Автоматический стенд для испытания передач по схеме замкнутого контура Советский патент 1985 года по МПК G01M13/02 

2, Стенд по п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что блок плавного регулирования нагрузки включает гене ратор импульсов, четыре логических элемента И, логический элемент ИЛИ, реверсивный счетчик, подключенные к нему дешифраторы и преобразователь код-аналог и связанньш с последним усилитель, выход генератора импульсов подключен к первому и четвертому логическим элементам И, вход послед него связан с входом третьего логического элемента И, к выходу первого логического элемента И подкл1ачены третий и второй логические элементы И, выходы последних связаны с логическим элементом ИЛИ, выход которо го подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика, суммирующий вход которого связан с выходом четве того логического элемента И, усилитель подключен к обмотке возбуждения второй машины постоянного тока, дешифраторы - к блоку защиты, . входы четвертого логического элемента И связаны с выходами блока сравнения и блока защиты, к выходам последнего также подключены входы первого и второго логических элемен17 и, а вход третьего логического элемента И связан с выходом блока сравнения. 3. Стенд по пп. 1 и 2, о т л ичающийся тем, что блок защиты включает первый и второй логические элементы ИЛИ-НЕ, логический элемент И, триггер и две лампы, вход первого логического элемента РШИНЕ связан с первой лампой, выходом одного из дешифраторов блока плавного регулирования нагрузки и входом логического элемента И, другой вход последнего - с пультом управления стендом, а выход - с S-входом триггера, к R-входу которого подключен пульт управления стендом, вход второго логического элемента ИЛИ-НЕ связан с второй лампой и другим дешифратором блока плавного регулирования нагрузки, а прямой и инверсный выходы триггера подключены к входам четвер. того и второго логических элементов И блока плавного регулирования нагрузки, а выходы первого и второго логических элементов ИЛИ-НЕ связаны с входами,первого и четвертого логических элементов И блока плавного регулирования нагрузки.

1. АВТОМАТИЧЕСКИЙ СТЕНД ДЛЯ ИСШТАНИЯ ПЕРЕДАЧ ПО СХЕМЕ ЗАМКНУТОГО КОНТУРА, содержащий кинематически соединяемые испытуемыми передачами первую и вторую машины постоянного тока, включенные по встречно-параллельной схеме, источник постоянного тока, подключенный к обмотке возбуждения первой машины, и кинематически связанный с последней приводной электродвигатель, отличающийся тем, что, с целью сокращения продолжительности испытаний, он снабжен датчиками частоты вращения ведущего вала испытуемых передач и нагрузочного момента ведомого вала испытуемых передач, пультом управления, подключенными к нему блоком управления приводным электродвигателем, связанным с датчиком частоты вращения, блоком сравнения, ю связанным с датчиком нагрузочного момента, блоком защиты и подключенным (Л также к последнему и связанным с обС моткой возбуждения второй машины блоком плавного регулирования нагрузки, соединенным с блоками сравнения и управления приводным электродвигателем и источником постоянного тока. 00 |

1

Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательной технике, и может быть использовано для испытания под возрастающей нагрузкой различных передач, например коробок передач автомобиля.

Целью изобретения является сокращение продолжительности испытаний путем автоматизации процесса выхода стенда на требуемый режим нагружения с заданной скоростью роста нагрузки.

На фиг. 1 изображен автоматически стенд, .общая схема; на фиг. 2 - структурная схема блока сравнения; на фиг. 3 - структурная схема блока плавного регулирования нагрузки/ на фиг. 4 - структурная схема блока защиты, на фиг. 5 - структурная схема блока управления приводным электродвигателем.

Автоматический стенд для. испытания передач содержит кинематически соединяемые испытуемыми передачами 1 и 2 первую 3 и вторую 4 машины

постоянного тока (фиг. 1), включенные по встречно-параллельной схеме, источник 5 постоянного тока, подключенный к обмотке 6 возбуждения первой машины 3, с которой кинематически связан приводной электродвигатель 7 и датчик 8 частоты вращения ведущего вала испытуемых передач 1 и 2. На ведомом валу, соединяющем испытуемую передачу 2 и вторую машину 4, установлен датчик 9 нагрузочного момента, выход которого подключен, например, ко входу 10 блока 11 сравнения .

Блок 11 сравнения может быть выполней в виде двух операционных усилителей 12 и 13 (фиг. 2). Неинвертирующий вход усилителя 12 и инвертирующи вход усилителя 13 соединены через соответствующие делители 14 напряжения со входом 10 блока 11. Инвертирующий вход усилителя 12 (фиг. 2) и неинвертирующий вход усилителя 13 через соответствующие делители 14 напряжения соединены с выходами 15 и 16 пульта 17 управления стендом (фиг, 1). Выходы усилителей 12 и 13 подключены к входам 18 и 19 блока 20 плавного регулирования нагрузки. Блок 20 плавного регулирования нагрузки (фиг. 3) содержит генератор 21 импульсов, четвертый, например четырехвходовой, логический элемент И 22, третий, например, трехвходовой, логический элемент ИЛИ 23, первый 24 и второй 25, например двух входовые, логические элементы И, логический элемент ИЛИ 26, последова тельно соединенные реверсивньй счетчик 27, преобразователь 28 код-аналог, усилитель 29, а также подключен ные параллельно выходным клеммам сче чика 27 дешифраторы 30 и 31, причем выход генератора 21 импульсов подключен к первому входу четвертого 22 и первого 24 логических элементов И, второй вход элемента 22 подключен ко второму входу третьего логического элемента И 23 и к выходу 32 блока 33 защиты (фиг. 1 и 3). Третий вход элемента 22 подключен к выходу . 34 блока 33 защиты. Четвертый вход элемента 22 подключен к выходу 19 блока 11 сравнения. Ко второму входу элемента 24 подключен выход 35 блока 33 защиты. Выход элемента 24 подключен к первому входу элемента 23 и к первому входу второго логического элемента И 25. Ко второму входу элемента 25 подключен выход 36 блока 33 защиты. К третьему входу элемента 23 подключен выход 18 блока 11 сравнения. Выход элемента 25 подключен к первому входу логического элемента ИЛИ 26, ко второму входу которого подключен выход элемента 23 Вы ход элемента 22 подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика 27, а выход элемента 26 - к вычитающему входу счетчика 27. Выход уси лителя 29 подключен к обмотке 37 возбуждения второй машины 4 постоянного тока. Выходы дешифраторов 30 и 31 подключены соответственно к входам 38 и 39 блока 33 защиты. Блок 33 защиты (фиг. 1 и 4) может быть выполнен в виде двух логических элементов ИЛИ-НЕ - первого 40 и второго 41, логического элемента И 42, RS-триггера 43 и двух ламп - первой 44.1 и второй 44.2. Вход первого логического элемента ИЛИ-НЕ 40 соединен с выходом 38 блока 20 плавного регулирования нагрузки, с лампой 44.1 и с первым входом логического элемента И 42, ко второму входу которого подключен выход 45 пульта 17 управления стендом. Выход элемента 42 подключен к S-входу триггера 43, к R-входу которого подключен выход 46 пульта 17 управления стендом. Неинвертирующий выход триггера 43 подключен ко входу 32 блока 20 плавного регулирования нагрузки, а инвертирующий - ко входу 36 последнего. Вход элемента 40 подключен ко входу 35 блока 20 плавного регулирования нагрузки. Вход элемента 41 подключен к выходу 39 блока 20 и ко второй лампе 44.2, а ,вьrxo элемента 41 - ко входу 34 блока 20. Один из выходов пульта 17 управления стендом подключен ко входу 47 блока 48 управления приводным электродвигателем, к которому подключен приводной электродвигатель 7 и датчик 8 частоты вращения. Блок 48 (фиг. 5) управления приводным электродвигателем может быть выполнен в виде вычитающего элемента 49 и подключенного к его выходу преобразователя 50 напряжения. Выход последнего связан с электродвигателем 7. К первому входу вычитающего элемента 49 подключен выход датчика 8 частоты вращения, а ко второму - выход 47 пульта 17 управления стендом. К преобразователю 50 подключены также выходы 32 и 36 блока 33 защиты, которые, в свою очередь, подключены и к источнику 5 постоянного тока. Стенд работает следующим образом. При подаче напряжения питания на электрооборудование стенда за счет установочных емкостей в реверсивном счетчике 27 блока 20 плавного регулирования нагрузки записывается число в двоичном коде, лежащее между числом, определяемым

дешифратором 30 и дешифратором 31 того же блока. Одновременно за счет установочных емкостей в триггере A3 блока 33 защиты записывается логический нуль. Поэтому на выходе 32 триггера 43 формируется напряжение, соответствующее логическому нулю, а на выходе 6 - логической единице. Поскольку,код реверсивного счетчика 27 при этом не соответствует коду дешифратора 30, то на выходе последнего напряжение соответствует логическому нулю, и, следовательно, сигнал, инверсный данному, получаемьш с помощью первого логического элемента ШШ-НЕ 40 блока 33 защиты и подводимьш к входу 35 блока 20 плавного регулирования, соответствует логической единице.

Генератор 24 импульсов блока 20 создает импульсы напряжения на входах четвертого 22 и первого 24 логических элементов И блока 20, но за счет запрещающего сигнала на входе 3 от блока 33 защиты на выходе элемента 22 блока 20 указанные импульсы не образуются. В то же время за счет разрешающих сигналов на входах 35 и 36 первого 24 и второго 25 логических элементов И блока 20 указанная последовательность импульсов образуется на выходе элементов 24 и 25 и логического элемента ИЛИ 26.и, таким образом, - на вычитающем входе реверсивного счетчика 27. При этом число, записанное в счетчике, начинает плавно уменьшаться до величины числа, определяемого кодом дешифратора 30. Как только код реверсивного счетчика 27 совпадает с кодом дешифратора 30, на выходе последнего образуется напряжение, соответствующее логической единице, что приводит к загоранию первой лампы 44.1 и появлению на выходах 35 блока 33 защиты напряжения, соответствующего логическому нулю за счет первого логического элемента ИЛИ-НЕ 40

Таким образом, на входе 35 блока 20 плавного регулирования нагрузки образуется запрещающий сигнал, прекращающий подачу импульсов на вычитающий вход счетчика 27 через элементы 24-26. Первая лампа 44.1 сигнализирует о готовности стенда к работе. В то же время сигнал на входе 38 блока 33 защиты создает

возможность прохождения пускового сигнала со входа 45 блока 33 защиты через логический элемент И 42 в триггер 43. При подаче указанного пускового сигнала с пульта 17 управления стендом на вход 45 в триггере 43 записывается логическая единица, и на его выходе 32 напряжение соответствует логической единице, а на выходе 36 - логическому нулю. Эти выходные сигналы поступают на входы блока 48 управления приводным электродвигателем и источника 5 постоянного тока и включают их в работу.

Приводной электродвигатель 7 начинает вращать машины 3 и 4 постоянного тока и испытуемые передачи 1

и 2. При этом дешифратор 30 блока 20 плавного регулирования настраивается таким образом, что при его срабатывании соотношение напряжений на обмотках 8, 6 и 37 возбуждения

машин 3 и 4 таковы, что ток в якорных цепях отсутствует. При идентичности машин 3 и 4 постоянного тока и при общем передаточном числе передач 1 и 2, равном единице, это достигается равенством напряжений на обмотках 6 и 37 возбуждения. Необходимо отметить, что при подаче напряжения питания на электрообрудование стенда пульт 17 управления подает напряжение установки по частоте вращения на вход 47 блока 48 управления приводным электродвигателем и по нагрузке - на входы 15 и 16 блока 11 сравнения, причем напряжение

на входе 15 блока 11 сравнения задает максимальную величину нагрузки, а на входе 16 - минимальную. Разница между этими сигналами определяет зону допустимых значений нагрузки

в данном режиме испытания.

Так как при пуске нагрузочный момент практически отсутствует из-за отсутствия тока в якорных цепях машин 3 и 4 постоянного тока, то на

выходе датчика 9 нагрузочного момента сигнал будет отсутствовать. Поскольку выход 10 датчика 9 подключен к инвертирующему входу усилителя 13 блока 11 сравнения, а на неинвертирующий вход последнего подан сигнал с выхода 16 пульта 17 управления стендом, то на выходе 19 блока 11 сравнения образуется положительный сигнал, который в сочетании с разрешающими сигналами на входах 32 и 34 блока 20 плавного регулирования обеспечивает прохождение импульсов на суммирующий вход реверсивного счетчика 27. Увеличивающийся код счетчика 27 поступает на вход преобразователя 28 код-аналог, преобразующего двоичный код в аналоговый сигнал. Полученный сигнал, пройдя через усилитель 29, поступает на обмотку 37 возбуждения второй машины 4.

Скорость плавности роста напряжения возбуждения второй машины 4 определяется, таким образом, частотой генератора 21 импульсов. При росте напряжения возбуждения обмотки 37 (фиг. 1) растет и нагрузочный момент, создаваемый второй машиной 4. Это приводит к увеличению синала навыходе датчика 9 нагрузочного момента, поэтому растет сигнал на инвертирующем входе усилителя 13 блока сравнения. Как только этот сигнал сравняется с сигналом на неинвертирующем входе, задаваемым напряжением установки пульта 17 управления стендом, пропадет напряже|Ние на выходе 19 блока 11 сравнения и четвертьй логический элемент И 22 блока 20 прекращает пропуск импульсов в счетчик 27, что приводит к фиксации нагрузочного момента. Если по каким-то причинам, например при разрыве кинематической связи внутри передачи, код, записанный в счетчике 27, увеличивается до максимального значения, а нагрузка отсутствует, то происходит срабатывание дешифратора 31, настроенного на предельный код счетчика 27. При это загорается вторая сигнальная лампа 44.2 блока 33 защиты, и сигнал с выхода второго логического элемента ИЛИ-НЕ 41 отключает подачу импулсов через четвертый логический элемент И 22 блока 20 в счетчик 27.

Если по каким-то причинам величина нагрузки превысила некоторую зону, задаваемую для каждого конкретного режима испытания пультом 17 управления стендом, то происходит появление сигнала на выходе блока 11 сравнения, что приводит к прохождению

импульсов от генератора 21 блока 20 плавного регулирования через элементы 24, 23 и 26 на вычитающий вход счетчика 27 и к уменьшению напряжения на выходе преобразователя 28

5 код-аналог усилителя 29 и соответственно к уменьшению нагрузки до уров. ня, определяемого напряжением на выходе 15 пульта 17 управления стендом

0 Стабилизация частоты вращения стенда осуществляется блоком 48 управле-. ния приводным электродвигателем. Сигнал рассогласования по частоте вращения создается с помощью вычитающего элемента 49, формирующего на своем выходе сигнал разницы между напряжением установки на входе 47 от пульта 17 управления стендом и напряжением на выходе датчика 8 чАс0 тоты вращения. Полученный сигнал

управляет преобразователем 50 напряжения, питающим приводной электродвигатель 7 о Остановка стенда осуществляется путем подачи сигнала с выхода 46 пульта 17 управления стендом При этом в триггер 43 блока 33 защиты записьшается логический нуль, отключаются блок 48 управления приводным электродвигателем и

.. источник 5 постоянного тока, на вычитающий вход счетчика 27 блока 20 плавного регулирования поступают через логические элементы 24-26 импульсы, приводящие к уменьшению чис, ла, закодированного в нем, до величины, заданной дешифратором 30.

/f блоку го плавного рвгуАироВания нагрузки

JB

35

Щ

Т

К пульту Л управления стендом

К датчику 8 частоты 8раш,ения

39

f

ФигМ