Устройство для измерения неравномерности вращения вала

 

о и "" ",и .:к

ИЗОБРЕТЕН ИМ

Союз Советских

Социалистических

Республик >717664

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28.10.77 (2! ) 2537279/18-10 с присоединением заявки РЙ— (23) Приоритет (5 3 ) M. Кд.

G О! P 15/08

Ьвударетеенны1 квинтет

СССР ае делам нзобретеннй н вткрытнй (53) УДК

531.7б8 (088.8) Опубликовано 25.02.80 Бюллетень М

Дата опубликования описания 28.02.80

4Ф С М Ц М Ф. и ФЗуД (72) Автор изобретения

Б. Е. Синдаловский

Ленинградское ордена Октябрьской Революции высшее инженерно-морское училище им. С. О. Макарова (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НЕРАВНОМЕРНОСТИ

ВРАЩЕНИЯ ВАЛА

Изобретение относится к измерительной техники и может быть использовано для конт( роля и измерения параметров вращения валов различных электрических машин.

Известно устройство для измерения неравномерности вращения, содержащее инерционную

3 массу, установленную в подшипниках на иссле- дуемом валу и связанную с ним упругой связью, поворотную ось, размещенную на инерционной массе перпендикулярно оси вала и !

О связанную с ней поводковой передачей, оптическую систему съема сигнала, зеркало кото. рой укреплено на указанной оси в точке ее пересечения с осью вала, и экран, При неравномерной частоте вращения исследуемого вала появляется угол сдвига между sahoM и инер- ционной массой, которая через поводковую передачу отклоняет упомянутое зеркало, Отраженный от зеркала луч описывает на экране кривую, представляющую собой диаграмму неравномерности вращения вала. Неравномерность оценивается путем сравнения кривой отраженного луча на экране с нулевой окружностью равномерного вращения (1).

Однако точность, обеспечиваемая устройством, невелика, поскольку она определяется погрешностями изготовления и сборки деталей устройства, а также погрещностью сравнения кривой отраженного на экране луча с нулевой окружностью. Инерционная масса загружает исследуемый вал, Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство для измерения неравномерности вращения вала, содержащее тахогенератор, выполненный в виде жестко связанного с контролируемым валом ротора с 3-х фазной обмоткой и статора с полупроводниковым элементом, расположенным в его расточке, двухполюсный кольцевой магнит, укрепленный на контролируемом валу через упругий подвес, и неподвижные, установленные на равном расстоянии друг от друга вокруг кольцевого магнита, полупроводниковые потокочувствительные элементы, подключенные через усилители к обмотке ротора тахогенератора (2).

Недостатком этого устройства является низкая точность, обусловленная тем, что на сиг717664 4 блока 4 вычитания и масштабирующего усилителя 6 присоединены, соответственно, регист. рирующие приборы 12, 13 и 14. С помощью устройства яеравномеряость вращения N определяется по известной зависимости

U U U U

20 палы, снимаемые с полупроводниковых пото кочувствительных элементов, значительно влияет неидентичность зазоров между двухполюсным кольцевым магнитом и полупроводниковыми потокочувствительными элементами. В свою очередь величины зазоров зависят от точности установки полупроводниковых потокочувствительных элементов, от механических свойств деталей упругого подвеса и or вибрации исследуемого вала. Отмеченные случайные факторы искажают кривые токов фаэ обмоток ротора и делают их неидентичными.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

Это достигается тем, что в устройство для измерения неравномерности вращения вала, содержащее тахогенератор, вал которого связан с исследуемым валом, и схему обработки выходного сигнала тахогенератора, введены блок деления, масштабирующий усилитель, блоки вычитания и суммирования, входы которых соединены с выходами блоков выделения наименьшего и наибольшего значения Э Д,С входы которых, соединены с выходом тахогенератора, выход блока вычитания соединен с одним из входов блока деления, а выход блока суммирования через масштабирующий усилитель со вторым входом блока деления.

Введенные блоки регистрации среднего значения напряжения, неравномерности вращения и

ЭДС тахогенератора соединены соответственно с выходами масштабирующего усилителя, блока деления и тахогенератора, Блок выделения наименьшего значения ЭДС тахогенератора состоит иэ соединенных с выходом тахогеиератора и последовательно включенных блока вычитания, пикдетектора, сумматора . и подключенного к вторым входам блока вычитания и сумматора источника постоянного тока.

На чертеже представлена структурная схема предложенного устройства.

Устройство содержит тахогенератор 1, свя» эаяные с ним блоки выделения- наибольшего 2 и наименьшего 3 значений ЭДС тахогенератора, блоки вычитания 4 и суммирования 5, входы каждого иэ которьк соединены с вышеупомянутыми блоками 2 и 3, масштабирующий усилитель 6 и блок 7 деления, - к которому подключены блок 4 вычитания и через масштабирующий усилитель 6 блок 5 суммирования, Блок 3 выделения наименьшего значения ЭДС тахогенератора состоит из последовательно включенных с тахогенератором 1 блока вычитания 8, пикдетектора 9, сумматора 10 и подключенного к блокам 8 и 10 источнйьса"постоянного тока 11. К выходам тахогенератора 1, 25

$6

55 й=

МВ Ф

Оср где Омакс Омин» 0ср — наиболынее, наименьшее и среднее значения напряжения ЭДС тахо генератора.

Устройство работает следующим образом, I

Электродвижущая сила обмотки тахогенератора 1 одновременно прикладывается к входам блоков выделения наибольшего 2 и наименьшего 3 значений ЭДС тахогенератора.

С выхода блока 2, содержащего пикдетектор, снимается постоянное напряжение, равяое наиболыпему значению ЭДС тахогенератора. В блоке 3 выделяется наименьшее значение ЭДС тахогенератора. Для этого B блоке 8 вычитания из напряжения тахогенератора вычитают постоянное напряжение источника 11, смещая кривую наппяжения тахогенератора в область напряжений противоположной (отрицательной) полярности. Из полученного сигнала пикдетектор 9 выделяет наибольшее отрицательное напряжение. Сумматором 10 напряжение пикдетектора 9 суммируют с постоянным положительным напряжением источника 11, смещая напряжение выхода пикдетектора 9 в область положительной полярности. Напряжение положительного и отрицательного смещения равны. На выходе сумматора 10 (бло:ка 3) получают напряжение равное наименьшему значению ЭДС тахогенератора, С блоков выделения наибольшего. 2 и наименьшего 3 значений ЭДС тахогенератора напряжения прикладываются к блоку 4 вычитания, где вычисляется напряжение 0макс0мин, и к блоку 5 суммирования, где подсчитывается величина Омакс + UMrrii. Масштабирующий усилитель 6 определяет среднее значение напряжения тахогенератора, умеяьшая

shoe напряжение выхода блока 5 суммирования. Неравномерность вращения и вычисляется блоком 7 деления, путем деления выходного сигнала блока 4 на выходной сигнал блока 6. Регистрирующие устройства 1214 фиксируют ЭДС тахогенератора, неравно- . мерность вращения и среднее значение напряжения тахогенератора соответственно.

Предложенное устройство позволяет с высокой точностью оценить неравномерность вращения роторных машин и, в частности, высокоскоростных электродвигателей. Выходной сигнал, пропорциональный неравномерности вращения, не требует последующей обработки и может быть зарегистрирован

ЦНИИПИ Заказ 9833/62

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 регистрирующим устройством, а также введен в вычислительные устройства с целью автоматизации измерений.

Формула изобретения

1, Устройство для измерения неравномерности вращения вала, содержащее тахогенератор, вал которого жестко связан с исследуемым валом, и схему обработки выходного сигнала тахогенератора, о т л и ч а ю щ -е ес я тем, что с целью повышения точности измерения, в него введены блок деления; масштабнрующий усилитель, блоки вычитания и суммирования, входы которых соединены с выходами блоков выделения наименьшего и наибольшего значений ЭДС, входы которых соединены с выходом тахогенератора, выход блока вычитания соединен с одним из входов блока деления, а выход блока суммирования

7!7664 6 через масштабирующий усилитель — c вторым входом блока деления, причем введенные блоки регистрации среднего значения напряжения, неравномерности вращения и ЭЛС тахогенератора соединены соответственно с выходами уаасштабирующего усилителя, блока деления и тахогенератора.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что блок выделения наимень1о mего значения ЭДС тахогенератора состоит из соединенных с выходом тахогенератора последовательно включенных блока вычитания, пикдетектора, сумматора и подключенного к вторым входам блока вычигания и сумматору ь источника постоянного тока.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР М 458763, кл. G 01 P 15/08, 1973. эо 2, Авторское свидетельство СССР И 444982, кл. G 01 P 15/00, 1973 (прототип).

Тираж 1019 Подписное