Устройство для автоматической балансировки роторов гироскопов

 

Изобретение относится к балансировочной технике гироскопических приборов. Цель изобретения - повышение точности и производительности балансировки. Это достигается проведением балансировки гироскопов в автоматизированном режиме в три этапа, На первом этапе проводятся определение и коррекция динамического дисбаланса ротора гироскопа 7. По сигналам с двухканального блока 13 приведения ротора в нулевое положение и датчиков 10 опор

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sI)s 6 01 С 25/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4438142/22 (22) 08.06,88 (46) 15.05.91. Бал. М 18 (71) Московский авиационный технологический NHGTvlTQT NM, К. Э. Циолковског о (72) В. М. Суминов, П. Н. Баранов, Г, М, Виноградов, С, Н. Абрамов, В. И. Опарин, Ф. Ф. Горелочкин, В. И. Святихин и А, В. Евстигнеев (53) 620. i 78(088,8) (56) Патент США М 3935746, кл. G 01 M l /22, 1976.

Авторское свидетельство СССР

М 1055980, кл, 6 01 М 1/38, 1982.

„„5U, 1649275 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ БАЛАНСИРОВКИ РОТОРОВ ГИРОСКОПОВ (57) Изобретение относится к балансировочной технике гироскопических приборов.

Цель изобретения — повышение точности и производительности балансировки, Зто достигается проведением балансировки гироскопов в автоматизированном режиме в три этапа. На первом этапе проводятся определение и коррекция динамического дисбаланса ротора гироскопа 7. По сигналам с двухканального блока 13 приведения ротора в нулевое положение и датчиков 10 опорного сигнала определяются ьели инз и положение динамического дисбаланса ротора

Гироскопа 7, С помощью блока 22 синхронизации, управляемого от микроЭВМ 16, выСтавляется прорезь 20 модуляционного диска 19 в согласованное с динамическим дисбалансом положение, С помощью блока

23 синхронизации корректирующего лазара синхронизируется время включения лазара

4 и корректируется динамический дисбаланс эа счет испарения материала по краям ротора гироскопа 7. На втором этапе определяется и корректируется статический дисбаланс ротора гироскопа 7. Для этого создается Осевая вибрация в Гироскопе и измерением сигналов в блоке 13 приведения ротора в нулевое положение определяются Величина и положение статическоГО дисбаланса ротора гироскопа. Затем с положением статического дисбаланса синхронизируются положение прорези 20. модуляционного. диска 19 и Время включения лазера, после чего проводится корректировка статического дисбаланса рстора гироскопа. Затеи с положением статического дисбаланса синхрониэируются положение прорези 20 модуляциокного диска 19 и время включения лазера, после чего проводится корректировка стзтическОГО дисбаланса эз счет испарения материала в середине ротора гироскопа 7. На третьем этапе определяется и корректируется осевой дисбаланс ротора гироскопа 7. Определение величины и места осевого дисбаланса проВодится по сигналам коррекции бло .à 13 приведения ротора в нулевое положение при IloBOpoT8 корпуса Гироскопа на 180

ВОКРУГ Оси 8ГО собственнОГО BPBL,8H«ß. ПО сле синхронизации прорези 2О модуляционного диска 19 и времени вкл.очения лазера

4 по сигналам блока 15 управлен«я корректируется осевой дисбаланс испарением материала нз Одном иэ краев ротора гироскопа

7.-2 з.п, ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к бзлансирозочной технике и может быть использовано для балансировки роторов гироскопов, в частности динамически настраиваемых гироСКОЛОВ, Целью изобретения является повышение точности и производительности балансировки, Нз фиг. 1 изображено устройство для автоматической балансировки роторов гироскопов, общий вид; на фиг. 2 — управляющий синхронизатор фазы вращения

МОДУЛЯЦИОННОГО ДИСКа; НЗ фИГ. 3 — СХЕМЗ блока управления лазерам.

Устройство для автоматической балансировки роТороВ Гироскопов содержит о»";нование 1, закрепленный на нем виброваэбудитель 2 с вибростолом 3, корректирующий лазер 4, фокусирующий Объектив 6, расположенный из пути лазерного луча, установленное на вибростолв герметичное приспособление 6, в котором закреплен гироскоп 7, с возможностью поворота корпуса гироскопа вокруг. Оси его собственного Вращения и имеющее патрубок со светопропускзющей пластиной 8 и

5JioK 9 BBK «poBBH«ll, датчик 1 3 Опорного си нала гироскопа, выход которого через управляющий фаэовращатель 11 связан с

Входом Вибровоэбудителя 2, блок 12 питания гироскопа 7, последовательно соединенные двухканальный блок 13 приведения ротора В нулевое положение, блок 14 определения дисбаланса ротора, Второй Выход которОГО связан с блоком 15 управления микроЗВМ I6, аналого-цифровой преобразователь 17 и процессор 18 укаэанной мик5 рОЗВМ. У ВхОдящего в микрОЗВМ i5 блока

15 управления четвертый выход соединен с вторым входом блока 13 приведения oosop8 в нулевое положени8, пятый с Вторым ВхоДом упрзВлЯющего фаэовращзтелЯ "1 !Bec1á той и седьмой — c блоком поворота корпуса гироскопа герметичного приспособления, десятый — с блоком 12 питания Гироскопа 7, одиннадцатый — с,блоком 9 Вакууьмроэания, двенадца-гый — с первым Входом корректирующего л ::эера 4.

15 Кроме того, В устройстде для Зв.амати эированной балансировки роторов фокусиругощий обьектив Вь полнен с

Воэможност (o пер8мещения В Вертикальном направлении и связан с блоками 8 и 9

20 выходами блок" 15 управления и в него на пути лазерного луча введен модуляционный диск 19 с прорезью 2С, вращающийся от синхронного привода 21, управляемый блок

22 -"«нхрониэации модуляционного дис :з

25 1 9 и бэ:» 23 tþинхронизс ции корвектипующего лазера., причем первый, Второй « -»ретий Входы управляе»(ОГО блока 22 синхронизации соединены с соответствующими выходами блока 15 управления, чет3О вертый вход управляемого блока синхронизации соединен с Выходом 13 блока 15 управления, пятый — с Выходом датчика 10 опорного сигнала гироскопа, шестай—

1649275

И и с четвертым выходом управляемсчо бло- 45 ка синхронизации, Второй выход блока сравнения. фиксирующий равенство фаз, соединен с вторым входом первого элемента И 31 и с третьим выходом управляемого блока синхронизации, Третий выход блока 50 сравнения (А < В) соединен с вторь,м входом второго элемента И 33, а выход генератора переменного сигнала соединен с пятым выходом управляемого блока синхронизации, Вновь введенный блок 23 синхронизации корректирующего лазера содержит последовательно соединенные делитель 37 частоты, подключенный через R-вход триггера 38, элемент И 39, а также датчик 40 с первым выходом блока 23 синхронизации корректирующего лазера., первый и второй выходы управляемого блока синхронизации соединены с обмотками привода 21. третий, четвертый и пятый — c п еeрpвBы мM, вторым и третьим входом блока 23 синхронизации корректирующего лазера, второй выход которого соединен с вторым входом корректирующего лазера 4, а четвертый — с модуляционным диском 19.

Вновь введенный управляемый блок 22 синхронизации выполнен в виде генератора напряжения двухфазного двигателя, включающего последовательно соединенные генератор 24 переменного сигнала, делитель

25 частоты, расщепитель 26 фаз и усилители

27 и 28 мощности в каждой фазе, имеющие выходы, соединенные соответственно с первым и вторым выходами управляемого блока синхронизации, в который между генератором переменного сигнала и делителем частоты дополнительно введен управляемый делитель 29 частоты, а также введены последовательно соединенные первый триггер 30 и первый элемент И 31, выход которого соединен с первым управляемым входом делителя 29 частоты, второй триггер 32 и второй элемент И 33, выход которого "îåäèíåí с вторым управляющим входом делителя 29 частоты, фазометр 34, входы которого соединены с пятым и гвестым входом управляемого блока синхронизации, блок 35 сравнения, вход В которого соединен с четвертым входом управляемого блока синхронизации и третий элемент И

36, выход которого соединен с третьим управляющим входом делителя 29 частоты, причем первый вход управляемого блока синхронизации соединен с S-входом первоro триггера 30, второй вход — с R-входом второго триггера 32, третий вход — с R-входом первого триггера 30 и с входом второго триггера 32, Выход второго триггера 32 соединен с вторым входом третьего элемента

30 г опорного сигнала модуляц: онного диска, выход которого соединен с че"вертым входом элемента И 39 v. с первым выходом блока 23 синхронизации лазера, причем вход делителя 37 частоты соединен с первым входом блока синхронизации корректирующего лазера, второй и третий входы которого соединены с соответс вующими входами элемента И 39, -" выход элемента И соединен с S-в <одом триггера ";8 и с вторым ьыходом блока 23 синхро;-.изаци;. ксрректирующего лазера, .. стройство работает следу:ощим образом.

Балансируемы i;HpocKoo 7 устанавливается в приспособление 6, закрепленное на вибростоле 3, подключается к блоку 12 питания, выставляется относительно лазера так, чтобы луч лазера 4 прохо;ил примерно через середину светопропускающей пластины 8 и фокусировался на роторе гироскопа. При включении программы микроЗВМ на одиннадцатом вь ходе блока 15 управления устанавливается сигнал ло-s<«ecroA единицы, который включает блок 9 вакуумирования, в качестве которого может быть использована cTàêäàpòíàÿ система вакуумного отсоса, После снижения давления ро > ровня ",-5 Па, i рсч" я достижения КОТоpoco зада -тс«nporpor4мно и составляетоколо 5 мин, микроЭВМ осуществляется разгон гироскопа, Для э-:ого на четвертом и десяTOM выходах блока уг равления устанавливаются сигналы логической единицы, а на выходе 13 блока управления i5 устанавливается код нулевсй фазы, которые обеспечивают разгон гироскопа и работу блока электрической пружины, так >i8, как и в про-. тотипе, путем обчуления сигналов датчика угла гироскопа эг счет корректирующих сигналов.

Сигнал логической еди: ицы, поступающий по первому вь ходу блока 15 управления на блок 30, через блоки 31 устанавливает определенный коэффициент передачи управляемого делителя 29, который может быть выполнен на микросхемах

155ИЕ8. Импульсы с генератора 24 через управляемый делитель 29, делитель 25, расщепитель 26 фаз и усилители 2? и 28 мощности подаются на синхронный приводной двигатель 21 модуляционного диска 19, обеспечивая его вращение. Выбором определенного коэффициента деления делителей скорость вращения модуляционного диска обеспечивается равной скорости вращения ротора гироскопа.

Через определенный промежугок времени, задаваемый программно, начинается цикл измерения дисбал: сов. Сначала про1649275 изводится замер динамического дисбаланса ротора гироскопа, проявляющийся в виде

ыоичлииюл сигналов датчиков угла. Он Ог(ределяется по сигналам, поступающим в,блок определения дисбаланса ротора с блока 13 приведения ротора в нулевое положение и датчика 10 опорного сигнала гироскопа так же, как в прототипе, путем преобразования величины дисбаланса в постоянное напряжение, а угла положения относительно метки на роторе в цифровой код. Измерение этих величин осуществляется аналого-цифровым преобразователем 17 и блоком 15 управления микроЭВМ 16. Затем приступают к коррекции этого дисбаланса. Для этого на двенадцатом выходе блока 15 управления устанавливается логическая единица, которая обеспечивает подключение к лаэсру высокого напряжения. Указанное подключение является необходимым для лазерных установок серии квант (квант 12, квант 15, квант 16, квант 17). Время Выдерживания высокого напряжения Выбирается иэ условия уверенного. срабатывания лагнитного пускателя источника тока.в блоке 4 управления лазером, Однавре(4еь(но установкой на Восьмом Выходе блока 15 управления логической едл(ь(цы фокусирующий ооьек.ив 5 перемеща тся В вертикальном направлении, блаГодаря че(4у л".Зерный луч перемещается к одному из краев ротора гироскопа. После снятия сигнала логической единицы на двенадцатом выходе блока 5 управления устанавливается сигнал логической единицы на третьем выходе блока 15 управления, Включающий тоиггер 32. Одновременно на выходе 13 блока 15 управления устанавливается двсичный код, соОтВетст"

Вующий yrny измеренного дисбаланса, Д((я синхронизации положения Г(рорези 20 модуляционного диска 19 с местом расположения дисбаланса на poòopå гироскопа угол между отметкой на роторе и положением прорези на модуляционном диске измеряется фазометром;4, сравнивается в блоке

35 сравнения с углом, установленнь(м на 13 выходе блока 15 управления, и в случае их несовпадения через элементы 33 и 36 уменьшается или увеличивается коэффициент деления управляемого делителя 29 частоты, а следовательно, изменяется скорость.

Вращения модуляционного диска до тех пор, пока эти углы не станут равными. В это время на выходе А = В бг(ока "5 сигнал логической единицы, поступающий совместно с сигналами от триггера 32 и опоонога датчика 40 на элемент 39, Обеспечивает включение корректирующего лазара 4. Частота работы лазера определяется делителем 37 и Выбирается Определенной

20 величины для каждого типа лазера, Для лазерной установки квант 15 ее рекомендуется выбирать равной 10 Гц, После устранения

50;ь От Величины измеренного динамического дисбаланса ротора гироскопа устачавливают сигнал логической единицы на выходе 9 блока 15 управления, который перемецает фокусирующий обьектив 5 в другое направление и сдвигает луч лазера к другому кра(о ротор гироскопа. В згом полож8нии Описанным способом уменьшс .. (От динамический дисбаланс ротора гироскопа дэ ми((и14ально Воз(40?кнОЙ Величины

Затем переходят к изменени.о и коррекции статического дисбаланса ротора -ироскопа, Для этого на первом, Втором и пятом вь(ходах блока 15 управления устанавливают, а с девятого вь(хода снимают сигнал логической единицы. ПО сигналу логической единиць., поступающей на блок 11., формируется си(ал для Вибровозбудителя 2, установленного на основании 1, синхрониэированной по фазе с фазой Вращения ротора гироскопа. По сигналу логической единицы на первом и втором выходе блока

15 управления Выкл.очается автоподстройvQ фазы модуляционного диска (9, сигнал логического нуля н"-. девятом Выходе блока

15 упрaвлeния obe nечиaaе —, r(epемещениe фокусируюшего Обьектива и установку лазерного луча В середине ротора. Определение Величины и расположения статическОГО д(исбаланса Обеспечивается измерением сигналов (.OppeKL, В цепях электоической пружины с Вибрацией гироскопа и без нее.

Установкои сигнала логической единицы на третьем Выходе блока 15 управления и установкой на выходе 13 блока "5 уг(рэвления двоичнОГО кода, соотвегствующаго углу расположения дисбаланса, сбеспечивается, при предь(дущей бал p((сировке есинхронизация прорези 20 модуляционного диска 19 с положением стзтиче .КОГО дисбаланса .;э роторе Гироскопа. Б это Время с помощью блока 23 синхронизации ",àзера осуществляется включение лазера и уменьшение статического дисбаланса ротора гироскопа до минимально возможной величины, После этого Осуществляется измерение и коррекция осевого дисбаланса Оотора гиРОСКОПВ ДЛя ЭТОГО ОПРедвлЯЮт СНГНалы коррекции в цепях блока приведения ротора в нул-;,вое положение при двух положени55 Ях корГ(уса Гироскопа, ОтличающихсЯ HB

180 . РазворОТ Осугцествляют Вок уc Оси собственного вращения гироскопа путем подачи сигнала логической единицы в приспособление 6 с».вестого Выхода блок- 15

„правления, Для коррекции осевого дисбг1649275 .

3. Устройство no n. 1, отл и ч в ю ще ес я тем, что блок синхронизации корректирущего лазера выполнен в евое последоваShoo

Составитель В. Бурмистров

Техред M.Moðãåíòàë Корректор М, Демчик

Редактор Е, Копча

Заказ 1512 Тираж 318 Полисное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 блока сравнения соединен с вторым входом первого элемента И и является третьим выходом управляемого блока синхронизации, третий выход блока сравнения соединен с вторым входом второго элемента И, а выход генератора переменного сигнала яе иется пятым выходом управляемого бжюцвоийхронизации. тельно соединенных делителя частоты, триггера и элемента И, датчика опорной метки модулж иаиного диска, выход которого соединен с четвертым входом элемента И

5 и является выхедам блока синхронизации корректиууещ ега вееера, второй и третий входы зяемежв1в ящжкн ртся вторым и третьим входВэю 569L9 смэицкжизвции корректи- рукицего лазере, в выход элемента И

10 соединен с S- e триггера и является вторым выхедевя баека синхронизации корректирукицвго лезете.

Ни И