим к изменениям их радиальной формы и размеров. По этой причине могут возникать значительные погрешности измерения.

Применение предлагаемого изобретения позволит значительно повысить точность измерения отклонений прецессирующих полых валов, подверженных высоким вибрациям, температурным деформациям и температурным ударам, например, в турбостроении, двигателестроении и т.д.

Формула изобретения

Устройство для измерения радиального отклонения прецессирующего вала, содержащее четыре датчика перемещения, устанавливаемые над поверхностью вала в одной плоскости на одинаковом расстоянии один от другого, четыре схемы измерения, две схемы совпадения, четыре управляемых ключа„ два

55 блока вычитания, блок деления, блок умножения и блок памяти, первый и второй датчики перемещения соединены соответственно с входами первой и второй схем измерения,. выход первой схемы измерения соединен с первым входом первой схемы совпадения и входом первого управляемого ключа, выход второй схемы измерения соединен с вторым входом первой схемы совпадения и входом второго управляемого ключа, третий и четвертый датчики перемещения соединены соответственно с входами третьей и четвертой схем измерения, выход третьей схемы измерения соединен с первым входом второй схемы совпадения и входом третьего управляемого ключа, выход четвертой схемы измерения соединен с вторым входом второй схемы совпадения и входом четвертого управляемого ключа, вьгход первой схемы совпадения соединен с управляющими входами тре aего и четвертого управляемых ключей, вы— ход второй схемы совпадения соединен с управляющими входами первого и второго управляемых ключей, о т л и ч а ю щ е е с я тем., что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено пятым и шестым датчиками перемещения, устанавливаемыми па осях, соединяюших первый и второй, третий и четвертый датчики перемещения соответственно.,и смещенными по этим осям относительно второго и четвертого датчиков перемещения соответственно на известную величину Хр, пятой и шестой схемами измерения, пятым и шестым управляемыми ключами и вторым блоком деления, первый вход и рво-о блока вычитания соединен с выходами первого и третьего .управляемых ключей и первым входом второго блока деления, второй вход первого блока вычитания соединен с выходами второго и четвертого управляемых ключей и первым входом второго блока вычитания, второй вход второго блока деления соединен с выходами пятого и шестого управляемых ключей и вторым входом второго блока вычитания, пятый и шестой датчики перемещения соединены соответственно с входами пятой и шестой схем измерения, выходы которых соединены соответственно с входом пятого и шестого управляемых ключей, .управляющие входы которых соединены соответственно с выходами второй и первой схем совпадения, первый вход первого блока деления соединен с выходом первого блока вычитания, Составитель К.Тавлинов

Техред Л,Сердюкова Корректор М.Кучерявая

Редактор Г.Гербер

Заказ 1053 Тираж 497 Подписное

Р"ИИПИ 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,301

9 1562674 10 второй вход — с выходом второго бло- торого соединен с выходом второго блока вычитания, а выход-с первым вхо- ка деления, третий вход — с выходом дом блока умножения, второй вход ко- блока памяти.