Устройство для измерения длительности контакта зерна с металлом при шлифовании

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ („)992174

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (51) М.К . (22) Заявлено 27.05.81 (21) 3294395/25-08

В 24 В 51/00 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Гееударственнмй камнтет (53) УДК 621.91 (088.8) Опубликовано 30.01.83. Бюллетень №4

Дата опубликования описания 05.02.83 дв делам нзевретеннй н еткрмтнй

®ip л

С. Л. Леонов, В. Я. Майданский, А. П. Скляров и 719. Яуавкий g™У с п/1. /

Алтайский политехнический институт им. И. И. Ползунова (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИТЕЛЬНОСТИ

КОНТАКТА ЗЕРНА С МЕТАЛЛОМ ПРИ ШЛИФОВАНИИ

Изобретение относится к станкостроению, преимущественно к инструментальной промышленности, и может быть использовано при экспериментальных исследованиях абразивной обработки.

Известно устройство для определения длины единичных срезов, состоящее из магнита для выделения стружек из шлама и микроскопа для определения их длины (1) .

К недостаткам этого устройства относятся большая трудоемкость и низкая точность измерений.

Известно также устройство для определения длины и числа единичных срезов, состоящее из круга с токопроводным зерном, шлифуемого образца, двух токосъемников, источника постоянного тока и регистрирующего прибора (2).

К недостаткам прибора относятся: невозможность замеров фактической длительности контакта с учетом его прерывистости из-за наличия шероховатости; невозможность замера фактической длительности любого заранее заданного контакта; невозможность регистрации суммарной длительности контакта за определенное число оборотов; невозможность регистрации длительности контакта с одиночным выступом шероховатости.

Кроме того, возникают трудности автоматизации регистрации и обработки получаемой информации.

Цель изобретения — увеличение числа регистрируемых параметров, повышение точности измерений и снижение трудоемкости их обработки.

Указанная цель достигается тем, что в

1О устройство, содержащее абразивный круг с токопроводящим зерном, токосъемники, источник питания, регистрирующий прибор, введены датчик оборотов, импульсный трансформатор, электронный ключ-инвертор, частотомер-хронометр, схема И, формирова>s тель сигнала, два счетчика импульсов, электромагнитное реле.

На фиг. 1 изображена схема устройства; на фиг. 2 — диаграмма сигналов в схеме.

Устройство состоит из абразивного кру20 га 1 с вмонтированным в него токопроводным зерном 2, соединенным через токосъемник 3 с источником 4 питания, к которому подключен запоминающий осцилограф 5, первичная обмотка импульсного трансформатора 6, сопротивление нагрузки R, датчик обо992174 ротов, состоящий из диска с прорезью 7, установленного соосно с кругом 1, и неподвижных осветителя с фотодиодом 8. Вторичная обмотка импульсного трансформатора 6 через электронный ключ-инвертор 9 подключена к входу «Сброс» частотомера 10, 5 а через контакты переключателя В (если переключатель В! находится в положении «О») или контакты Рн реле Р1 подключена к входу «Старт» частотомера-хронометра. Частотомер имеет выход «Код» для 10 выдачи сигнала на цифропечатающее устройство или в ЭВМ.

Выход «синхронизация» схемы соединен (в зависимости от режима работы) или с выходом электронного ключа-инвертора 9, или с сопротивлением нагрузки E. Conpo- t S тивление нагрузки R соединено с первым входом схемы И 11, второй вход которой через формирователь 12 сигнала подключен к вторичной обмотке импульсного трансформатора 6. Выход схемы И 11 подключен к вхо- 20 ду счетчика 13, а через контакты реле его программной части — к входу счетчика 14.

Выход счетчика 13 через нормально замкнутые контакты счетчика 14 соединен с электромеханическим реле 15.

Устройство работает следующим обра- 25 зом.

В процессе шлифования происходит контакт токопроводного зерна 2 с шероховатой поверхностью металлического образца.

Вследствие этого замыкается электрическая цепь: образец — токопроводное зерно 2— токосъемник 3 — источник 4 питания первичная обмотка импульсного трансформатора 6, и на первичной обмотке трансформатора 6 появляются серии импульсов (фиг. 2, сигнал U> )), каждый из которых со- 3s ответствует контакту зерна 2 с одиночным выступом шероховатости образца. Эти импульсы фиксируются запоминающим осцилографом 5, предназначенным для визуального контроля сигнала. Импульсный трансформатор осуществляет дифференцирование сигнала U< при этом на вторичной обмотке трансформатора 6 появляются серии импульсов Ug (фиг. 2), которые через контакт В1,2 переключателя подаются на вход

«Старт» частотомера-хронометра 10, а через 45 электронный ключ-инвертор 9 — на вход

«Сброс» частотомера-хронометра 10.

Частотомер-хронометр, например, модели Ф5041 работает следующим образом.

Каждый из импульсов U, поступая на вход «Старт», своим передйим фронтом осуществляет запуск частотомера и начало отсчета времени. Отрицательный импульс, образованный задним фронтом сигнала И1, на работу частотомера-хронометра не влияет. Этот сигнал инвертируется электронным ключом-инвертором 9, причем передний фронт каждого из импульсов Uz совпадает с задним фронтом сигнала U>. Сигнал U3, поступая на вход «Сброс» частотометрахронометра, вызывает окончание отсчета времени и выдачу значения продолжительности импульса, соответствующей длительности контакта, на индикацию и на выход

«Код», соединенный с цифропечатающим устройством или с ЭВМ. Значения длительности последующих импульсов суммируются с предыдущей.

Одновременно счетчик 13, например, модели Ф5007 осуществляет счет оборотов круга, при которых зерно 2 находилось в контакте с образцом. Это происходит следующим образом. Датчик 8 оборотов, состоящий из неподвижного фотодиода с осветителем и диска с прорезью 7, расположенного между ними и закрепленного на оси круга 1, при включении вращения круга 1 начинает пропускать импульсы напряжения с частотой, равной частоте вращения круга, на первый вход схемы И 11. На выходе схемы И сигнал отсутствует до того момента, пока токопроводное зерно 2 не будет контактировать с металлом. При контакте зерна 2 с металлом образца сигнал Uz со вторичной обмотки импульсного трансформатора 6 поступает на формирователь 12 сигнала, параметры которого выбраны так, что время импульса на его выходе равйо половине времени оборота круга. Таким образом, на выходе схемы И появляется сигнал (один за оборот круга) только при условии одновременного вращения круга 1 и наличия контакта зерна 2 с металлом. Это исключает ложные срабатывания счетчика 13, который подключен к выходу схемы И ll и регистрирует число оборотов круга, при которых зерно 2 находилось в контакте с металлом.

В том случае, если необходимо измерить продолжительность контакта в течении j оборотов, начиная с i-го оборота, размыкают контакты Вп переключателя В . В этом случае сигналы со вторичной обмотки импульсного трансформатора 6 первоначально на вход «Старт» частотомера-хронометра не поступают, и схема работает следующим образом.

Счетчик 13 регистрирует число оборотов круга, при которых зерно 2 находилось в контакте с металлом. При достижении числа оборотов, равного j, заданного на программной панели счетчика 13, замыкаются контакты реле его программной части и на выходе появляется напряжение, которое через нормально замкнутые контакты счетчика 4 подается на обмотку электромагнитного реле 15, вызывая его срабатывание. После этого импульсы со вторичной обмотки импульсного трансформатора 6 через контакты реле Рп поступают на вход «Старт» частотомера 10, который регистрирует длительность контакта зерна с металлом. При этом частотомер-хронометр 10 работает так же, как и при замкнутых контактах В .

992174

ОдНовременно через контакты реле счетчика 13 сигнал с выхода схемы И 11 поступает на вход счетчика 14: При достижении числа оборотов, равного i, йабранного на программной панеи счетчика 14, размыкаются контакты реле его программной части, обесточивая реле 15, что вызывает размыкание контактов P« . После этого импульсы со вторичной обмотки импульсного трансформатора 6 иа вход «Старт» частотомера не поступают, регистрация длительности контакта прекращается, ее значение высвечивается на индикации частотомера 10, а код длительности контакта выдается на выход «Код» для печати или дальнейшей обработке иа ЭВМ.

Периодичность приема информации с выхода «Код» определяется положением переключателя В2; который задает частоту синхронизирующих импульсов на выходе

«Синхронизация». Если переключатель В> находится в положении «О», то сиихроимпульсы поступают с датчика оборотов с частотой вращения круга. При этом регистрируется суммарная длительность контакта иа каждом обороте круга. Если переключатель

В находится в положении «1», то синхроимпульсы поступают с выхода иивертора 9, т.е. после каждого касания зерна с отдельными выступами шероховатости, что позволяет проследить динамику контактирования.

При использовании предлагаемого устройства увеличивается точность и достоверность результатов, уменьшается время на обработку данных и их регистрацию, повышается надежность работы и количество регистрируемых параметров.

Формула изобретения

Устройство для измерения длительности контакта зерна с металлом при шлифовании, содержащее абразивный круг с токопроводным зерном, -источник питания, соединенный через токосъемник с указанным зерном и через регистрирующий прибор с обрабатываемой деталью, отличающееся тем, что с целью увеличения числа регистрируемых параметров, повышения точности измерений и снижения трудоемкости их обработки, в него введены частотомер, имеющий входы

«Старт» и «Сброс» и выход «Код», импульсный трансформатор, первичная обмотка которого соединена с регистрирующим прибором, электронный ключ-инвертор, вход которого соединен с вторичной обмоткой трансформатора, а выход с входом «Сброс» частотомера, переключатель, предназначенный. для соединения вторичной обмотки трансформатора с входом «Старт» частотомера, датчик оборотов шлифовального круга, выполненный в виде диска с прорезью, закрепленного на круге, и осветителя с фотодиодом, подключенным параллельно с сопротив1s лением нагрузки к источнику питания, схема И, первый вход которой соединен с сопротивлением нагрузки, формирователь сигнала, вход которого соединен с вторичной обмоткой трансформатора, а выход с вторым входом схемы И, два программных. счетчика импульсов, один из которых соединен с выходом схемы И непосредственно, а другой — через последовательно соединенные переключатель и нормально разомкнутые контакты реле программной части первого счетчика, электромагнитное реле, соединенное через нормально замкнутые контакты второго счетчика с выходом первого счетчика импульсов, причем с помощью нормально разомкнутых контактов указанного электромагнитного реле вторичная обмотка трансЗо форматора соединена с входом «Старт» частотомера, кроме того, устройство снабжено выходом «Синхронизация» для задания периодически выдачи информации о длительности импульсов с выхода «Код» частотомера, при этом выход «Синхронизация» через переключатель соединен с сопротивлением нагрузки или с выходом ключа-инвер.тора.

Источники информации, принятые-во внимание при экспертизе

4o l. Маслов Е. Н. Теория шлифования материалов. М., «Машиностроение», 1974, с. 21.

2. Авторское свидетельство СССР № 638456, кл. В 24 В 51/00, 1978.

992174

Редактор C. Пекарь

Заказ 205/11

Составитель В. Алексеенко

Техред И. Верес Корректор Ю. Макаренко

Тираж 793 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП сПатент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4