Способ определения жесткости упру-гих элементов исполнительного mexa-низма

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (ц823929 (6f) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 020779 (21) 2791456/25-28 с присоединейием заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 230481. Бюллетень М 15 (з )м. к.

G 01 М 5/00

Государственный комнтет

СССР по делам изобретений н открытий (5З) УАК531. 781. 2:

539 3(088 8) Дата опубликования описания 2304.81 (72) Автор . изобретения

Н.В.Мельников

{71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ EECTKOCTH УПРУГИХ

ЭЛЕМЕНТОВ ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО МЕХАНИЗМА

Изобретение относится к исследов няю упругих свойств узлов машин, в частности к способам определения жесткости элементов исполнительных механизмов, например, роботов, и может быть использовано для определения жесткости механической части электроприводов.

Известен способ определения жесткости упругих элементов узлов исполнительных механизмов путем приложения к испытуемым узлам нагрузки и

Измерения перемещения узлов (1).

Однако, вследствие -приложения нагрузки, не исключена возможность повреждения исследуемого механизма при определении жесткости его упру гих элементов.

Наиболее близким к предлагаемому является способ (.2) определения жесткости упругих элементов исполнИтельного механизма, заключающийся s том, что затормаживают выходной вал исполнительного механизма, создают нагрузку на входном валу механизма приложением вращающегося момента задан« ной величины, измеряют угловую де- 30 формацию от действия этого момента и вычисляют жесткость по формуле

М

С

d9 где М вЂ” вращающий момен т; вЧ вЂ” угловая деформация;

С вЂ” жесткость упругих элементов °

Однако при определении жесткости этим способом также не исключено повреждение исследуемого механизма, вследствие прикладывания к входному валу исследуемого механизма значительных моментов затормаживания выходного вала.

Цель изобретения — исключение повреждения исследуемого механизма

BPH e eHHH e T O TH его упругих элемен тов е

Поставленная цель достигается тем, что устанавливают на входе и выходе механизма по идентичному тахогенератору,создают вращающий момент зада@ной величины на входе механизма с помощью двигателя постоянного тока при отсутствии момента сопротивления и разомкнутых якорных обмотках тахогенераторов, измеряют время, в течение которого вращающий момент уравновешивается силами упругой

823929 деформаиии элементов механизма, выключают двигатель постоянного тока, и после его полной остановки, завжкают якорные обмотки тахогенераторов и вновь создают вращающий момент той же величины на входе механизма, измеряют разность ЭДС тахогенераторов и момент времени, равный измеренной величине, а затем вычиспяют жесткость по формуле

МСеФ

С 10

J

Ь Et где С - жесткость упругих элементов;

М -вращающий момент;

Ср -конструктивная постоянная; ° (5

Ф -поток возбуждения тахогенераторов; ь Е -разность ЭДС тахогенераторов;

t -время, в течение которого щ вращающий момент уравновешивается силами упругой деформации элементов механизма.

На чертеже представлена схема устройства, реализующая предлагаемый способ.

Устройство содержит измерительный блок 1, ссстоящий из жестко связанных тахогенератора 2 и двигателя 3 постоянного тока, который посредством жесткой муфты 4 соединен с валом двигателя 5 исполнительного механизма б. Двигатель 5 через упругое звено

7 соединен с входным валом исполнительного механизма б, к выходному валу которого посредством жесткой муфты 8 присоединен тахогенератор 9, идентичный тахогенератору 2 ° Ключ

10 служит для встречного соединения якорных обмоток тахогенераторов 2 и 9.. 40

Определение жесткости с помощью этого устройства осуществляют следующим образом.

Создают вращающий момент М заданной величины на входе двигателя 5 45 при отсутствии момента сопротивления. Для этого скачком увеличивают электромагнитный момент двигателя

3 до заданной величины M = const.

Измеряют вРемя t., в течение котоРого 5О вращающий момент М уравновешивается моментом (М „р

Для этого сигнал ЭДС тахогенератора

2 подают на вход осциллографа (на схеме осциллограф не показан), по которому фиксируют мсмент времени, когда ЭДС тахогенератора 2 достигнет максимума и начнет уменьшаться.

Этот момент времени характерен равенством М = Мудр.дел, так как до . Щ этого момента времени инерционная масса механизма 6 начинает разгонЯтьсЯ (М > М др зФ), а после- этого момента времени масса замедляется (м c MgQQ,py+ ) .. 65

Затем выключают систему электропривода блока 1 и,после полной остановки двигателя 3, замыкают ключом

10 якорные обмотки тахогенераторов

2 и 9.. Вновь создают вращающий момент М - const той же величины на входе двигателя 5 и измеряют с помощью осциллографа разность р Е ЭДС тахогенераторов в момент времени равный измеренной величине. Затем искомую жесткость .вычисляют по формуле

МСеФ

С

1 где С вЂ” жесткость упругих элемен.тов;

М вЂ” вращающий момент;

Сз — конструктивная постоянная;

Ф вЂ” поток возбуждения тахогенераторов 2 и 9; — время, в течение которого вращающий момент уравновешивается моментом, создаваемым силами упругой деформации.

Для повышения точности определения жесткости, процесс измерения повторяют несколько раз и жесткость

onðåäåëÿþò по формуле

С

С

1 п где n — число измерений.

Предлагаемый способ не требует .. жесткой зделки вала исследуемого механизма. Поломка и повреждение исследуемого механизма и его двигателя исключены.

Если двигатель исследуемого механизма питается от источника постоянного тока, то применение специального двигателя постоянного тока не требуется.

Формула изобретения

Способ определения жесткости упругих элементов исполнительного механизма, заключающийся в том, что создают, нагрузку на входном валу механизма и измеряют деформацию упругих элементов от действия этой нагрузки, отличающийся тем, что, с целью исключения повреждения исследуемого механизма при

Рпределении жесткости его упругих элементов, устанавЛивают на входе и выходе механизма по идентичному тахогенератору, создают вращающий момент заданной величины на входе механизма с помощью двигателя постоянного тока-при отсутствии момента сопротивления и разомкнутых якорных обмотках тахогенераторов, измеряют время, в течение кбторого вращающий момент уравновешивается сила° ми упругой деформации элементов меха823929

На дход осцилвогра а

Составитель О.Мельников

Редактор Н.Кончицкая Техред Н.Майорош

Корректор Н. Стец

Заказ 2089/57 Тираж 907

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 низма, выключают двигатель постоянного тока и, после его полной остановки замыкают якорные обмотки тахогенераторов и вновь создают вращающий момент той же величины на входе механизма, измеряют разность ЭДС тахо= генераторов в момент времени, равный измеренной величине, а затем вычисляют жесткость по формуле

МСеФ

С = ------ 1

ЬБ1 где С вЂ” жесткость упругих элементов;

М вЂ” вращающий момент;

Се — конструктивная постоянная; дŠ— разность тахогенераторов; время, в течение которого

М уравновешивается силами упругой деформации элементов механизма, Ф вЂ” поток возбуждения тахогенераторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Федоров В.П. Разработка и Исследование быстродействующих систем управления скоростью в электроприводах с упругими меканическими звеньями..Диссертация, МЭИ, гл. 3, с. 81-83, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 381842, кл. G 01 И Й/00, 1973 (прототип).