Способ контроля жесткости упругихэлементов и устройство для егоосуществления

 

Союз Советсник

Социалистическнк

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (! !>850955 (6! ) Дополнительное к авт. свнд-ву— (22) Заявлено 24.12.79 (2! ) 2850501/25-08 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано З0.07,81. Бюллетень М 28

Дата опублнковаиня, описания 03,08.81 (5I)M. Кл.

F 16 Ю 5/00

G 01M 5/00

Пвудараеювй квинтет

CCCP ю елан взвбратввкв в аирнтвв (53) УДК 62.762 (088;8) (72) Авторы изобретения

С. И. Андреев, А. Н. Черничин, А. Ш, Кацнельсон и B. М. Ильин

I!

Научно-исследовательский и конструкторско>-технологический " институт теплоэнергегического приборостроения (71) Зв!явятель (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ЖЕСТКОСТИ УПРУГИХ

ЭЛЕ)ЧЕНТОВ И УСТРОЙСТВО" ДЛЯ ЕГО

ОСУШЕСТВЛЕНИИ

Изобретение относится к контрольно-

-измерительной технике и может использо ваться для контроля жесткости упругих ,элементов, преимущественно пружин.

Известен способ контроля.жесткости упругих элементов, использующий зависимость частоты свободных колебаний системы, состоящей из упругого и инер« цисапого элементов, or жесткости упругого элемента. При постоянной массе инерционного элемента жесткости упругого элемента однозначно определяется частотой (периодом) свободных колебанийЩ

Известный способ обладает низкой производительностью, гак как частота, определяющая контролируемую жесткость, преобразуется сначала в пропорциональное ей напряжение, которое затем линеаризуется с целью получения напряжения, пропорционального измеряемой жесткости, которое и поступает на показывающий прибор.

Преобразование частоты в напряжение, пропорциональное жесткости, обладает низким быстродействием . (50-100) периодов час-, 2 готы, что ограничивает производительность контроля, Известен способ контроля жесткости .упругих элементов и устройство для его

3 осуществления, Способ контроля жесткости упругих элементов основан на зависимости частоты свободных колебаний системы or жесткости. Измерение частоты производится дважды: без дополнительного

tO груза с известной массой и с дополнигель1ийм грузом известной массы. По результатам этих двух измерений аналитически определяют жесткость 9).

Этот способ предусматривает необхо13 димосгь ручных операций при измерении частоты и вычислительной операции, поэтому на его основе нельзя построить автоматическое высокопроизводительное оборудованием

Устройство для определения характеристик упругих элементов содержит станину, инерционный элемент, взаимодействующий с установленным иа станине упрут им weментом, при этом инерционный элемент

0 на упругий элемент (момент С на фиг.1) 15

Целесообразно, чтобы в устройство было введено устройство подачи упругих эле- ментов с лотком, ориентированным в зону контроля, при этом отсекатель лотка связан с нолзуном, а также бцаковочное устройство с разделителями потоков, оснащенными электромагнитами, электрически свя-. занными с вь»ходами блока памяти и индикации. связан с устройством возбуждения колебаний, и блок контроля, включающий усилитель (2).

Недостатком этого устройства является ro, что оно не обеспечивает высокой производительности контроля и его автоматизации, Цель изобретения — увеличение производительности кон polrrl и его автоматизация.

Поставленная цель достигается тем, что определяют время реализации колебательной системой, по меньшей мере, одного йериода колебаний и сравнивают это время с интервалом времени, границы которого соответствуют времени того же количества периодов колебаний для максимально и минимально допустимых значений жесткости. Эта операция занимает

4-6 периодов колебаний.

С целью разделения в процессе контроля упругих элементов на подгруппы по жесткости, интервал времени, соответствующий нижней и верхней границам допусков жесткости, делят на подинтервалы по количеству подгрупп разделения.

В соответствии с изобретением устрой ство возбуждения колебаний выполнено в виде установленного на станине с возможностью возвратно-поступательного перемещения от привода ползуна, взаимодействующего с инерционным элементом, при этом последний связан со станиной пружинным параллелограммом, а блок контроля включает датчик колебаний, выход которого связан со входом усилителя, выход которого подключен к одному входу счетчика, первый выход которого подключен ко вхо. ду генератора импульсов, выходы которого соединены с блоком памяти и индукции, при этом привод возвратно-поступательного перемещения содержит командоаппарат, выход которого подключен ко второму входу счетчика, второй выход которого подключен, к блоку памяти и индикации.

Не менее целесообразно, чтобы устройство, подачи упругих элементов содержало ориентирующий вибробункер.

М

На фиг. Т представлена временная диаграмма, пояснякицая предлагаемый способ контроля упругих элементов; на фиг. 2— график зависимости жесткости упругих элементов от времени заданного количества периодов колебания; на фиг. 3 — общий вид и структурная схема устройства контроля упругих элементов.

После опускания инерционного элемента возникают колебания U»- с периодом T©

Начиная с некоторого периода (момент tg ). начинают отсчет времени»»Тс (импульс 90) по меньшей мере одного периода колебаний (например, заданное количество периодов р =4 на фиг. 1, ïÒ =4Тс ) и одновременно задают интервал времени

= » ТстлаХ в виде импульса 5, дли- .

С тельность которого соответствует времени того же количества и периодов колебанийТ колебательной системы с макС,тт»ax симально допустимой жесткостью»- »»»а»» упругого элемента. Интервал времени Р0 границы которого соответствуют времени заданного количества h периодов колебаний для максимально и минимально допустимых значений жесткости упругого элемента, задают в виде импульса g< ., на- чало его совпадает с концом импульса (момент Б» ), а суммарная длительность импульсов 5» и 5 (44 + б ) = » То».п» < соответствует времени заданного количества и периодов колебаний. Т колебательной системы с минимально допустимой жесткостью С „упругого элемента. На фиг. 1 четырем:колебаниям системы со значениями жесткости упругого элемента С,Х и C rr, соответствуют кривые Ц»-„, „и Ц,-„д,»р, и интервалы

1ТОХ С4 и Рта б (Ь4+ ta. )

Длительность интервалов 4 и Q»2 можно определить по графику зависимости жест1 кости упругих элементов от времени rl Г (здесь n - величина постоянная, равная по меньшей мере 1). Бремя реализации колебательной системой па меньшей мере одного периода колебаний (на фиг, 1— условно четырех) Ь», сравнивают с интервалом ф»2, границы которого tg и С соответствуют времени того же количест-, ва периодов колебаний для максимально и минимально допустимых значений жесткос ти С с,„и Сп»,т» . При попадании време;-1 ни,- в интервал Ь0 упругие элементы направляют в группу элементов с жесткостью в пределах допуска.

Лля разделения упругих элементов с жесткостью в пределах допу»:ка: на подгруппы по жесткости, интервал времени

5, Соответствующий нижней и верхней, границам допусков жесткости, делят импульсом 5g на подинтервалы 7> и Ч у по количеству подгрупп. разделения,. Величину ь Ъ можно определить по графику С(пТ ) (фиг. 2) по известной границе между подгруппами Co .

На фиг. 1 время tg, попадает в подинтервал Тц, поэтому упругий элемент 1p направляют в группу упругих элементов с жесткостью в пределах допуска в подгруппу с границами Со и Ct,„.

Устройство для осуществления способа контроля упругих элементов, например, пружин, включает инерционный элемент 1, взаимодействующий с установленным на станине 2 упругим элементом (пружиной )

3, устройство возбуждения колебаний, выполненное в виде ползуна 4, связанного с приводом 5, пружинный параллелограмм

6, соединяющий инерционный элемент со станиной, блок 7 контроля.

Блок 7 контроля содержит датчик 8

О колебаний, соединенный с усилителем 9, 2s выход которого соединен со счетным входом счетчика 10, Выходные цепи счетчика подключены к генератору 11 импульсов и входу синхронизации (записи) блока 12 памяти и индикации. Информационными ЗО входами блок памяти и индикации связан— с выходами генератора импульсов.

Привод 5 возвратно-поступательного движения полэуна 4 содержит командоап35 парат 13, выход которого подключен к управляющему входу счетчика 10.

Устройство контроля упругих элементов содержит также устройство 14 подачи упругих элементов с лотком 15, ориентиро- @ ванным в зону контроля; отсекатель 16 лагка связан с ползуном 4.

Браковочное устройство 17 содержит разделители потока 18 и 19 оснащенные .электромагнитами 20 и 21, электрически 4 л связанными с выходами блока 12 памяти и индикации.

Устройство подачи содержит ориентирующий вибробункер 22.

Устройство контроля упругих элементов работает следующим образом.

Упругий элемент иэ вибробункера 22 по лотку 15 подается на выход лотка.

Привод 5 сообщает ползуну 4 возврагноцос!тупагельное движение. В крайнем правом положении ползуна упругий элемент иэ лотка 15 устанавливается на станину

2, при этом .отсекатель 16 придерживает другие упругие элементы, находящиеся в

850055 6 лотке. При движении ползуна 4 влево инерционный элемент 1, взаимсаействуя с полэуном, приподнимается, под него ползун пододвигает упругий элемент 3, а ранее проконтролированный упругий элемент сталкивает в браковочное устройство 17. Отсекатель 16, взаимодействуя с ползуном

4, освобождает очередной упругий элемент для подачи к инерционному элементу, но упрут ий элемент остается в лотке, пока ползун не придет снова в крайнее правое положение. При движении ползуна 4 впраso инерционный элемент 1 опускается на. упругий элемент и начинает колебаться на нем с периодом Т< (момент to на фиг, 1).

С датчика 8 колебаний синусоидальный сигнал Uc (фиг.l) подается на усилитель

9, где усиливается и формируется в переменное напряжение прямоугольной формы в виде импульсов с крутыми фронтами и по, дается на счетный вход счетчика 10.

По разрешающему сигналу с командоаппарата 13 счетчик начинает считать поступающие с усилителя 9 импульсы прямоугольной формы, что равнозначно счету периодов колебаний, После того, как счетчик 10 сосчитает, например, до двух, с одного из его выхсаов поступает запускающий импульс на генератор 11 импульсов (момент С <г, на фиг, 1). С выхода генератора импульсов на информационные входы блока 12 памяти и индикации поступают импульсы Q, ба и Q<, зада.ющие временные интервалы C<, Cg и подинтервалы.%а, и 5q (фиг. 2). Сосчитав с момента выдачи на генератор 11 импульсов запускающего импульса еще за-. данное количество h периодов колебаний (по меньшой мере одного, на фиг. 1 — условно четырех), счетчик 10 выдает импульс на вхса синхронизации (импульс

Запись ) блока 12 памяти и индикации, после чего в счетчике 10 формируется: сигнал Сброс и он перестает счита1ь, Запуск счетчика осуществляется только . после прихода очередного разрешающего сигнала с командоаппарата 13.

B блоке памяти и индикации фиксируется, с каким импульсом (9, 5< . 5 ) совпал импульс Запись-", т.е. в какой интервал времени (5<,t g,Ъ,1."ц на фиг.l) попал момент Ьц окончания отсчета заданного колиичества периодов колебаний. Блсж памяти и индикации управляет электромагнитами 20 и 21 браковочного устрой-. ства 17, которые воздействуют иа разделители 18 и 19 потоков, обеспечивая

ЙИОО путь проконтролированному упругому элементу в группу (подгруппу) в соответствии с записанной в блоке 12 памят1т информацией. При очередном движении ползуна 4 влево проконтролированный упругий элемент 3 . сталкивается в браковочное устройство 17 и в зависимости от толожения разделителей 18 и 19 потоков направляется в определенную ранее группу (подгруппу) по жесткости, 10

Предлагаемый способ контроля жесткости упругих элементов позволяет сократить время контроля и за счет этого увеличить производительность в 8 раз. Опытная проверка разработанного автомата контроля жесткости пружин показала, что его производительность составляет ЗООО штук в час.

5. Устройство по. п. 4, о r л и ч" а -. ю щ е е с.я тем, что устройство подачи упругих.элементов содержит ориентирующий вибробункер.

1. Черничин А. Н. и др. Вибрационцо-частотный прибор для измерения жест-. кости сильфонов. Приборы и системы управления, 1974, %11, с. 46-47.

2. Патент США М 3232102, кл. 73-100, опублик, 1966 (прототип).

Формула изобретения

1. Способ контроля жесткости упругих элементов, состоящий в создании колебательной системы из инерционного элемента фиксированной массы и упругого элемента, приведений системы в колебательное движение, определении частоты свободных ко- пеоаний системы, по которой судят о жесткости упругого элемента, о т л и ч а -,Ж ю шийся тем, что, с целью автоматизации процесса и сокращения времени контроля, определяют время реализации Колебательной системой, по меньшей мере, одного периода колебаний и сравнивают это 3$ время с интервалом времени, границы которого соответствуют времени того же количества периодов колебаний для макси мально и минимально допустимых значений жесткости. 40

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью разделения в процессе контроля упругих элементов на подгруппы по жесткости, интервал времени, соответствующий нижней и верхней рани- 1 цам допусков жесткости, деляг ва подингервалы по количеству подгруппы разделения.

3, Устройство дпя контроля жесткости упругих элементов, включающее инерцион- З0 ный элемент, взаимодействующий с установленным на станине упругим элементом, при этом инерционный элемент связан с устройством возбуждения колебаний, и блок контроля, включающий усилитель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности контроля, устройство возбуждения колебаний выполнено в виде установленного на crанине с возможностью возвратно-поступательного перемещения от привода попзуна, / взаимодействующего с инерционным элементом, при этом последний связан со станиной пружинным параллелограммом, а блок контроля включает датчик колебаний, вь ход которого связан со входом усилителя, выход которого подключен к одному входу счетчика, первый выход которого подключен ко входу генератора импульсов, выходы «оторого соединены с блоком памяти и индикации, при этом привод возвратно-поступательнот о перемещения содержит командоапнараг, выход которого подключен ко второму входу счетчика, второй выход которого подключен к блоку памяти и индикации.

4. Устройство по п. 3, о т и и ч а ющ е е с я тем, что, с целью автоматизации процесса, введено устройство подачи упругих элементов с лотком, ориентированным в зону контроля, при этом отсекатель лотка связан с ползуном, а также введ ио браковочное устройство с разделителями потоков, оснащенными электромагнитами, электрически связанными с выхо »» дами блока памяти и индикации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе