Устройство для измерения параметров вектора дисбаланса вращающихся тел Советский патент 1985 года по МПК G01M1/22 

Изобретение относится к балансировочной технике и может быть использовано при балансировке вращающихся деталей и узлов мащин и механизмов. Известно устройство, реализующее способ определения фазы дисбаланса роторов, содержащее датчик опорного сигнала, датчик дисбаланса, формирователь тактовых импульсов, выполненный в виде последовательно соединенных преобразователя опорная частота - напряжение, напряжение - тактовая частота, трехдекадный десятичный счетчик, считающий тактовые импульсы, причем начало счета определяется импульсом, сформированным из опорного сигнала, а окончание - импульсом из сигнала дисбаланса 1. Недостатком устройства является невысокая точность измерения фазы вследствие двойного преобразования частота - напряжение, напряжение - частота. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения параметров вектора дисбаланса вращающихся тел, содержащее измеритель дисбаланса, соединенные с его выходом индикатор величины дисбаланса и формирователь импульса, генератор синхроимпульса, генератор импульсов, первый счетчик импульсов, счетный вход которого соединен с генератором импульсов, соединенные последовательно с первым счетчиком вычислитель и цифровой индикатор 2. Генератор импульсов выполнен в виде диска, механически связанного и вращающегося вместе с балансируемым телом, имеющего п отверстий для формирования импульсов с помощью фотодатчика 2. Недостатками известного устройства являются невысокая точность измерения углового положения вектора дисбаланса вследствие ограниченной дискретности измерения и погрешности, обусловленной установкой на объект балансировки дополнительной массы в виде возбуждающего элемента генератора, и узкие эксплуатационные возможности из-за конструктивной сложности применения устройства при балансировке высокоскоростных и малогабаритных объектов. Цель изобретения - повышение точности определения параметров вектора дисбаланса и расширения эксплуатационных возможностей устройства. Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения параметров вектора дисбаланса вращающихся тел, содержащее измеритель дисбаланса, соединенные с его выходом индикатор величины дисбаланса и формирователь импульса, генератор синхроимпульса, генератор импульсов, первый счетчик импульсов, счетный вход которого соединен с генератором импульсов, соединенные последовательно с первым счетчиком вычислитель и цифровой индикатор, снабжено вторым счетчиком импульсов, счетный вход которого соединен с генератором импульсов, а выход - с входом вычислителя, и блоком управления, входы которого соединены с генератором синхроимпульса и формирователем импульса, а выходы - с управляющими входами счетчиков и вычислителя. Генератор импульсов выполнен в виде электронного блока. На чертеже представлена структурная схема устройства для измерения параметров вектора дисбаланса вращающихся тел. Устройство для измерения параметров вектора дисбаланса вращающихся тел содержит генератор 1 синхроимпульса, выполненный в виде электронного устройства, измеритель 2 дисбаланса, соединенные с его выходом формирователь 3 импульса и индикатор 4 величины дисбаланса, генератор 5 импульсов, первый счетчик 6 и второй счетчик 7 импульсов, счетные входы которых соединены с выходом генератора 5 импульсов, вычислитель 8, входы которого .соединены с выходами счетчиков 6 и 7, цифровой индикатор 9, вход которого соединен с выходом вычислителя 8, блок 10 управления, входы которого соединены с генератором 1 синхроимпульса и измерителем 2 дисбаланса, а выходы - с управляющими входами счетчиков 6, 7 и вычислителя 8. Устройство работает следующим образом. При включении схемы блок 10 управления формирует команду «Сброс, т. е. команду установки на О счетчиков 6 и 7 импульсов, вычислителя 8 и формирователя 3 импульса (линии прохождения команды «Сброс на структурной схеме не показаны). Через заданное время автоматически включается режим измерения, при этом открываются входы блока 10 управления для прохождения сигналов от датчика 1 синхроимпульса и от датчика 3 импульса. При поступлении на вход синхроимпульса блок 10 управления формирует и подает на управляющие входы счетчиков 6 и 7 импульсов команду разрешения счета. Начинается счет импульсов, поступающих на счетные входы счетчиков 6 и 7 импульсов с генератора 5 импульсов. В момент, когда сигнал с измерителя 2 дисбаланса достигает максимального значения, формирователь 3 импульса подает импульс на вход блока 10 управления. При поступлении этого импульса блок 10 управления снимает сигнал разрешения счета с управляющего входа счетчика 6. Сигнал с управляющего входа счетчика 7 снимается при поступлении на блок 10 управления следующего (после одного полного оборота объекта балансировки) импульса с датчика 1 синхроимпульса. Счетчик 6 импульсов зафиксировал в единицах времени (импульсах) угловое положение вектора дисбаланса относительно синхрометки, нанесенной на вравдающийся объект балансировки, а счетчик 7 импульсов в тех же единицах времени зафиксировал угол 360°. Со счетчиков 6 и 7 импульсов полученные численные значения подаются на входы вычислителя 8, который по команде с блока 10 управления осуществляет вычисление углового положения вектора дисбаланса относительно синхрометки в градусах по формуле

Ф 1-360

где XI - количество импульсов, измеренное счетчиком 6 импульсов, соответствующее фазе вектора дисбаланса; ха - количество импульсов, измеренное счетчиком 7 импульсов, соответствующее одному обороту объекта балансировки.

Результаты вычисления в градусах поступают на вход цифрового индикатора 9. На этом единичное измерение заканчивается. При необходимости оно может повторяться с заданной периодичностью. Значения величины вектора дисбаланса регистрируются индикатором 4.

В качестве датчика 1 синхроимпульса используется бесконтактный индуктивный измерительный преобразователь, вырабатывающий синхроимпульс при прохождении метки, нанесенной на объект балансировки

через рабочую зону датчика. В качестве метки используется канавка на периферии металлического вала объекта балансировки. Измеритель 2 дисбаланса обеспечивает измерение относительных колебаний (вибра ций) объекта балансировки при его вращении в опорах, усиление сигнала вибраций и фильтрацию, с целью выделения составляющей, соответствующей частоте вращения объекта. Первичным датчиком измерителя 0 2 дисбаланса служит бесконтактный индуктивный преобразователь.

Формирователь 3 импульса представляет собой устройство, обеспечивающее преобразование аналогового сигнала от измерителя 2 дисбаланса в импульсный. Формирователь 3 импульса выдает импульсы, когда сигнал с измерителя 2 дисбаланса максимален. Сигнал на его выходе отсутствует, когда с блока 10 управления поступает сигнал «Сброс.

Применение устройства для измерения параметров вектора дисбаланса вращающихся тел позволяет, повысить точность измерений за счет исключения погрешности от неравномерности вращения и расщи5 рить эксплуатационные возможности за счет исключения из схемы измерения элементов, механически связанных с объектом балансировки.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ВЕКТОРА ДИСБАЛАНСА ВРАЩАЮЩИХСЯ ТЕЛ, содержащее измеритель дисбаланса, соединенные с его выходом индикатор величины дисбаланса и формирователь импульса, генератор синхроимпульса, генератор импульсов, первый счетчик импульсов, счетный вход которого соединен с генератором импульсов, соединенные последовательно с первым счетчиком вычислитель и цифровой индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения параметров вектора дисбаланса и расширения эксплуатационных возможностей, оно снабжено вторым счетчиком импульсов, счетный вход которого соединен с генератором импульсов, а выход - с входом вычислителя, и блоком управления, входы которого соединены с генератором синхроимпульса и формирователем импульса, а выходы - с управляющими входами счетчиков и вычислителя. 2. Устройство по п. 1, отличающееся i тем, что генератор импульсов выполнен в виде электронного блока. (О СП 00 4 СП