СТЕНД ДЛЯ ПРИЕМОЧНЫХ ИСПЫТАНИЙ РЕДУКТОРОВ Российский патент 1995 года по МПК G01M13/02 

Изобретение относится к машиностроению, а именно, к испытательной технике, и может быть использовано для экспериментального определения допустимого уровня нагрузки редуктора.

Известен нагружатель к стендам разомкнутого контура, содержащий кинематически соединяемый с ведомым валом испытуемой передачи электрический тормоз с обмоткой возбуждения и блок задания нагрузки, включающий управляемый усилитель с тремя обмотками управления, выход которого подключен к обмотке возбуждения электрического тормоза, блок случайных сигналов с регулятором в виде конденсатора переменной емкости, регулирующее устройство в виде последовательно соединенных программного блока и микропривода, выходной вал последнего кинематически связан с осью конденсатора переменной емкости, и источник постоянного напряжения, при этом блок задания нагрузки также снабжен двумя дополнительными регулирующими устройствами, идентичными основному, генератором синусоидальных колебаний и двумя электромеханическими регуляторами, электрический вход каждого из которых подключен соответственно к выходу генератора синусоидальных колебаний и источника постоянного напряжения, электрический выход - соответственно к входу второй и третьей обмоток управления, управляющий механический вход кинематически связан соответственно с выходным валом микропривода первого и второго дополнительных регулирующий устройств, электрический тормоз выполнен в виде индукторной электрической машины, а управляемый усилитель - магнитным [1].

Недостатком данного нагружателя является его ограниченные возможности, так как на нем не обеспечивается экспериментальное определение оптимального уровня нагрузки только что изготовленного редуктора.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является стенд для исследования динамики механических коробок передач, содержащий привод и электротормоз с обмоткой возбуждения, кинематически соединяемые с валами испытуемой передачи, кинематически связываемые с последними датчики момента, делитель, регистрирующий прибор и подключенный к обмотке возбуждения электротормоза регулятор нагрузки, при этом делитель выполнен с двумя входами и одним выходом, связанным с входом регистрирующего прибора, два канала обработки информации, каждый из которых выполнен в виде последовательно соединенных элемента выделения синусоидальной составляющей и преобразователя амплитудного значения, выход последнего подключен к одному из входов делителя, вход элемента выделения синусоидального сигнала - к выходу одного из датчиков момента, каждый из которых выполнен в виде двух индукционных преобразователей момента, а регулятор нагрузки выполнен в виде сумматора с двумя входами и одним выходом, связанным с обмоткой возбуждения электротормоза, регулируемого источника постоянного тока, выход которого подключен к первому входу сумматора, подключенного к второму входу последнего выходом генератора синусоидальных сигналов и связанного с входом последнего выходом регулирующего устройства [2].

Задачей изобретения является обеспечение возможности экспериментального определения оптимального уровня нагрузки редуктора путем регистрации моментов на его валах при максимальном значении коэффициента усиления передаваемого момента.

Это достигается тем, что в предлагаемом стенде для приемочных испытаний редукторов ведомым валом, делитель с двумя входами, регистрирующий делитель с двумя входами выполнен в виде логометра, первая обмотка которого и регистрирующий прибор параллельно подключены к выходу первого датчика момента, вторая обмотка логометра подключена к выходу второго датчика момента, а выходной вал микропривода регулирующего устройства кинематически связан с осью движка регулятора источника постоянного тока.

Выполнение делителя в виде логометра позволяет регистрировать отношение моментов на ведущем и ведомом валах редуктора и тем самым определять экспериментально коэффициент усиления момента, при этом отношение регистрируется непрерывно по мере увеличения момента на ведомом валу редуктора, подключение регистрирующего прибора к выходу датчика момента, установленного на ведущем валу редуктора, позволяет зафиксировать момент на этом валу при достижении наибольшего значения коэффициента усиления, регистрируемого логометром, соединение выходного вала микропривода регулирующего устройства с осью движка регулятора источника постоянного тока позволяет непрерывно по программе изменять в сторону увеличения момент на ведомом валу редуктора путем вращения этого движка. Выше перечисленное позволяет определить экспериментальным путем оптимальный уровень нагрузки изготовленного редуктора.

На фиг.1 приведен стенд, общий вид; на фиг.2 - график изменения момента на ведомом валу редуктора; на фиг.3 - график изменения момента на ведущем валу редуктора; на фиг.4 - график изменения коэффициента усиления момента; на фиг.5 - электрические сигналы в измерительных цепях стенда.

Стенд содержит (фиг.1) привод 1 и электротормоз 2 с обмоткой 3 возбуждения, кинематически соединяемые с валами испытуемого редуктора 4, первый датчик момента 5, кинематически связываемый с ведущим валом, второй датчик 6 момента, кинематически связываемый с ведомым валом, логометр 7, первая обмотка 8 которого и регистрирующий прибор 9 параллельно подключены к выходу первого датчика 5 момента, вторая обмотка 10 логометра подключена к выходу второго датчика 6 момента, а выходной вал 11 регулирующего устройства 12 кинематически связан с осью движка 13 регулятора источника 14 постоянного тока.

Регулирующее устройство 12 имеет последовательно соединенные программный блок 15, микроэлектродвигатель 16 с муфтой 17 и редуктором 18.

Каждый датчик момента содержит два металлических диска 19, закрепленных неподвижно один относительно другого на соответствующем валу, индукционные преобразователи 20, установленные вблизи вала, сумматор 21, выполненный на резисторах 22, выпрямитель 23, сглаживающий фильтр 24. Регулируемый источник 14 постоянного тока состоит из автотрансформатора 25, трансформатора 26, выпрямителя 27 и конденсатора 28.

Стенд работает следующим образом.

После запуска привода 1 приходят во вращение валы испытуемого редуктора 4, включаются регулирующие устройство 12 и источник 14 постоянного тока. На обмотке 3 возбуждения электротормоза 2 появляется напряжение, изменяющееся по программе. На ведомом и ведущих валах редуктора появляются и изменяются по программе моменты, пропорциональные напряжению, приложенному к обмотке 3.

Металлические диски 19 проходят в щели преобразователей 20, в результате чего на электрических выводах преобразователей формируются прямоугольные импульсы одинаковой высоты и длительности, которые поступают на вход сумматора 21. Преобразователи 20 подключены к сумматору 21 таким образом, что их выходные сигналы находятся в противофазе.

В случае отсутствия момента на валу графики сигнала на входе сумматора 21 показаны на фиг.5а. С появлением момента на валу возникает фазовое смещение выходных импульсных процессов (фиг.5б), при этом на выходе сумматора 21 появляются сигналы (фиг.5в), которые выпрямляются (фиг.5г) и сглаживаются (фиг.5д).

Значения моментов на валах редуктора (выходные сигналы датчиков момента) непрерывно делятся друг на друга логометром 7, для чего сигнал от датчиков 5 момента подается на обмотку 8 логометра, а сигнал от датчика 6 момента подается на обмотку 10 логометра.

Результаты этого деления являются показателями логометра, которые фиксируются в ходе испытаний. Они пропорциональны величине
K_М = где К_м - коэффициент усиления момента,
М_вм - момент на ведомом валу редуктора,
М_вщ - момент на ведущем валу редуктора Известно, что
М_вм = М_вщ˙U ˙ η, где U - передаточное отношение редуктора;
η - КПД редуктора. Следовательно, К_м = U˙η .

При постоянной нагрузке U = const, а η зависит от М_вм(увеличивается при возрастании М_вм до некоторого значения, а затем начинает уменьшаться). Поэтому К_м≠const и носит в зависимости от М_вм экстремальный характер.

Так, если М_вм изменять по программе с линейным увеличением во времени (см. фиг.2), то момент М_вщ во времени будет изменяться нелинейно (фиг.3), и связь между М_вм и К_м будет представлена экстремальной зависимостью (фиг.4).

Значению Кмм

Таким образом определяется оптимальный уровень нагрузки редуктора, соответствующий принятому критерию оптимальности - наибольшему значению коэффициента усиления передаваемого редуктором момента.

Область применения: испытательная техника в машиностроении. Сущность изобретения: стенд содержит привод и электротормоз с обмоткой возбуждения, кинематически соединяемые с валами испытываемого редуктора, первый датчик момента, кинематически связываемый с ведущим валом, второй датчик момента, кинематически связываемый с ведомым валом. Делитель с двумя входами выполнен в виде логометра. Регулируемый источник постоянного тока с регулирующим устройством подключен к обмотке возбуждения электротормоза. Первая обмотка логометра и регистрирующий прибор параллельно подключены к выходу первого датчика момента, вторая обмотка логометра подключена к выходу второго датчика момента. 5 ил.

СТЕНД ДЛЯ ПРИЕМОЧНЫХ ИСПЫТАНИЙ РЕДУКТОРОВ, содержащий привод и электротормоз с обмоткой возбуждения, кинематически соединяемые с валами испытуемого редуктора, первый датчик момента, кинематически связываемый с ведомым валом испытуемого редуктора, регистрирующий прибор, делитель с двумя входами, регулируемый источник постоянного тока с движковым регулятором, подключенный к обмотке возбуждения электротормоза, и регулирующее устройство, выполненное в виде последовательно соединенных программного блока и микропривода, отличающийся тем, что делитель с двумя входами выполнен в виде логометра, первая обмотка которого и регистрирующий прибор параллельно подключены к выходу первого датчика момента, а выходной вал микропривода регулирующего устройства кинематически связан с осью движка регулятора источника постоянного тока.