Измерительное устройство балансировочного станка

 

Изобретение относится к балансировочной технике. Цель изобретения - сокращение времени балансировки за счет автоматизации пересчета значений проекций дисбаланса. Разделенный по плоскостям коррекции сигнал дисбаланса с выходов входных блоков 2 и 3 через синхронные детекторы 10-13 поступает на входы блоков 15 и 16 измерения проекций, где на индикаторах 27-32 проекции показываются значения дисбаланса на трех плоскостях коленчатого вала.3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН И5 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1) 4932503/28 (22) 29.04.91 (46) 07,12. 92. Бюл. Мг 45 (71) Минское станкостроительное производственное обьединение им. Октябрьской революции (72) В.С.Буйко и Л.В.Завадский (56) 1, Авторское свидетельство СССР

N 1021963, кл. G 01 М 1/22, 1982.

Авторское свидетельство СССР

N 1096510, кл. G 01 М 1/22, 1982, „;, Ц „„1779960 А1 (я)з G 01 М 1/22 (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО БАЛАНСИРОВОЧНОГО СТАНКА (57) Изобретение относится к балансировочной технике. Цель изобретения — сокращение времени балансировки за счет автоматизации пересчета значений проекций дисбаланса. Разделенный по плоскостям коррекции сигнал дисбаланса с выходов входных блоков 2 и 3 через синхронные детекторы 10 — 13 поступает на входы блоков 15 и 16 измерения проекций, где на индикаторах 27 — 32 проекции показываются значения дисбаланса на трех плоскостях коленчатого вала. 3 ил.

1779960

Изобретение относится к балансировочной технике и может быть использовано в автомагических станках для балансировки коленчатых валов с тремя плоскостями коррекции. К числу таких коленчатых валов относятся и коленчатые валы с четырьмя противовесами, у которых два средних противовеса расположены близко один от другого, т. е. большинство коленчатых валов четырехцилиндровых рядных двигателей внутреннего сгорания.

Известно измерительное устройство к балансировочному станку, содержащее два входных блока, каждый из которых состоит из соединенных последовательно датчика дисбаланса, сумматора, второй вход которого соединен с выходом датчика дисбаланса другого входного блока, и усилителя, четыре синхронных детектора, попарно связанных с выходом одного из усилителей, генератор опорных сигналов, каждый выход которого связан с вторыми входами попарно соединенных синхронных детекторов, два блока измерения проекций, каждый из которых выполнен в виде регулируемого источника напряжения„двух сумматоров, первый вход каждого из которых подключен к выходу одного из синхронных детекторов, индикатора проекций дисбаланса средней плоскости коррекции, вход которого связан .c соединенными между собой вторыми входами сумматоров, и двух индикаторов проекций крайних плоскостей коррекции, вход каждого из которых соединен с выходом одного из сумматоров, и блок управления (1). Устройство обеспечивает измерение параметров дисбаланса коленчатых валов с тремя плоскостями коррекции, Недостаток известного устройства заключается в том, что процесс измерения не автоматизирован и производится с помощью оператора. Помимо ошибок, возможных со стороны оператора в процессе измерения, требуется дополнительное время для пересчета параметров в трехплоскостной системе, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является измерительное устройство балансировочного станка, содержащее два входных блока, каждый из которых выполнен в виде соединенных последовательно датчика дисбаланса, сумматора, второй вход которого соединен с выходом датчика . дисбаланса другого входного блока, и усилителя, генератор опорных сигналов, четыре синхронных детектора, первые входы которых соединены попарно с выходом усилителя, а вторые входы-с одним иэ выходов генератора опорных сигналов, два блока измерения проекций, отнесенных к определенной осевой плоскости коррекции Х и У, каждый из которых выполнен в виде регулируемого источника напряжения, первого и второго сумматоров, входы которых соединены с выходами соответствующих синхронных детекторов, первого и второго индикаторов проекций, входы которых соединены с выходами соответственно первого и второго сумматоров, третьего индикатора проекций, вход которого связан с выходом регулируемого источника напряжения и с вторыми входами первого и второго сумматоров, двух компараторов, вход

15 каждого из которых соединен с выходом одного из сумматоров, логического элемента 2ИЛИ, два входа которого соединены со20

55 ответственно с выходами первого и второго сумматоров, и логического элемента 2И—

НЕ, первый вход которого соединен с выходом логического элемента 2ИЛИ, а выход— с входом регулируемого источника напряжения, блок управления, элемент временной задержки, вход которого соединен с выходом блока управления, с вторыми входами обоих логических элементов 2И вЂ” НЕ и с вторыми входами обоих регулируемых ис-точников напряжения, логический элемент

2И, первый вход которого соединен с выходом элемента временной задержки, а выход — с входом блока управления, и логический элемент 4ИЛИ вЂ” НЕ, каждый из выходов которого соединен соответственно с выходом одного из компараторов, а выход — с вторым входом логического элемента 2И (2). Устройство обеспечивает совместно с элементами станка (подвесная система, привод вращения коленчатого вала) измерение в автоматическом режиме в прямоугольной системе координат параметров дисбаланса коленчатых валов с тремя плоскостями коррекции.

Основной недостаток известного устройства заключается в том, что процесс измерения параметров дисбаланса организован последовательно, т. е, сначала измеряются параметры в крайних плоскостях коррекции, а затем, в случае получения отрицательных проекций, происходит пересчет в осевых плоскостях в трехплоскостную систему, Т. е. для измерения параметров дисбаланса требуется относительно большое время.

Целью изобретения является сокращение времени измерения дисбаланса.

Поставленная цель достигается тем, что измерительное устройство балансировочного станка, содержащее два входных блока, каждый из которых выполнен в виде соединенных последовательно датчика дисбаланса, входного сумматора, второй вход

1779960 которого соединен с выходом датчика дисбаланса другого входного блока, и усилителя, генератор опорных сигналов, четыре синхронных детектора, первые входы которых соединены попарно между собой и выходом одного из усилителей, а вторые входы — c одним из выходов генератора опорных сигналов, и два блока измерения проекций, каждый из которых выполнен в виде двух сумматоров, первый вход каждого из которых соединен с выходом одного из синхронных детекторов, а вторые входы соединены между собой, двух индикаторов проекций крайних плоскостей коррекции, вход каждого из которых соединен с выходом одного из сумматоров, и индикатора проекций средней плоскости коррекции, согласно изобретению, снабжено в каждом из блоков измерения проекций двумя выпрямителями, вход каждого из которых соединен с первым входом одного из сумматоров, а выходы соединены между собой и с входом индикатора проекций средней плоскости проекций, аттенюатором, вход которого соединен с выходами выпрямителей, а выход — с вторыми входами сумматоров.

На фиг.1 представлена функциональная схема измерительного устройства балансировочного станка; на фиг.2 — принципиальная схема выпрямителя; на фиг. 3— векторные диаграммы.

Балансируемый коленчатый вал 1 (изображен условно) с тремя противовесами, на которых через X u Y обозначены оси коррекции, устанавливается на опоры балансировочного станка (на чертеже не показаны).

Через оси коррекции проведены две перпендикулярные осевые плоскости коррекции. Устройство содержит два входных блока 2 и 3, каждый из которых состоит из соединенных последовательно датчика 4 (5) дисбаланса, входного сумматора 6 (7), второй вход которого соединен с выходом датчика 5 (4) другого блока 3 (2), и усилителя 8 (9), четыре синхронных детектора 10 — 13, попарно (10 и 12, 11 и 13), связанных с выходом одного из усилителей 8 или 9, генератор

14 опорных сигналов, первый выход которого соединен с вторыми входами синхронных детекторов 10 и 11, а второй выход — с вторыми входами синхронных детекторов 12 и

13, и два блока 15 и 16 измерения проекций.

Каждый из блоков 15 и 16 выполнен в виде двух сумматоров 17 и 18 (19 и 20), первый вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего синхронного детектора 10, 11 (12, 13), а вторые входы соединены между собой, двух выпрямителей 21 и 22 (23 и 24), вход каждого из которых соединен с первым входом

55 соответствующего сумматора 17, 18 (19, 20), а выходы соединены между собой, аттенюаторы 25 (26), вход каждого соединен с выходами выпрямителей 21 и 22 (23 и 24), а выходы — с вторыми входами сумматоров 17 и 18 (19 и 20), двух индикаторов 27 и 28 (29 и 30) проекций крайних плоскостей коррекции, вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего сумматора 17, 18 (19, 20) и индикатора 31 (32) проекций средней плоскости коррекции, вход которого соединен с входом аттенюатора 25 (26).

На представленных на фиг, 3 векторных диаграммах рассмотрены для пояснений варианты расположения проекций дисбаланса в одной из осевых плоскостей, например

Х, а справа от каждого из вариантов — результат пересчета проекций при коррекции с учетом средней плоскости. При этом применены следующие обозначения;

Хл — измеренная проекция дисбаланса в левом противовесе коленчатого вала;

Хп то же, в правом противовесе;

Х1 — результат пересчетадля левого противовеса;

Xz — то же, для среднего противовеса;

Хз — то же, для правого противовеса.

Устройство работает следующим образом.

Колебания опор станка, пропорциональные дисбалансу коленчатого вала 1, воспринимаются и преобразовываются в электрический сигнал датчиком 4 (5) дисбаланса, связанным с опорой балансировочного станка, С помощью входных сумматоров 6 и 7 производится разделение плоскостей коррекции, совпадающих с крайними противовесами. Выходной сигнал сумматора 6 (7) усиливается и фильтруется от помех усилителем 8 (9) и раскладывается на проекции в прямоугольной системе координат с помощью синхронных детекторов

10 (11) и 12 (13), на управляющие входы которых приходят сдвинутые на 90 одно относительно другого выходные напряжения генератора 14 опорных сигналов. Выходные напряжения синхронных детекторов 10 — 13, пропорциональные проекциям дисбаланса в крайних плоскостях коррекции, измеряются и запоминаются индикаторами 27 и 28 для осевой плоскости

X и индикаторами 29 и 30 для осевой плоскости У, Каждый из индикаторов 27 — 32 представляет собой аналоговое запоминающее устройство со стрелочным прибором на выходе. Если в процессе измерения проекций дисбаланса в крайних плоскостях коррекции коленчатого вала, совпадающих с плоскостями крайних противовесов, получаются только положительные знаки

1779960 проекций гнаправление обозначено знаком

"+" на осег,ых плоскостях), т. е, дисбаланс может быть скорректирован в крайних противовесах, то задача балансировки в этом случае сводится к балансировке коленчатого вала с двумя плоскостями коррекции, и коррекция дисбаланса такого коленчатого вала производится по результатам измерения, запоминаемых индикаторами 27 — 30.

Отрицательные проекции, совпадающие с направлением среднего противовеса коленчатого вала, требуют пересчета сигналов, пропорциональных проекциям дисбаланса в крайних плоскостях коррекции, так как скорректировать отрицательную проекцию дисбаланса в крайней плоскости невозможно иэ — за отсутствия материала, Так как средние противовесы расположены посередине коленчатого вала между двумя крайними, т. е. симметрично, то зависимость между проекциями дисбаланса в одной иэ осевых плоскостей (например, Х) может быть представлена в виде:

О, если Х1 >О, Хз > О;

Хг = 2 (Х1), если Х < О, Хз >О;

2 (Хз), если Х1>0, Хз <О;

max ((Х ),(X )j, если Х < О, Хз<О

Х1= X>+ 0,5 Xz;

Хз = Хз + 0,5 Хг: где Х>, Хз — проекции дисбаланса в первом и четвертом противовесах в осевой плоскости Х до пересчета в три плоскости;

Х>, Х2, Хз — проекции дисбаланса в первом, втором, третьем и четвертом противовесах соответственно в осевой плоскости X после пересчета

Из представленных зависимостей следует, что Х равна удвоенному значению наибольшей из отрицательных проекций Х>

/ или Хз, а Х1 и Хз оп) еделяется как алгебраическая сумма 0,5Xz и каждой иэ крайних проекций. Эти же зависимости представлены на векторных диаграммах на фиг, 3, где рассмотрены возможные варианты измерения и пересчета проекций. В осевой плоскости Y зависимости аналогичные, Для решения приведенных выше зависимостей в заявляемом устройстве происходит выделение отрицательных проекций дисбаланса с помощью выпрямителей 21 и

22 (23 и 24), каждый из которых представляет собой операционный усилитель с диодом в цепи обратной связи (см. фиг. 2). Выходы выпрямителей 21 и 22 (23 и 24) объединены между собой через диоды, пропускающие положительную полярность тока на выходе (отрицательную на входе) операционного усилителя, В случае положительной полярности напряжения на входе выпрямителей

21 — 24 (положительные значения проекций о

50 дисбаланса) выход каждого иэ них равен нулю. На выходе выпрямителей 21 и 22 (23 и 24) происходит сравнение напряжений, и на вход индикатора 31 (32) проекций поступает наибольшее иэ напряжений выхода выпрямителей 21 и 22 (23 и 24), Увеличение единицы коррекции в средней плоскости достигается регулировкой коэффициента усиления выпрямителей 21-24. На объединенные вторые входы сумматора 17 и 18 (19 и 20) наибольшее из напряжений выхода выпрямителей 21 и 22 (23 и 24) поступает через аттенюатор 25 (26), который учитывает коэффициент 0,5, приведенный в указанных выше формулах при определении Х1 и Хз (т 1 и Уз). На выходе каждого иэ сумматора 17 — 20 получим сумму напряжений с выхода соответствующего синхронного детектора 10 — 13 и с выхода выпрямителей 21 — 24, В результате индикаторы 27 — 30 проекций, на которых должна быть положительная проекция (рассчитывается в качестве примера случай разнополярных проекций по концам коленчатого вала в одной иэ осевых плоскостей), покажут сумму положительной и отрицательных проекций, индикаторы, на которых должна быть отрицательная проекция, покажут нуль, а на индикаторах 31, 32 проекций средней плоскости показания будут соответствовать удвоенному значению отрицательной проекции в крайней плоскости. В случае получения в одной из осевых плоскостей в крайних противовесах двух отрицательных и разных по величине проекций на индикаторе проекций, где была наибольшая по абсолютному значению проекция, показания будут равны нулю, на индикаторе средней плоскости будет удвоенное значение наибольшей из отрицательных проекций, а на индикаторе, где быта меньшая проекция,— алгебраическая сумма меньшей из проекций и 0,5 проекции s средней плоскости, что соответствует решению поставленной задачи.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет решить уже известную задачу измерения дисбаланса трехплоскостных коленчатых валов значительно быстрее и более просто, сохранив степень автоматизации процесса измерения и необходимый объем информации по параметрам дисбаланса, Формула изобретения

Измерительное устройство балансировочного станка, содержащее два входных блока, каждый из которых выполнен в виде соединенных последовательно датчика дисбаланса, входного сумматора, второй вход

1779960

Составитель Л.Завадский

Редактор С,Кулакова Техред М.Моргентал Корректор А.Козориз

Заказ 4430 Тираж Подписное

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 которого соединен с выходом датчика дисбаланса другого входного блока, и усилителя, генератор опорных сигналов, четыре синхронных детектора., первые входы которых соединены попарно между собой и с выходом одного из усилителей, а вторые входы — с одним из выходов генератора опорных сигналов, и два блока измерения проекций, каждый из которых выполнен в виде двух сумматоров, первый вход каждого из которых соединен с выходом одного из синхронных детекторов, а вторые входы соединены между собой, двух индикаторов проекций крайних плоскостей коррекции, вход каждого из которого соединен с выходом одного из сумматоров, и индикатора проекций средней плоскости коррекции, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокра5 щения времени измерения дисбаланса, оно снабжено в каждом из блоков измерения проекций двумя выпрямителями, вход каждого из которых соединен с первым входом одного из сумматоров, а выходы соединены

10 между собой и с входом индикатора проекций средней плоскости коррекции, аттенюатором, вход которого соединен с выходами выпрямителей, а выход-с вторыми входами сумматоров.