СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАССЫ ДВИЖУЩЕГОСЯ ОБЪЕКТА Российский патент 2022 года по МПК G01H1/00 

Изобретение относится к способам определения массы движущихся элементов механизма, станка.

Известен способ определения в статике массы (веса вагона) с помощью электронно-тензометрических весов (патенте RU №2458328, МПК G01M).

Недостаток известного способа заключается в невозможности измерения массы элементов станка в режиме возвратно-поступательного движения (ВПД) притира шлифовального станка.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению является способ определения массы движущегося вагона путем взвешивания каждой оси вагона на весах (патент RU №2507486, МПК G01G 19/4). Данный способ принят за прототип.

Недостатком известного способа, принятого за прототип, является невозможность измерения на весах движущейся массы притира шлифовального станка в динамическом режиме - ВПД.

Техническим результатом настоящего изобретения является определение параметра управления для электродвигателя движущейся массы притира станка, что необходимо для задания усилия и мощности электродвигателя в режиме ВПД.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе определения массы движущегося объекта, согласно изобретению в процессе возвратно-поступательного движения объекта измеряют амплитуды колебаний начальной массы и конечной массы притира, которую определяют в режиме ВПД как произведение начальной массы на отношение начальной амплитуды к конечной амплитуде колебаний.

Благодаря этому достигается заявленный технический результат: определение параметра управления для электродвигателя движущейся массы притира станка, что необходимо для задания усилия и мощности электродвигателя в режиме ВПД.

На чертеже показана структура элементов станка, а именно электродвигатель 1, движущийся притир 2, датчик перемещения притира 3 относительно станины станка 4.

Реализуется предлагаемый способ следующим образом.

В режиме холостого хода станка при заданной частоте и электромагнитном усилии электродвигателя 1 измеряют с помощью датчика 3 двойную амплитуду колебаний притира 3. Тогда амплитуда равна

L_m0 = L₀/2, (1)

где:

L₀ - двойная амплитуда колебаний,

L_m0 - амплитуда колебаний,

которая определяет мгновенное значение перемещения притира в процессе колебаний ВПД в режиме холостого хода

l = L_m0 sinwt, (2)

где: w - угловая частота,

t - время,

l - мгновенное значение перемещения.

Путем взятия дважды производной уравнения (2) перемещения притира получим связь ускорения с амплитудой перемещения притира

a₀ = -w²L_m0 sinwt, (3)

где: a_{0 -} ускорение.

Следовательно, амплитуда ускорения пропорциональна амплитуде колебаний притира. В процессе нормальной работы шлифовального станка притир изнашивается и теряет часть начальной массы, то есть конечная масса равна

m_k = m₀-Δm, (4)

где : m₀ - начальная масса,

m_k - конечная масса,

Δm - уменьшение массы.

В результате уменьшения массы амплитуда колебаний притира -L_mk в режиме холостого хода увеличится, соответственно ускорение для конечной массы будет равно

a_0k = -w²L_mk sinwt (5)

С учётом уравнений (3,5) и известного уравнения движения тела

F = ma (6)

уменьшение массы притира определяют по выражению

Δm = m₀(1-L₀/L_k) (7)

Конечная масса притира будет равна

m_k = m₀ L₀/L_k, (8)

где m₀ - начальная масса,

L₀/L_k - отношение начальной амплитуды к конечной амплитуде колебаний.

Таким образом, при известных ускорении и массе притира определяют усилие по выражению (6), то есть определяется необходимый параметр управления - мощность на валу электродвигателя.

Изобретение относится к способам определения массы движущихся элементов механизма. Способ заключается в том, что измеряют амплитуды колебаний начальной массы и конечной массы, которую определяют в режиме возвратно-поступательного движения как произведение начальной массы на отношение начальной амплитуды к конечной амплитуде колебаний. Достигается определение параметра управления для электродвигателя движущейся массы притира станка. 1 ил.

Способ определения массы движущегося объекта, отличающийся тем, что измеряют амплитуды колебаний начальной массы и конечной массы в процессе возвратно-поступательного движения объекта, при этом конечную массу определяют в режиме движения как произведение начальной массы на отношение начальной амплитуды к конечной амплитуде колебаний.