Устройство для балансировки
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ЕДОМСТВО СССР ОСПАТЕНТ СССР) 1) 4930483/28 2) 02.04,91 6) 07.02.93. Бюл. N. 5 1) Совместное предприятие "Дельфин-диностика" 2) О.Б.Скворцов, В.M.Tàðàêàíîâ, П.С.Коевников, В,И.Сутормин и Д,К.Шевцов 6) Авторское свидетельство СССР 1360358, G 01 N 1/38, 1986. Авторское свидетельство СССР 729458. G 01 N 1/38, 1977. 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БАЛАНСИРОВКИ 7) Изобретение относится к балансировочй технике. Цель изобретения — повышее точности за счет более точного деления узкополосных составляющих и ( ( ( ( а (н н в Изобретение относится к балансирочной технике и может быть использовано я поЪуавтоматической прецизионной бансировки на ходу роторов, в частности, ифовальных кругов. Известно устройство для балансировки, держащее датчик, усилитель и АЦП, исльзующее аналого-цифровое преобразоние для повышения точности лансировки. Однако известное устройстне обеспечивает высокой точности бансировки, т,k. при низких уровнях брации возрастает число ложных срабаваний от случайных помех, а форма вибсигнала значительно отличается от нусоиды. Кроме того, данное устройство удобно в обслуживании и обеспечивает кий диапазон применения, т,к. требует начия фазовращателя, который имеет ограчения по частоте вращения и который в д л ш С в б в л в ть р с уз л н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ „„ „„ 1793291 А1 коррекции фаэовой задержки. По сигналу с датчика оборотной частоты в счетчик записывается фазовая задержка сигнала датчика вибрации, которая может быть скорректирована второй группой переключателей. Из элементов памяти кодов синусной и косинусной функций производится выборка кодов, поступающих через умножающие цифроаналоговые преобразователи на фильтры нижних частот. По их выходным сигналам формируется сигнал, характеризующий модуль вектора дисбаланса и отображающийся на элементах индикации, Первая группа переключателей обеспечивает управление исполнительными механизмэми. 3 ил, ° а зачастую невозможно встроить по конструктивным или эксплуатационным условиям; Наиболее близким является устройство для балансировки, содержащее установленный на роторе корректирующий узел, датчик вибрации, усилитель, первый и второй пороговые элементы, выход датчика вибрации соединен со входом усилителя, О Недостатком этого устройства является и относительно низкая точность балансировки, что связано с частотной зависимостью результатов оценки уровня вибрации и сложностью оценки положения дисбаланса. Целью изобретения является повышение точности балансировки. Поставленная цель достигается тем, что устройство для балансировки, содержащее установленный на роторе корректирующий узел, выполненный в виде четырех исполнительных механизмов, датчик вибрации, со1793291 единенный с его выходом усилитель, первый и второй пороговые элементы, снабжено последовательно соединенными датчиками оборотной частоты, формирователем и умножителем частоты, первым, вторым и третьим умножающими цифроаналоговыми преобразователями, пятью счетчиками, двумя фильтрами нижних частот, элементом памяти кодов синусной функции, элементом памяти кодов косинусной функции, йсточником положительного опорного напряжения, источником отрицательного опорного напряжения, шестью пороговыми элементами, элементом памяти кордов квадратичной функции, узлом формирования модуля вектора, индикатором, четырьмя элементами совпадения, первой и второй группами резисторов, пер- вый и второй группами переключателей, восемью элементами индикации, четырьмя делителями напряжения и генератором тактовых импульсов, выход которого соединен с первым входами элемейтов совпадения, вторые входы которых предназначены для соединения с шиной нулевого логического сигнала через первую группу резисторов и через первую группу переключатели с шиной единичного логического сигнала, а выходы — со счетными входами соответствующих счетчиков и входами соответствующих исполнительных механизмов корректирующего узла, вход индикатора соединен с выходом первог умножающего цифроаналогового преобразователя, аналоговый и цифровые входы которого соедине ны соответственно с выходом узла формирования модуля вектора и выходом элемента памяти кодов квадратичной функции, входы которого соединены с выходом .кода периода умножителя частоты, выход усилителя соединен с входами второго и третьего умножающих цифроаналоговых преобразователей, выходы которых соединены соответственно с входами первого и второго фильтров нижних частот, выходы которых соединены с входами узла формирования модуля вектора, выход первого фильтра нижних частот соединен с прямыми входами первого и второго, а также с инверсйыми входами третьего и четвертого поро говых элементов, выход второго фильтра нижних частот соединен с прямыми входами пятого и шестого и с инверсными входами седьмого и восьмого пороговых элементов, выходы пороговых элементов соединены с соответствующими элементами индикации. источник положительного опорного напряжения соединен с инверсными входами первого и пятого пороговых элементов и через соответствующие делители напряжения с инверсными входами второго и шестого пороговых элементов, источник отрицательного опорного напряжения соединен с прямыми входами четвертого и восьмого, и через соответствующие делители напряжения — с прямыми входами третьего и седьмого пороговых элементов, выход формирова еля соединен с входом записи пятого счетчика, тактовый вход которого со"0 единен с выходом умножителя частоты, а информационные входы предназначены для соединения через вторую группу резисторов с шиной единичного логического сигнала и через вторую группу переключателей 15 с шиной нулевого логического сигнала, а выходы пятого счетчика соединены с входами элементов памяти кодов синусной и косинусной функции, выходы которых соединены соответственно со входами вто20 рого и третьего умножающих цифроаналоговых преобразователей. На фиг. 1 показана структурная схема устройства балансировки; на фиг, 2 — расположение элементов индикации; на фиг, 3— пример выполнения умножителя частоты. Устройство для балансировки содержит установленный на роторе корректирующий узел, выполненный s виде четырех исполнительных механизмов 1 — 4, датчик вибрации 30 5, соединенный с его выходом усилитель 6, первый 7 и второй 8 пороговые элементы. Устройство также снабжено датчиком 9 обсротной частоты, формирователем 10, умножителем частоты 11, первым 12, вторым 13 и третьим 14 умножающими цифроаналоговыми преобразователями, пятью счетчиками 15 — 19, двумя фильтрами нижних частот 20 и 21, элементом памяти 22 кодов синусной функции, элементом памяти 23 кодов 40 косинусной функции 23, источником 24 положительного опорного напряжения, источником 25 отрицательного опорного напряжения, шестью пороговыми элементами 26 — 31, элементом памяти 32 кодов квадратичной функции, узлом формирования 33 модуля вектора, индикатором 34, четырьмя элементами совпадения 35 — 38, генератором 39 тактовых импульсов, выход которого соединен с первыми входами четырех эле50 ментов совпадения 35 — 38, вторые входы которых предназначены для соединения с шиной 40 нулевого логическогр сигнала через первую группу резисторов 41 и через первую группу переключателей 42 с шиной 55 43 единичного логического сигнала, а выходы — со счетными входами соответствующих счетчиков 15-18 и входами соответствующих исполнительных механизмов 1-4 корректирующего узла, вход индикатора 34 соединен с выходом nepsoro 1793291 30 да), соответствующие коэффициенты 35 записаны в элемент памяти 32, который со40 50 переключателей 42, обеспечивая коррекцию дисбаланса. 55 При этом импульсы генератора 29 обесyìíoæàþùåão цифроаналогового преобразователя 12, аналоговый и цифровые входы оторого соединены соответственно с выхоом узла 33 формирования модуля вектора выходом элемента памяти кодов квадраичной функции 32, входы которого соедиены с выходом кода периода умножителя астоты 11, выход усилителя 6 соединен с 1 ходами второго 13 и третьего 14 умножающих цифроаналоговых преобразователей, ыходы которых соединены соответственно входами первого 20 и второго 21 фильтров ижйих частот, выходы которых соединены входами узла формирования модуля вектора 33, выход первого фильтра 20 нижних астот соединен с прямыми входами первог 7 и второго 8, а также с инверсными ходами третьего 26 и четвертого 27 поровых элементов, выход которого фильтра 1 нижних частот соединен с прямыми вхоами пятого 28 и шестого 29 и с инверсными ходами седьмого 30 и восьмого 31 порогоых элементов, выходы пороговых элеменов 7, 8, 26 — 31 соединены с coo TBeTcTBóeùèìè элементами индикации 4-51, источник положительного опорного апря>кения 24 соединен с инверсными вхоами первого 7 и пятого 28 пороговых элеентов и через соответствующие делители ! 52 и 53 напря>кения с инверсными входами торого 8 и шестого 29 пороговых элемент в, источник отрицательного опорного наряжения 25 соединен с прямыми входами ч етвертого 27 и восьмого 31 и через соответствующие делители 54 и 55 напряжения с рямыми входами третьего 26 и седьмого 30 ороговых элементов, выход формирователя 10 соединен с входом записи пятого счет1 ч ка 19, тактовый вход которого соединен с выходом умножителя частоты 11, а инфорационные входы предназначены для соеинения через вторую группу резисторов 56 с шиной 42 единичного логического сигнала и через вторую группу переключателей 57 с шиной 40 нулевого логического сигна- 4 л а. а выходы пятого счетчика 19 соединены с входами элементов памяти кодов синусной 22 и косинусной 23 функции, выходы которых соединены соответственно с входами второго 13 и третьего 14 умножающих цифроаналоговых преобразователей. Устройство для балансировки работает следующим образом. При прохождении метки, установленн ой на роторном механизме, датчик оборотной частоты 9 формирует сигнал, из которого формирователь 10 обеспечивает получение короткого импульса стандартной амплитуды и длительности, Этот импульс обеспечивает запись в счетчик 19 начального кода, характеризующего фазовую задержку сигнала вибрационного датчика 5, Величина этой задержки может быть скорректирована соответствующим переключением переключателей 57, Одновременно этот импульс запускает очередной цикл работы умножителя частоты 11, в котором формируется частота, в М раз большая оборотной, где M — коэффициент пересчета счетчика 19, и код оценки периода. 8ыходные сигналы этого умножителя запускают счетчик 19, на выходе которого формируется код. обеспечивающий выборку из элементов памяти (ПЗУ) 22 и 23 кодов синусной и косинусной функций с заданным фазовым сдвигом. Эти коды поступают на умножающие цифроаналоговые преобразователи 13 и 14, в которых происходит умножение вибрационного сигнала с датчика 5, предвари тельно усиленного с помощью усилителя 6, на синусную и косинусную функцию, Полученные произведения усредняются фильтрами нижних частот 20 и 21, на выходах которых формируются сигналы, характеризующие ортогональные составляющие вектора дисбаланса, По этим составляющим узлом 33 формируется сигнал, характеризующий модуль вектора дисбаланса по оценке виброускорения, Поскольку величина дисбаланса связана с вибросмещением, которое связано с ускорением коэффициентом, пропорциональным квадрату частоты (обратно пропорциональным квадрату периовместно с умножающим цифроаналоговым преобразователем 12 обеспечивает вывод на индикатор 34 оценки величины дисбаланса, Одновременно выходные сигналы фильтров нижних частот поступают на пороговые элементы 7, 8, 26 — 31, которые обеспечивают в наглядной форме с помощью элементов индикации 44 — 51 (фиг. 2) указание на пространственное положение дисбаланса. Например, если светятся индикаторы 49, 48 и 46„это показывает, что вектор дисбаланса А направлен между этими индикаторами и ближе к условной оси, проходящей через индикаторы 49 и 48. Это позволяет оператору воздействовать на соответствующие исполнительные механизмы 1-4 с помощью печи ва ют соответствующие с рабаты в а ния исполнительных механизмов и счетчиков 15 — 18. В последн, х формируется интегральная оценка воздействия на исполнительные . механизмы, что позволяет при повторной 1793291 балансировке легко выйти на требуемые начальные условия или при прекращении ба лансировки вернуться к моменту ее пргкра щения, Поскольку полученные оценки положения и величины дисбаланса требуют минимального числа аналоговых узлов, включенных последовательно, обеспечиваФормула изобретения Устройство для балансировки, содержащее установленный на роторе корректирующий узел, выполненный в виде четырех исполнительных механизмов, датчик вибрации, соединенный с его выходом усилитель и первый и второй пороговые элементы, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности балансировки, оно снабжено последовательно соединенными датчиком оборотной частоты, формирователем и умножителем частоты, первым, вторым и третьим умножающими цифроаналоговыми преобразователями, пятью счетчиками, двумя фильтрами нижних частот, элементом памяти кодов синусной функции,-элементом памяти кодов косинусной функции, источником положительного опорного напряжения, источником отрицательного опорного напряжения, шестью пороговыми элемента- ми, элементом памяти кодов квадратичной функции, узлом формированиИ модуля вектора, индикатором, четырьмя элементами совпадения, первой и второй группами резисторов, первой и второй группами переключателей, восемью элементами индикации, четырьмя делителями напряжения и генератором тактовых импульсов, выход которого соединен с первыми входами элементов совпадения, вторые входы которых предназначены для соединения с шиной нулевого логическото сигнала через первую группу резисторов и через первую группу переключателей с шиной единичного логического сигнала, а выходы — со счетны : ми входами соответствующих счетчиков и входами соответствующих исполнительных механизмов корректйрующего узла, вход индикатора соединен с выходом первого умножающего цифроаналогового преобразователя, аналоговый и цифровые входы которого соединены соответственно с выходом узла формирования модуля вектора и выходом элемента памяти кодов квадратич ется повышенная точность эа счет устранения дрейфа нуля аналоговых узлов, а выделение узкополосной составляющей вибрации на оборотной частоте и коррекция фазовой задержки обеспечивает снижение соответствующих погрешностей и повышение точности балансировки, ной функции, входы которого соединены с выходом кода периода умножителя частоты, выход усилителя соединен с входами второго и третьего умножающих цифроаналоговых преобразователей, выходы которых соединены соответственного с входами первого и второго фильтров нижних частот, выходы которых соединены с входами узла формирования модуля вектора, выход первого фильтра нижних частот соединен с первыми входами первого и второго, а также с инверсными входами третьего и четвертого пороговых элементов, выход второго фильтра нижних частот соединен с прямыми входами пятого и шестого и с инверсными входами седьмого и восьмого пороговых элементов, выходы пороговых элементов соединены с соответствующими элементами индикации, источник положительного опорного напряжения соединен с инверсными входами первого и пятого пороговых элементов и через соответствующие делители напряжения с инверсными входами второго и шестого пороговых элементов, источник отрицательного опорного напряжения соединен с прямыми входами четвертого и восьмого и через соответствующие делители напряжения — с прямыми входами третьего и седьмого пороговых элементов, выход формирователя соединен с входом записи пятого счетчика,такговый вхсд которого соединен с выходом умножителя частоты, информационные входы предназначены для соединения через вторую группу резисторов с шиной единичного логического сигнала и через вторую группу переключателей с шиндй нулевого логического сигнала, а выкоды пятого счетчика соединены с входами элементов памяти кодов синусной и косинусной функций, выходы которых соединены соответственно с входами второго и третьего умножающих цифроаналоговых преобразователей, 1793291 1793291! Составитель О,Скворцов Техред M.Mîðãåíòàë Корректор С.Патрушева Редактор Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 498 Тираж . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5
