Устройство для подсчета количества нагрузочных циклов деталей механических трансмиссий транспортных машин с дискретным нагружением рабочих элементов

 

"Ъ

Союз Советскии

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11.08.72.(21) 181995 7/11 (51) М. Кл,е

601М 1З 02 с присоединением заявки №

Государствеииый иомитет

Совета Мииистров СССР оо делам иэооретений и открь>тий (23) Приоритет (43) Опубликовано05.07.77 Бтоллетень № 25 (45) Дата опубликования описания 26.08.77 (53) УДК629.113.001..4:620,1.08 2 el (088.8) К. И. Вильперт и О. В. Соколов (72) Авторы изобретения (71) " () Заявитель Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский автомобильный и автомоториый институт

f54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДСЧЕТА КОЛИЧЕСТВА НАГРУЗОЧНЫХ

ЦИКЛОВ ДЕТАЛЕЙ1 МЕХАНИЧЕСКИХ .ТРАНСМИССИЙ

ТРАНСПОРТНЫХ МАШИН С ДИСКРЕТНЫМ НАГРУЖЕНИЕМ

РАБОЧИХ ЭЛЕМЕНТОВ.

Изобретение. относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения нагрузок в трансмиссиях транопортных машин.

Известно устройство для исследования нагруженности деталей механических трансмиссий транспортных средств с непрерывным нагружением элементов (валов), содержашее датчик нагрузки, модулятор для формирования импульса усилители цля раздель 1Q ного j усиления положительных и отрицательных импульсов и анализатор амплитуд 11, Однако это устройство не дает данных по режимам работы деталей с дискретным нагружением (шестерен, подшипников), необходимых для оценки интенсивности их уоталостного разрушения..

Известно и другое устройство для подсчета количества нагрузочных циклов деталей механических трансмиссий транспортных Я машин с дискретным нагружением рабочих элементов (шестерен, подшипников и др,), содержатцее датчики нагрузки и числа оборотов трансмиссии, соединенные соответст,венно .с распределителем импульсов опроса 25 по передачам и распределителем импульсов опроса по интервалам нагрузки, и блок счет чиков нагрузочных циклов, соединенный с выходом распределителя импульсов по интервалам нагрузки f2).

Данное устройство является наиболее близким к изобретению по технической сущности и.достигаемому, результату, г

Недостатком его является отсутствие возможностирегистрировать нагрузки в любой точке трансмиссии дифференцированно по диапазонам частотного спектра и йевысокая точность измерения, что ограничивает эксплуатационные возможности и область применения.

Цель изобретения » обеспечение регис оации нагрузочного процесса дифференцированно по диапазонам частотного спектра и повышения точности измерений.

Это достигается тем, что устройство снабжено ограничителем частоты и преобразователем "амплитуда-время", один из входов которого соединен с выходом ограничителя частоты, другой - с датчиком числа оборотов трансмиссии, а выход — с распределителем

564559 з импульса опроса по интервалам нагрузки, при этом датчик нагрузки подключен ко входу ограничителя частоты через тензоусилителЬ с переменным коэффициентом усиления.

На чертеже изображена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство включает датчик нагрузки 1, состоящий из тензодатчиков (вход 1) и тензоусилителя 2 с автоматически меняющимся ! (в зависимости от включенной передачи) ко- щ эффициентом усиления; ограничитель часто- ты 3, содержащий фильтр нижних частот с регулируемой полосой среза; преобразовательI "амплитуда-время" 4, состоящий из одновибратора 5, модулятора 6 и зарядно ° разрядного устройства 7; распределитель импульсов опроса по интервалам нагрузки

8, в который входят одновибратор 9, устройство запуска генератора масштаба . времени 10, генератор масштаба времени

ll и шаговый распределитель 12; датчик числа оборотов трансмиссии 13, включаю щий- датчик импульсов опроса (вход 2), формирователь-ограничитель сигнала опрсьса 14 и блокинг-генератор 15; распредели- 2s тель импульсов опроса по передачам 16, включающий релейное устройство и транзисторный усилитель; и блок счетчиков 17 нагрузочных циклов, состоящий из электронных счетчиков 18, счетно-.регистрирующего,зо блока 19 с электромеханическими счетчиками и счетчика общей суммы импульсов опроса (нагрузочных циклов) 20.

Тенэоусилитель 2, использованный в ycr- м ройстве, снабжен потенциометрами для ба-; лансировки измерительного моста по емкооти и сопротивлению, потенциометрами для установки требуемого коэффициента усиления раздельно по передачам трансмиссии, о устройством для автоматическогоступенчатого, изменения коэффициента усиления при изменении передаточного числа трансмиссии, потенциометрами для ручного регулирования начального порога напряжения (условного 45 нулями и устройством для автоматического переключения начального порога напряжения в зависимости от используемого в данный момент передаточного числа трансмис- сии (на чертеже не показано). Выход тен- 5О зоусилителя 2 через ограничитель частоты

3 соединен со входом преобразователя

"амплитуда-время", который работает по ме тоду заряда конденсатора памяти до величины,, преобразуемого сигнала напряжения и последующего его разряда токс л постоянной величины.

Выход преобразователя "амплитуда-время"

4 соединен со входом распределителя 8 импульсов опроса по интервалам нагрузки. Ж

Шаговый распределитель 12 представляет собой цепочку триггеров, работающих по схеме кольцевого счетчика (или регистра сдвига}, управляемого серией импульсов генератора масштаба времени: 11, который представляет собой управляемый блокинг— генератор на триоде, запускаемый и останавливаемый устройством запуска 10. Illaговый распределитель 12 имеет количество выходов, равное числу разрядов (интервалов) регистрируемого диапазона нагрузки и такое. же количество схем совпадений, выходы которых присоединены к электронным счетчикам 18 (пересчетным схемам). Такая конструкция позволяет осуществить дифференциальный амплитудный анализ сигнала от тензодатчика по (р импульсам опроса {оборотам транСмиссии).

Электронные счетчики 18 (пересчетные схемы), соединенные с электромеханическими счетчиками блока 19, представляют собой двойные транзисторные счетчики с пятью ячейками. Они дают большой коэффициент пересчета, величина которого определяется предельной частотой срабатывания электромеханических счетчиков, исполь-: зованных в счетнорегистрирующем блоке

19, и частотой сигналов, поступающих от датчика числа оборотов трансмиссии. Частота опроса задается в зависимости от частоты колебаний исследуемого колебательного процесса.

Счетно-регистрирующий блок 19 конст, руктивно может быть оформлен отдельно ох блока 1 7 устройства. Количество счетчиков в блоке 19 определяется числом ступеней изменения передаточного числа (количеством передач) трансмиссии и заданным количеством разрядов:(интервалов), на которое разбивается весь возможный диапазон изменения регистрируемой нагрузки. В счет но-регистрирующем блоке 19 имеются счет чики, суммирующие количество импульсов опроса по всем разрядам нагрузки на данной передаче.

Распределитель импульсов по передачам

16 электрически связан с тенэоусилителем

2, электронными счетчиками 18 и счетчиками блока 19. Он представляет собой транзисторно-релейную схему, позволян>щую автоматически при переклн.чении передач включать соответствующий ряд счетчиков счетно-регистрирующего блока 19, менять коэффициент усиления тензоусилителя

2, осуществлять сброс электронных счет чиков 18 и переключать установку нулевого порога тензоусилителя 2. Он состоит из реле, промежуточного усилителя на три<>. дах, системы диодов и сопротивлений (на чертеже не показано).

564559

2

4S

В качестве датчика импульсов опроса нагруэочного процесса по количеству оборотов трансмиссии (вход 2 ) датчика числа оборотов трансмиссии 13 могут быть использованы датчики различного типа. Например, датчик на базе фотодиодов с дискретным воздействием на него луча света, электроконтактные или индукционные датчики и т. II. На транспортных машинах с двигателями, в систему зажигания которых, входит прерыватель-распределитель, может быть использован прерыватель цепи низкого напряжения.

Формирователь-ограничитель сигнала ойроса 14 включен в устройство на случай, :когда в качестве датчика оборотов используется прерыватель системы зажигания.

В цепи низкого напряжения системы зажигания двигателя, в которую помимо прерывателя входит первичная обмотка индукционной катушки и конденсатор, при ее раэмыкалии образуется процесс затухающих синусоидальных колебаний с максимальной амплитудой до 150 В. Формирователь 14 служит для выделения первого импульса и предотвращения многократного прохсакдения импульсов при одном размыкании цепи.

Выход формирователя-ограничителя 14 сигналов опроса через блокинг-генератор

15 электрически связан со входами одновибраторов 5 и 9 преобразователя "амплитуда-время 4 и распределителя импульсов опроса 8 по интервалам нагрузки.

Блокинг-генератор 15 в цепи базы триода содержит переключатель, который позволяет переключать его с внешнего управления на самовозбуждение. Режим самовозбуждения используется при наладке и настройке устройства. Работа блокинг-генератора 15 в режиме, самовозбуждения позволяет также применять устройство для получения ряда распределения нагрузки пр времени.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал or полумоста тензодатчиков (вход 1), наклеенных. на деталь, нагруженность которой исследуется, пропорционален ный величине действующей нагрузки, поступает на тенэоусилитель 2 ° Усиленный сигнал (коэффициент усиления зависит от настройки усилителя и включенноф передачи) проходит через ограничитель частоты 3 с регулируемой полосой среза и поступает на вход преобразователя "амп итуда-время .

Тактовая частота преобразования опт .дедяется частотой сигналов (импульсов), поступающих от датчика импульсов опроса (вход 2), которые через формировательограничитель сигнала опроса 14 управляют срабатыванием блокинг-генератора 15, Импульс блокинг»генератора 15 за ускаег одновибрагоры 5 и 9. Одновибратор 5 выдает импульс на модулятор 6. Модулятор 6 пропускает импульс, равный по величине мгновенному значению сигнала нагрузки, зарегистрированного тензодатчиками на конденсатор зарядно-разрядного устройства 7, заряжая его до напряжения имп-! пульса, последующий разряд которого;постоянным по величине током преобразует величину мгновенного напряжения сигнала в интервал времени, пропорциональный этой ве;шчнне, B конце интервала времени эарядно-разрядное устройство 7 формирует короткий импульс, поступающий на шаговый распредели тель 1 2. Сигнал с одновибра тора

9 запускает через устройство запуска 10 генератор масштаба времени 11. Импульсы генератора масштаба времени 11 поступают на шаговый распределитель 12, количество выходов которого равно принятому числу регистрируемых устройством интервалов нагрузки. В зависимости от интервала време- ни, сформйрованного в эарядно-разрядном устройстве 7, который пропорционален величине сигнала датчика нагрузки 1, импульс. с зарядно-разрядного устройства 7 поступает на тот или. иной выход шагового распределителя 12, что обеспечивается схемой согласований шагового распределителя (схема кольцевогб счета), Сигнал с последнего выхода шагового распределителя 12 ,при помощи устройства запуска.10 прекращает работу генератора масштаба времени

11 и подготавливает схему преобразователя амплитуда-время 4 к приходу следующего тактового импульса оборотов. Для пересчета импульсов, поступающих от генератора . масштаба времени 11 в блок 17 использо-. ваны! электронные счетчики 18, которые присоединены к выходам шагового распределителя 12, а один из них - непосредственно ° к блокинг:генератору 15. Сброс всех элект ронных счетчикок .18 при переключении передач осуществляется при помощи релейного 3 устр...йства распределителя импульсов;опроса по передачам 16. Включение электромеханических счетчиков блока 19, изменение коэффициента чувствительности тензоусилителя 2 и начального порога напряжения в зависимости or включенной передачи производится автоматически при помощи .распределителя импульсов опроса Iio передачам

16 регистрирующего включенную передачу (вход 3), Устройство позволяет автоматически в процессе непрерывного длительного движения транспортной машины получать сгагистиче=кие ряды распределения нагрузки, регистрируемой гепзодагчиками, IIo количеству

564559

Вюд

7 импульсов anðîcà (оборотам трансмиссии или времени) раздельно по передачам (передаточным числам трансмиссии), Для деталей механических трансмиссий транспортных машин с дискретным нагруженнем (шестерни, подшипники и др.) число нагрузочных циклов пропорционально количеству оборотов.

Формула иэоб ре тени я

Устройство для подсчета количества нагрузочных циклов деталей механических трансмиссий транспортных машин с дискретным нагружением рабочих элементов, содержашее датчики нагрузки и числа оборотов трансмиссий, соединенные соответственно с распределителем импульсов опроса по передачам и распределителем импульсов опро- са по интервалам нагрузки, и блок счетчи- 2О ков нагрузочных циклов, соединенный с выходом распределителя импульсов опроса по интервалам нагрузки, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью обеспечения регистрации нагруэочного процесса дифференцированно по диапазонам частотного спектра и повышения точности измерения, устройст во снабжено. ограничителем частоты и преобразователем "амплитуда-время", один нз входов которого соединен с выходом ограничителя частоты, другой - с датчиком числа оборотов трансмиссии, а выход с распределителем импульсов опроса по интервалам нагрузки, при этом датчик нагрузки подключен ко входу ограничителя частоты через тензоусилнтель с переменным коэффициен том усиления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Гольд В. В. и др. Основы прочности и долговечности автомобиля, M., 1967, с.

42 44.

2. Соколова О. В. Исследование режи» мов работы механизмов автомобилей в эксплуатационных условиях, М., 1963, с 1719..ПНИИПИ Заказ 2143/208

Тираж 1101 Подписное

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4