Способ контроля усилия пружин в щеткодержателе

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик „964818 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 230980 (21) 2984098/24-07 с присоединением заявки М— (23) Приоритет

Опубликовано 071082. Бюллетень Ио37

Дата опубликования описания 0710.82 У1 М з

Н 01 и 39/58

Государственный комитет

СССР пе делам изобретений и открытий

t$3j УДИ б21.3.04. .79(088.8) A,М.Ростовцев, В.Р.Ллавердов, Г.С. ерл

И.A.Íóðèê и Р.Г.Марк на ф Ц (уф - (.;:, (72) Авторы изобретения

gATE! ";Ну(Трхнку(кс., 4с; "4

БИБЛКОТс,((к (71) Заявитель (5 4 ) СПОСОБ КОНТРОЛЯ УСИЛИЙ ПРУЖИН В ЩЕТКОДЕРЖАТЕЛЕ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано как для контроля, так и для регулировки усилия пружин в щеткодер. жателе.

Наиболее близким к предлагаемому является способ контроля усилий пружин в щеткодержателе, согласно которому к нажимному элементу подсоединяют датчик и снимают с него сигнал, пропорциональный усилию. При реализации этого способа датчик помещают между пружиной и щеткой и снимают сигнал, пропорциональный усилию t1).

Однако этот способ не позволяет выявить усилие в щеткодержателе в связи с наличием знакопеременной фрикционной составляющей на нажимном элементе (рычаге) щеткодержателя. С по» мощью этого способ можно замерить лишь суммарное усилие на рычаге вмес-. те с фрикционной составляющей, направленной в сторону уменьшения величины суммарного усилия. Это вносит неопределенность при выявлении действительной величины усилия в щеткодержателе.

Цель изобретения " повышение точности измерения и получение возможности регулировки усилия пружин в щеткодержателе.

Поставленная цель достигается тем, что нажимной элемент последовательно отклоняют от номинального положения в противоположные стороны с усилием, изменяющимся на 20-5ОЪ от расчетного значения упругой составляющей в номинальном положении механизма, измеряют усилия по возвращении нажимного элемента в это положение с замедлением 0,2-0,01 мм/с1, сравнивают их действительные значения с номинальными усилиями соответствующих ветвей гистерезисной петли упругой характеристики щеткодержателя, определяют полусумму этих значений как упругую составляющую, а их нолуразность - как фрикционную составляющую указанной упругой характеристики и принимают эти величины за действительные значения укаэанных составляющих.

На фиг. 1 изображен щеткодержатель, общий вид, на фиг. 2 — упругая характеристика механизма щеткодеража теля; т.е. зависимость усилия Р, воэдействующего на рычаг щеткодержа- .

% теля, от перемещения т последнего; на фиг. 3 поясняется методика, положенная в основу способа контроля.

964818

Щеткодержатель (фиг. 1) состоит из корпуса 1, механизма,состоящего иэ пружины 2 и рычага 3, и направляющих 4, в которых располагается щетка 5. Под воздействием усилия пружины 2 рычаг 3 прижимает щетку 5, вы- 5 полняющую функцию нажимного элемента к поверхности коллектора, 3a номинальное напряжение рычага щеткодержателя принимается базорасстояние A. 10

Усилие, воздействующее на рычаг, изменяется в виде характерной гистерезисной петли, ширина которой зависит от силы трения в механизме (фиг. 2) . В номинальном положении ры-15 чага (точка У!!) имеют место следующие компоненты номинального усилия:

Р! — упругая составляющая номинального усилия; Т!.! — фрикционная составляющая номинального усилия (сила трения в механизме); Р!!В- значение номинального усилия, соответствующее верхней. ветви гистерезисной петли;

Р!!н — значение номинального усилия, соответствующее нижней ветви гистерезисной петли; Р„,,! - положение щеткодержателя, соответствующее увеличению усилия до Р!,!„, 3„„„„- положение щеткодержателя, соответствующее е увеличению усилия до Р„,;„. Величины PIIIax и Р!...!! отличаются от Р!,!В

ЗО и Р!!к на 25-50%..

На фиг. 3 представлен в. увеличенном виде участок гистереэисной петли Р = Р ()I), соответствующий перемещению нажимного элемента — имитатора щетки в пределах.от Р,!,„„ до Р,.пд„.

Под иэображением участка гистерезисной петли приведены совмещенные по перемещению 2 графики функции a(E), E(t) и ч(2), где а — уско- 40 рение, v - скорость, В - перемещение рычага щеткодержателя, t — время.

Экспериментальные исследования показали, что при последовательном отклонении рычага, от номинального положения в противоположные стороны и после его возвращения в номинальное положение наблюдается непрерывное увеличение фрикционной составляющей, которая достигает своего максимума при эначиниях усилий Р!!!д! и Р !«, отличающихся на .20-50% от упругой составляющей Г!,! ноь!инального; усилия в зависимости От конструкт!вного выполнения щеткодержателя.

Кроме того, установлено, что величина фрикционной составляющей +Т!! достигает своего наибольшего значения при подходе к номинальному положению с постоянным замедлением; - 60 находящимся в пределах 0,2-0,01мм/с;

Подобные отрицательные ускорения можно реализовать в реальном устрой- стве беэ существенной потери производительности по сравнению с существ- 65 вующими методами. Увеличение замедления (по сравнению с укаэанными) снижает производительность, а уменьшение его снижает точность измерения.

На фиг. 3 стрелками показано направление перемещения механизма щеткодержателя в соответствии с предлагаемым способом, а также соответствующее этим перемещениям ускорение а и скорость V. Для уяснения существа процесса измерения представлена также зависимость перемещения Р от времени

Как можно видеть иэ фиг. 3, отвод механизма от номинального положения осуществляется с постоянной скоростью, а его гЮдвод в номинальное положениес уменьшающейся скоростью при постоянном замедлении.

Предлагаемый способ контроля позволяет отрегулировать при сборке механизма,щеткодержателя, пользуясь в качестве предельных значений регу-! лировки усНаНаМН Р!!В H Р!!н . KpoMe того, в области номинального положения рычага щеткодержателя фрикционная составляющая Т практически не зависит от направления перемещения ввиду известного постоянства факторов, влияющих на условия трения в механизме щеткодержателя в области малых его перемещений,„ исчисляемой несколькими миллиметраьпи. Поэтому можно приближенно определить упругую составляющую номинального усилия по формуле

ЯЯ !!н а фрикционную составляющую по формуле

NH . (1)

Ъ

В качестве. примера использования предлагаемый-способ был апробирован на щеткодержателе электромеханического преобразователя частоты. Номинальное усилие на рычаге щеткодержателя по чертежу равно 450 rc, при заданном базовом расстоянии A нажимной поверхности рычага от прижимной плоскости корпуса, равном 3,3 мм, были проверены ПЩ-1. Из тридцати щеткодержутелей, отрегулированных с использованием предложенного способа, ни одного не оказалось забракованным при последующей проверке на приборе ПЩ-1. Те же щеткодержатели, разобранные и отрегулированные вновь на приборе ПЩ-1 при последующей перепроверке.по предлагаемому способу содержали бракованные экземпляры по усилению в количестве 30%.

Для реализации способа .был использован механотронный динамометр с прогибом силоизмерительной системы равным 0,01 мм, при номинальном усилии 450 гс. Отклонение от номинального положения рычага щеткодержателя

964818 составило приблизительно 2 мм, что увеличивало и уменьшало измеряемое усилие на 30-40Ъ по сравнению с номи нальным.

Изменение величины отклонения от номинального положения рычага щетко- 5 держателя с усилиями, отличающимися от номинального свыше 40-50%, нерационально, так как при этом снижается производительность, а точность остается без изменения. Начальная 10 скорость движения к номинальному положению в эксперименте составляла порядка 0,6 мм/с.

В результате использования этого способа точность контроля, развиваемо- 5

ro пружиной щеткодержателя, повышается в 3 раза, причем на 303 снижается брак при регулировке щеткодержателей °

Предлагаемый способ может быть ис- . пользован также для контроля широко-

ro класса упругих гистерезисных систем (йапример, устройств гидротопливной автоматики, различных амортизирующих устроиств и т пе) 5

Формула изобретения

Способ контроля усилий пружин в щеткодержателе, согласно которому к нажимному элементу подсоединяют датчик и снимают с него сигнал, rrponop. циональный усилию, о т л и ч а юшийся тем, что,с целью повышения точности и получения возможности регулировки усилия пружин в щетко™ держателе, нажимной элемент последовательно отклоняют от номинального положения в противоположные стороны с усилием, изменяющимся на 20-50% . от расчетного значения упругой составляющей в номинальном положении механизма, измеряют усилия по возвращении нажимного элемента в это положение с замедлением 0,2-0,01 мм/с, сравнивают их действительные значения с номинальными усилиями соответствующих ветвей гистереэисной петли упругой характеристики щеткодержателя, определяют,полусумму этих значений как упругую составляющую, а их полуразность — как фрикционную составляющую указанной упругой характеристики и принимают эти величины за действительные значения указанных составляющих.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 153752, кл. Н 02 К 15/00, 1962.