Устройство для измерения величины износа тел вращения в динамике

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения величины износа элементов трибосопряжений. Цель изобретения - повышение точности измерений путем применения механизма ориентации оптической оси источника излучения и жесткой связи с неподвижным основанием через механизм источника излучения и фотоприемника. Последовательно осуществляя угловое сканирование источника 1 излучения приводом 22, фиксацию требуемого углового положения фиксатором 23 и взаимное параллельное перемещение источника 1 с прикрепленной к нему телескопической направляющей 2 и фотоприемника 7 ориентируют оптическую ось источника по касательной к образующей контролируемого тела вращения-диска 12. В ходе излучения от источника на неподвижной части телескопической направляющей 2 установлены прямоугольная диафрагма 3 и первый поляризатор 4, а на подвижной части - отражатель 5. При частичном перекрытии пучка излучения контролируемым диском 12 включают его привод и блок 10 компенсации дрейфа сигнала. Излучение модулируется по амплитуде шероховатостями диска 12 и через второй поляризатор попадает на фотоприемник 7, сигнал с которого поступает на усилитель 8 и блок 9 индикации. Система 13 управления на время одного оборота диска 12 подает на источник сигнал 100%-ной мощности. Сигнал максимальной амплитуды V 1 формируется на пиковом детекторе 14, а минимальной V 2 - на пиковом детекторе 15. Эти сигналы поступают на дифференциальные усилители 18, 19, 20 и схему 21 выборки-хранения. На время второго оборота диска 12 система 13 управления падает на источник 1 сигнал 90%-ной мощности и с пиковых детекторов 16, 17 аналогичного назначения поступают сигналы V 3 и V 4. Усилитель 18 получает сигналы V 1 и V 3 и вычитает их, образуя сигнал V 5, а усилитель 19 - сигналы V 2 и V 4 и вычитает их, образуя сигнал V 6. На выходе усилителя 20 формируется и поступает в схему 21 выборки-хранения сигнал V 7, пропорциональный величине биения диска 12. Затем диск вводят в контакт с колодкой 25 нагружением рычага 26. Нуль суммарного износа отмечают индукционным преобразователем 27, а износ вращающегося диска 12 отсчитывают от первоначально измеренного значения биения через заданное число оборотов. При проведении испытаний со смазкой предложенным устройством можно замерить толщину смазочной пленки. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2 1) 4495320/24-28 (22) 18. 10.88 (46) 30.08.90, Бюл. М 32 (71) Ивано-Франковский институт нефти и газа (72) Г. M. Сорокин, В. Я . Белоусов, С, A. Г>ерезанский, Ю. Н. Лифанов, А.Л. Попов, М.И.Г>урда и И.Т. Луцык (53) 531 . 7 (088.8) (56) Теория и проектирование контрольных автоматов. М.: Высшая школа, 1980, с. 53. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ ИЗНОСА ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ В ДИНАМИКЕ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может, быть использовано для измерения величины износа

„„Я0„„1589058 А 1 (5g)5 G 01 В 21/00 G 01 N 3/56

2 элементов трибосопряжений. Цель изобретения — повышение точности измерений путем применения механизма ориентации оптической оси источника излучения и жесткой .связи с неподвижнЫи основанием через механизм источника излучения и фотоприемника. Последовательно осуществляя угловое сканирование источника 1 излучения приводом

22, фиксацию требуемого углового положения фиксатором 23 и взаимное параллельное перемещение источника 1 с прикрепленной к нему телескопической направляющей 2 и фотоприемника 7,ориентируют оптическую ось источника 1 по касательной к образующей контролируемого тела вращения - диска 12. В ходе излучения от источника на не1589058 подвижной части направляющей 2 установлены прямоугольная диафрагма 3 и

1 первыи поляризатор 4, а на подвижной части - отражатель 5. При частичном перекрытии пучка излучения контроли5 руемым диском 12 включают его привод вращения и блок 10 компенсации дрейфа сигнала. Излучение модулируется . по амплитуде шероховатостями диск 12 t0 и через второй поляризатор попадает на фотоприемник 7, сигнал с которого поступает на усилитель 8 и блок 9 инди .,кации. Система 13 управления на время одного оборота диска 12 подает на 15

:источник 1 сигнал tOOX-ной мощности..

Сигнал максимальной амплитуды U фор-.

1 мируется на пиковом детекторе 14, а минимальной П вЂ” на пиковом детекторе 15. Эти сигналы поступают на,дир20 ференциальные усилители 18 — 20 и схему 21 выборки-хранения. На.время второго оборота диска 12 система 13

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано пля измерения величины износа эл е- 30 ментов трибосопряжений.

Цель изобретения — повьыение точности измерений путем применения механизма ориентации оптической оси источника излучения и жесткой связи с не подвижным основанием через укаэанный

Механизм источника излучения и фото.приемника.

На фиг. 1 показана схема предпаГаемого устройства для измерения ве40 личины износа тел вращения в динамике применительно к схеме диск - колодка; на фиг. 2 - изображение, получаемое на отражателе устройства; на фиг. 3сигнал с выхода усилителя на фиг 4

У 45 прохождение сигналов по тракту схемы компенсатора дрейфа; на фиг. 5 — вид картины на самописце, характеризующей величину износа.

Устройство содержит источник 1 на50 правленного излучения (например, лавер). С источником t жестко скреплена неподвижная часть телескопической направляющей 2, на которой носледовательно по ходу излучения от источника 1 установлены прямоугольная диаф55 рагма 3 и первый поляризатор 4, На подвижной части телескопической направляющей 2 установлен отражатель 5, управления падает на источник 1 сигнал 907-ной мощности, и с пиковых детекторов 16 и 17 аналогичного назначения поступают сигналы U и U ° Усилитель 18 получает сигналы U u U u з вычитает их, образуя сигнал U а уси5 Ф литель 19 — сигналы U и U и вычита4ет их, образуя сигнал U . На выходе усилителя 20. формируется и поступает в схему 21 сигнал U, пропорциональный величине биения диска 12. Затем диск вводят в контакт с колодкой 25 нагружением рычага 26. Нуль суммарного износа отмечают индукционным преобразователем 27, а износ, вращающегося диска 12 отсчитывают от первоначально измеренного значения биения через заданное число оборотов. При проведении испытаний со смазкой предложенным устройством можно заменить толщину смазочной пленки. 3 з.п. ф-лы, 5 ил. в ходе излучения от которого последовательно установлены второй поляризатор 6 и фотоприемник 7. Выход фотоприемника 7 через усилитель 8 подключен к блоку 9 индикации и блоку 10 компенсации дрейфа сигнала, выполненному по схеме модулятор - демодулятор и содержащему импульсный счетчик 11 числа оборотов контролируемого тела

12 вращения, систему 13 управления, четыре пиковых детектора 14 - 17, два из которых (14 и 15) служат для определения соответственно максимального и минимального значений сигнала с усилителя 8 при tOOZ-ной мощности источника 1 излучения, а два других пиковых детектора 16 и 17. - для определения соответственно максимального и минимального значений сигнала с усилителя 8 при меньшем значении мощности (например, 90_#_) источника 1. Блок

10 компенсации дрейфа сигнала содержит также три дифференциальных усилителя 18 — 20. Входы дифференциального усилителя 18 подключены к выходам пиковых детекторов 14 и 16 амплитуд максимальных сигналов, входы дифференциального усилителя 19 подключены к выходам пиковых детекторов 15 и

17 амплитуд минимальных сигналов. Выходы дифференциальных усилителей 18 и 19 подключены к входам дифференци".

1589058

5 6 ального усилителя 20 выхо кото ход которого сигнал максимальной амплитуды U форподключен к схеме 2 1 выбо ки-х

1 ыборки-хранения. мируется на пиковом детекторе 14, а

Источник 1 и фотоприемник 7 ф риемник 7 жестко минимальной U — на пиковом детектосвязаны с установленным на неподвиж- ре 15 (фиг. 4). Эти сигналы поступаном основании механизмом о иента

5 ют на дифференциальные усилители оптической оси источника очника 1 излучения, 18-20 и схему 21 выборки-хранения и выполненным в виде и иво а 22 д привода 22 углово- сохраняют неизменное значение до посго сканиронания источника 1 изл точника 1 излуче- . Тупления во время второго оборота дисния фиксато а 23 глового

У р " углового положения 10 ка с пиковых детекторов 16 и 17 анаисточника 1и привода 24 совместного логичного назначения новых сигналов, взаимно параллельного пеРемещениЯ ис- равных U и П . Дифференциальный уситочника 1 и фотоприемника 7. литель 18 максимальной амплитуды таУстройство аботает ( р ботает (применитель- ким образом получает сигналы Б и Б но к схеме испытания т ибос ания трибосопряжения 15 и вычитает их, образуя сигнал Б диск — колодка ) следующим образом. дифференциальный усилитель 19 миниКонтролируемое тело 12 вращения мальной амплитуды получает сигналы U (д ск) и колодку 25 устанавливают пер- и U и тоже вычитает их, образуя сигH ) и ко 2

1 воначально без контактирования их по- нал U< (фиг. 4) i На выходе дифференверхностей. Включают источник 1 из- 20 циального усилителя 20 формируется и лучения, фотоприемник 7, усилитель 8 поступает в схему 21 выборки-хранения и блок 9 индикации. Последовательно сигнал U пропорциональный величине осуществляя угловое сканирование ис- биения диска (фиг. 5). После измереточника 1 излучения, фиксацию требуе- ния биений вращающегося диска его мого углового положения и взаимное 25 вводят в контакт с колодкой 25 нагру параллельное перемешение источника 1 жением рычага 26 и проводят испытания с прикрепленной к нему телескопичес- . на износ. При помощи индукционного кой направляющей 2 и фотоприемника 7, преобразователя 2 7 отмечают нуль сумориентируют оптическую ось источника марного износа, а износ вращающегося

1 по касательной к образующей контро- З0 диска начинают отсчитывать от значелируемого диска. Величину перекрытия ния записанного на самописце биения пучка излучения контролируемым диском d (фиг. 5) . Через заданное число обовыбирают таким образом, что сигнал на ротов измерение автоматически повтоблоке 9 индикации составляет пример- ряется и результат записывается стуно 2/3 от максимального значения, со- пенчато на диаграмме самописца (фиг..). ответствующего отсутствию перекрытия. Если величина износа достигает больп,ей

Включают привод вращения диска и величины, чем ширина пучка излучеблок 10 компенсации дрейфа. Излуче- . ния, настройку источника 1 повторяют, ние модулируется по амплитуде шерохо- причем на это время блок 10 компенватостями диска (фиг. 2) и попадает

40 сации дрейфа отключают и источник 1 на фотоприемник 7, сигнал с которого включают на 100 -ную мощность. Затем (фиг. 3) постулает на усилитель 8 и процесс измерений повторяют. Вычитая блок 9 индикации. Счетчик 11 подает из величины сУммарного износа. величисигнал на включение системы 13 управ- ны износа вращающегося образца и биеления, которая на время одного оборо- ний, получают величину износа непод45 та диска подключает пиковые детекто- вижного образца. ры 14 и 15, а также дифференциальные При проведении испытания со смазусилители 18 — 20, схему 2 1 выборки- кой после установки пучка излучения хранения и через блок стабилизации и определения биения вращающегося дисподает сигнал 1007-HQH мощности HB ис 50 ка заливают смазОчнУю жиДкОсть и сНо точник 1, а на время второго оборота ва опРеделЯют биениЯ. Разность между диска — пиковые детекторы 16 и 17, полученными значениями Д без смазки схему 2 1 выборки-хранения, дифферен- и со смазкой будет соответствовать циальные усилители 18 — 20 и подает величине толщины смазочной пленки. tIo через блок стабилизации сигнал 907-ной окончании проведения испытаний смазо55 мазочмощности на источник 1 (в зависимости ную жидкость сливают, выводят из конот внешних условий можно подавать вто- такта колодку 25 и замеряют величин чину рой сигнал 50, 607.-ной и т.п. мощнос- размера диска. Затем, не снимая диск

1 ти) . Во время первого оборота диска его обезжиривают, высушивают, снова

1589058

Формул а и з о бр е те ни я

1. Устройство для измерения величины

20 износа тел вращения в динамике, содержащее источник направленного излучения, установленный так,что его оптическая ось имеет возможность ориентации па1 раллельно касательной к образующей контролируемого тела, фотоприемник, усилитель, подключенный к выходу фотоприемника, блок индикации, подключенный к выходу усилителя, и блок компенсации дрейфа сигнала, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено установленным на неподвижном основании механизмом ориентации оптической оси источника излучения, вы35

30 включают установку и замеряют отклонение размера. Разница между измерениями дает величину смазочной пленки и продуктов износа.

Применение механизма ориентации оптической оси источника излу ения и фотоприемника, а также выполнение блока компенсации дрейфа сигнала по схеме модулятор - демодулятор., синхронизи10 рованной с частотой вращения контролируемого тела, обеспечивает повышение точности измерений, позволяет следить за дннамикой износа, определять толщину смазочной пленки и продуктов

15 износа. полненным в виде привода углового сканирования источника излучения, фиксатора углового положения источника и привода совместного взаимно параллельного перемещения источника излучения и фотоприемника, источник излучения и фотоприемник связаны с неподвижным основанием через механизм ориентации оптической оси источника излучения ° !

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона производимых измерений, оно снабжено телескопической налравляюцей, прямоугольной диафрагмой, двумя поляризаторами и отражателем, неподвижная часть телескопической направляющей жестко скреплена с источником излучения, на ней в ходе излучения от источника последовательно установлены прямоугольная диафрагма и первый поляризатор, за ними размещен отражатель, установленный на подвижной части телескопической направляющей, в ходе излучения от отражател": последовательно установлены второй поляризатор и фотоприемник.

3. Устройство по п.п. 1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что блок компенсации дрейфа сигнала выполнен по схеме модулятор .- демодулятор, синхронизированной с частотой вращения контролируемого тела.

1589058

1589058

0 Jfn 10 ХЛ à JD 109 1093 10"Ш З(ю) Риг5

Составитель С. Грачев

Техред .I, Серд окова Корректор Л. Пилипенко

Редактор Т. Парфенова

Тираж 497

Наказ 2531 Подписное

"1 вБИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно †издательск комбинат "Патент", г, Ужгород, ул„ Гагарина, 101