Способ определения баланса кинематической погрешности кинематической цепи

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для диагностического контроля сложных зубчатых передач, например в станкостроении. Целью изобретения является повышение точности определения путем выделения кинематической погрешности звеньев с одинаковой частотой проявления спектральных составляющих погрешности^. Одновременно с измерением суммарной кинематической погрешности кинематической цепи измеряют уровень вибрации звеньев кинематической цепи с одинаковой частотой проявления спектральных составляющих погрешности и определяют вектор вибрации соответствующих звеньев цепи. Путем разложения вектора общей кинематической погрешности цепи по направлению векторов вибрации звеньев с одинаковой частотой проявления спектральных составляющих погрешности выявляют кинематическую погрешность каждого звена. Затем через отношение к суммарной кинематической погрешности цепи оценивают вклад каждого звена и определяют баклане кинематической погрешности кинематической цепи. 4 ил.•V^

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s1)s G 01 Н 17/00 ф (АЭ

00 гд

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ (21) 4729830/28 (22) 10.08.89 (46) 23.02.92. Бюл. М 7 (71) Коломенский завод тяжелого станкостроения (72) А.И.Сирицын, B,Н.Башкиров и Н.И.Мдинарадзе (53) 620.178(088.8) (56) Айрапетов Э.Л. Об анализе кинематической погрешности зубчатых передач. с использованием фильтрации. Вестник машиностроения. — 1985, N. 3, с.13. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ БАЛАНСА

КИНЕМАТИЧЕСКОЙ ПОГРЕШНОСТИ КИН Е МАТИ Ч Е СКОЙ ЦЕПИ (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для диагностического контроля сложных зубчатых передач, например в станкостроении.

Целью изобретения является повышение точности определения путем выделения киИзобретение относится к машиностроению и может быть использовано для диагностического контроля сложных зубчатых передач, например в коробках скоростей, подач, суппортах металлорежущих станков и других машинах.

Известен способ идентификации трактов распространения сигналов, состоящий в оценке амплитудно-частотной характеристики этих трактов и использование этих данных в системах с одним входом и не- сколькими выходами,. либо с несколькими входами и одним выходом. Предварительное знание амплитудно-частотной характеристики каждого возможного канала распространения сигнала позволяет оценематической погрешности звеньев с одинаковой частотой проявления спектральных составляющих погрешности. Одновременно с измерением суммарной кинематической погрешности кинематической цепи измеряют уровень вибрации звеньев кинематической цепи с одинаковой частотой проявления спектральных составляющих погрешности и определяют вектор вибрации соответствующих звеньев цепи. Путем разложения вектора общей кинематической погрешности цепи по направлению векторов .вибрации звеньев с одинаковой частотой проявления спектральных составляющих погрешности вь1являют кинематическую погрешность каждого звена. Затем через отношение к суммарной кинематической погрешности цепи оценивают вклад каждого звена и определяют баланс кинематической погрешности кинематической цепи. 4 ил. нить вклад каждого канала при передаче информации.

Однако оценить параметры амплитудно-частотной характеристики трактов на одной частоте невозможно.

Наиболее близким по технической сущности является способ разделения кинематической погрешности сложных зубчатых передач на составляющие, соответствующие каждому колесу (звену) состоящий в синхронном накоплении отрезков кинематической погрешности соответствующих периодов обращения звена, для которого выделяется кинематическая погрешность.

Однако таким способом не удается идентифицировать звенья кинематической

1714383 цепи, которые имеют одинаковую частоту проявления спектральных составляющих погрешности (зубцовые, оборотные) и их гармоник. Для их разделения необходима дополнительная информация.

Цель изобретения — повышение точности путем выявления кинематической погрешности звеньев с одинаковой частотой проявления спектральных составляющих погрешности Это позволит идентифицировать дефектнофункционирующие звенья, входящие в группы кинематической цепи, имеющие одинаковые частоты проявления спектральных составляющих погрешности и определить баланс кинематической погрешности кинематической цепи, Знание баланса позволит повысить кинематическую точность станка за счет избирательного повышения точности отдельных звеньев цепи, вносящих наибольший вклад в общую кинематическую погрешность кинематической цепи.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения, баланса кинематической погрешности кинематической цепи, заключающемуся в том, что измеряют суммарную кинематическую погрешность кинематической цепи, выделяют. вектор общей кинематической погрешности звеньев цепи путем фильтрации, определяют баланс кинематической погрешности производят измерение уровня вибрации звеньев кинематической цепи с одинаковой частотой проявления спектральных составляющих погрешности, определяют вектор вибрации соответствующих звеньев цепи, выявляют кинематическую погрешность каждого из звеньев путем разложения вектора общей кинематической погрешности цепи по направлению векторов вибраций звеньев с одинаковой частотой проявления спектральных составляющих погрешности.

На фиг,1 приведена кинематическая цепь станка с группами звеньев, имеющих одинаковое передаточное отношение; на фиг.2 — структурная схема кинематической цепи как источника вибраций от кинематических возмущений; на фиг,3 — система векторов кинематических погрешностей звеньев и вызванных ими вибраций для группы звеньев, вращающихся с одной частотой; на фиг.4 — картина, поясняющая идентификацию звеньев кинематической цепи, имеющих передаточное отношение, равное единице, и принадлежащих группе звеньев с одинаковой частотой вращения.

Группы звеньев 1 и 2 (фиг.1) кинематической цепи станка имеют передаточное отношение. равное единице. Группа 1 содержит ведущее звено Вщ (вход) и две зубчатые передачи — цилиндрическую и коническую с U) = Uz = 1; 21 = Z2; 2з = Z4, имеющие соответственно кинематические погрешности звеньев Fi1 и FI2 Группа 2

5 звеньев, присоединенная к 1, например, через цилиндрическую зубчатую пару 28 Ее с кинематической погрешностью Fg, содержит три зубчатые передачи: коническую и две цилиндрические с 0з = U4 = Ug = 1;

10 Z1 =. Z8; Z9 =. Z10; Z11 = Z12, имеющие соответственно кинематические погрешности звеньев FI4, Fig, Fig. Группа 2 имеет ведомое . зве но В (выход}. Измеряемая суммарная кинематиче15 ская погрешность групп 1 и 2 звеньев является интегральной характеристикой цепи и представляет в данный момент времени вектор. Вибрация каждого конкретного звена цепи проявляется на оборотной

20 и зубцовой частотах и характеризуется определенной амплитудой и базой, являясь также векторной величиной.

Для групп 1 и 2 звеньев (фиг,1) кинематическая погрешность выра>кается соотно25 шением (Fi))p —, (Fi)), где j — индекс по группе звеньев, вращающихся с одной частотой, jp — условный индекс по группе звеньев, имеющих разные частоты, (FI )) — кинематическая погрешность различных звеньев, кинематической цепи с

35 )-) = 1.

Полная регистрируемая кинематическая погрешность кинематической цепи где F (N)p) — кинематическбя погрешность звеньев, имеющих передаточное отношение, равное единице, но вращающихся.с различной частотой 0>)о, Измеряемая вибрация на опорах звеньев с U = 1 достаточным приближением, мо>кет быть записана:

50 Ii) =- Н,) ф>) (Fi)) где V) — вибрация на опоре звена, Н) (й>)— передаточная. функция между кинематическим возмущением и вибрацией.

Для звеньев с частотой вращения си), передаточная, функция выражается соотношением

Hi ((z))p) =.Н)Но ((с>), где Hi — амплитудный коэффициент, функции каждого звена (действительная часть), Hp (N)—

1714383 комплексная часть передаточной функции, зависящей от частоты. Она единая для групп звеньев, вращающихся с одной частотой.

Поскольку группы звеньев с U = 1 раз- 5 мещены в одной части корпуса узла станка и находятся в равных условиях, то одновременно измеренный уровень вибрации на опоре конкретного звена будет прямо пропорционален кинематической погрешности. 10 этого звена.

Если 3, 4, 5...6 есть звенья групп с U = 1 и их кинематическая погрешность

F;, F;q, Е;з..... Р;„как источник вибраций (кинематическое возмущение).(фиг.2); то через конструкции опор этих звеньев 7., 8, 9,...,10 посредством передаточной функции

Н (м) между кинематическим возмущением и вибрациями в опорах будут сформирова-, ны векторы регистрируемых, вибраций

Vj), Vj, VJ3...::,, %п у . соответствующих опор 13, 14, 15„...16 звеньев.

Для исключения взаимовлияния звеньев группы друг на друга целесообразно места измерения вибраций располагать,на противоположных концах валов звеньев данной группы, при этом перекрестная пе-, редаточная функция, например 11 и 12, для звеньев 3 и 4 (фиг.2) уменьшится и станет меньше, чем передаточная функция

Hj(cu) между кинематическим возмущением и вибрацией.

Уровень вибраций различных звеньев группы 1 представлены системой векторов Ч (z)), +j(zg) ° Vk (2з), Ге (24) вращающихся с частотой ш;, с постоянным сдвигом фаз соответственно

1/, t/ i ф< и 1/> (фиг.3 и 4). Вектор(Щ вращается с той же частотой и >, что и звенья группы 1, Способ осуществляют следующим образом..

Одновременно с измерением суммарной кинематической погрешности кине- 45 матической цепи производят измерение„ уровня вибрации звеньев кинематической цепи с одинаковой частотой проявления спектральных составляющих погрешности, определяют вектор виб- 50 рации. Для мгновенного поло>кения, на, пример, вектора (Fi)je показано (фиг.3) @сположение о направлениям векторов

Vi (z)), Vj (z2), Vk (лЗ), И Ve (z4),, ОПрЕАЕЛяемыми фазовыми Углами 7/Л . i/г,,1/k и IPe 55

Таким образом, ка>кдое звено группы 1 в этот момент времени формирует свой вектор вибрации с постоянным сдвигом фазы по отношению к вектору суммарной кинематической погрешности. Разложив последний по направлениям векторов вибраций каждого звена с учетом фазового угла, аппаратурно определяют величину кинематической пягрешности каждого звена группы (Fi)i, (Fi)j (ЯГ, (Fi)e. Затем путем обычных вычислительных процедур через отношение к суммарной кинематической погрешности (Fi)jо группы 1 оценивают вклад каждого звена, т.е, опреДеляют баланс кинематической цепи.

Описанная процедура выделения специальных составляющих кинематической погрешности, вносимых группой звеньев кинематической цепи с одинаковой часто- .

Е той вращения, может быть применена и на каждой гармонической составляющей (зуб- . цовой), Вклад каждого звена кинематической цепи в суммарную кинематическую погрешность определяется как сумма разделенных вкладов на всех спектральных составляющих погрешности данной частоты.

Предложенный способ определения баланса кинематической погрешности группы звеньев,кинематической цепи с одинаковой частотой проявления спектральных составляющих погрешности позволяет решить задачу разделения кинематических погрешностей звеньев не только на оборотных, но и на зубцовых частотах и их гармониках с помощью штатных аппаратурных средств .и вычислительных процедур, Формула изобретения ю

Способ определения баланса кинематической погрешности кинематической цепи, заключающийся в том, что измеряют суммарную кинематическую погрешность кинематической цепи,,выделяют вектор общей кинематической погрешности звеньев цепи путем фильтрации, определяют баланс кинематической погрешности, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности путем выявления кинематической погрешности звеньев с одинаковой часто.г той проявления спектральных составляю1 щих погрешности, производят измерение уровня вибрации звеньев кинематической цепи с одинаковой частотой проявления спектральных составляющих погрешности, определяют вектор вибрации соответствующих звеньев цепи, выявляют кинематическую погрешность каждого из звеньев путем разло>кения вектора общей кинематической погрешности цепи по направлению векторов вибраций звеньев с одинаковой. частотой проявления спектральных составляющих погрешности.

1714383

Гинеи

Ваэмущ

1714383

Qo @о

Составитель А,Сирицын

Редактор В,Бугренкова Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М.Демчик

Заказ 683 Тираж Под.писное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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