Устройство для диагностирования зубчатых передач Советский патент 1986 года по МПК F16H37/02 G01M13/02 

Изобретение относится к устройствам для испытания передаточных механизмов и предназначено для осуществления технического диагностирования многоступенчатых зубчатых передач.

Цель изобретения - снижение затрат времени на диагностирование многоступенчатых зубчатых передач.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства; на фиг.2 - функциональная электрическая схема преобразователя время - код.

Устройство содержит диагностируемую зубчатую передачу 1, преобразова 1тель 2 колебаний, импульсный датчик 3 угловой скорости, вторичный преобразователь 4 время - код, задатчик 5 угловой скорости, элемент 6 сравнения, логический элемент И 7, индикатор 8, задатчик 9 допустимого уровня колебания, пороговый элемент JO, узкополосный фильтр 11, приводной двигатель 12 и нагружатель 13. Число пороговых элементов 10, задатчиков 9 допустимого уровня колебаний, элементов 6 сравнения, задатчиков 5 угловой скорости, логических элементов И 7 и индикаторов 8 равно числу ступеней диагностируемой зубчатой передачи .

Преобразователь время - код содержит RS-триггер 4,.элемент Запрет 15, генератор 16 импульсов, двоичный счетчик 17, регистр 18,, дифференцирующую цепочку I9, детектор 20, и цифровой элемент 21 задержки.

Устройство работает следующим образом,

Для диагностирования зубчатой передачи I с помощью предлагаемого устройства входной вал посредством приводного двигателя 12 разгоняют от значения частоты вращения, равной отношению частоты настройки узкополосного фильтра 1 к числу зубьев ведущей шестерни самой высокооборотной зубчатой пары, до значения, равного произведению отношения частоты настройки узкополосного фильтра II к числу зубьев ведущей шестерни самой низкооборотной зубчатой пары на передаточное отношение от входного вала зубчатой передачи до вала ведущей шестерни самой низкооборотной зубчатой пары. При этом нагрузку на выходном валу создают посредством нагружателя 13. В процессе разгона

328872

на валах передачи 1 возникают колебания, обусловленные соударениями зубьев в каждой паре шестерен, участвующих в зацеплении. Частота соуда5 рений зубьев шестерен (зубцовая частота) определяется произведением угловой скорости вала на число зубьев шестерни. Указанные колебания в виде аналогового сигнала на выходе

to преобразователя 2 колебаний подаются на вход узкополосного фильтра 1, настроенного на частоту, равную зуб- цовой частоте самой низкооборотной ступени при номинальной частоте вра15 щения приводного двигателя 12 (фиг.1). Сигнал, уровень которого характеризует интенсивность соударений зубьев, т.е. качество зацепления шестерен, с выхода узкополосного фильтра

20 11 поступает на второй вход пороговых элементов 10, на первый вход ко- торьк подаются опорные напряжения с задатчиков 9 допустимого уровня колебаний, которые характеризуют допусти25 мыв уровни износа зубьев шестерен. При превьш ении сигнала с выхода узкополосного фильтра 11 установленного допутимого уровня на выходе порогового элемента 10 вырабатывается сигнал,

30 который поступает на первый вход логических элементов И 7.

При вращении входного вала зубчатой передачи 1 и соединенного с этим валом диска с пазом импульсного датjj чика 3 угловой скорости свет от пары последовательно установленных на корпусе датчика 3 светодиодов через паз диска последовательно попадает на пару соответственно установленных фотод ДИОДОВ, в результате чего с выхода датчика поступает два импульса, временной интервал между которыми характеризует угловую скорость входного вала передачи. После поступления ука5 заннь:(х импульсов на соответствующие входы преобразователя 4 время - код и последующей обработки сигнала, на выходе преобразователя 4 формируется число в двоичном коде, характеризующее мгновенное значение угловой ско0

рости входного вала зубчатой передачи 1 ,

Код может быть сформирован следующим образом (фиг.2). Импульс с одно- го фотодиода импульсного датчика 3 угловой скорости поступает на вход S триггера 14, ас другого фотодиода - на вход R того же триггера 14.

В результате на инверсном выходе триггера 14 вырабатьшается отрицательный импульс, продолжительность которого обратно пропорциональна угловой скорости входного вала зубча- той передачи 1. С инверсного выхода триггера 14 импульс поступает на управляющий вход элемента Запрет 15, на основной вход которого постоянно поступают импульсы с генератора 16 импульсов. С выхода элемента Запрет 15 импульсы поступают на суммирующий вход двоичного счетчика 17, на котором образуется число, пропорциональное длительности импульсов с инверс- ного выхода триггера 14, характеризующее угловую скорость входного вала, так как элемент Запрет 15 пропускает импульсы с генератора 16 на двоичный счетчик 17 только при на личии сигнала на входе, соединенном с инверсным выходом триггера 14. Одновременно сигнал с инверсного выхода триггера 14 поступает на вход дифференцирующей цепочки 19, на вы- ходе которой по переднему фронту импульса с триггера 14 вырабатывается отрицательный импульс, а по заднему фронту - положительный импульс. Последний с выхода дифференцирующей цепочки 19 через детектор 20 поступает на управляющий вход регистра 18 и через элемент 21 задержки - на вход R установки двоичного счетчика

17в состояние О.

После окончательного подсчета импульсов , поступающих на суммирующий вход двоичного счетчика 17, информация с этого счетчика переписывается в регистр 18 с помощью импульса, поступающего на вход С регистра 18 с детектора 20. После того, как информация с двоичного счетчика 17 списана в регистр 18, он устанавливается в состояние О импульсом с цифрового элемента 21 задер;кки и тем самым подготавливается к подсчету очередной последовательности импульсов .

Таким образом, на выходе регистра

18за каждый оборот диска с пазом импульсного датчика 3 угловой скорости появляется число в двоичном коде, характеризующее угловую скорость входного вала диагностируемой зубча- той передачи 1. Это число поступает

на вторые входы элементов 6 сравнения двух чисел, на первые входы которых с задатчиков 5 угловой скорости поступают числа, соответствующие угловым скоростям вращения входного вала, при которых зубцовая частота соответствующей пары шестерен совпадает с частотой настройки узкополосного (фильтра 1 1 .

При увеличении скорости вращения входного вала зубчатой передачи 1 зубцовые частоты всех пйр шестерен увеличиваются и последовательно принимают значение, равное частоте настройки узкополосного фильтра 11. В момент такого совпадения имеет место равенство входных сигналов элемента 6 сравнения, в результате чего на его выходе появляется сигнал, поступающий на второй вход логического элемента И 7. Если в этот момент времени на первом входе логического элемента И 7 имеет место сигнал с выхода порогового элемента 10, что свидетельствует о превьппении допустимого уровня износа шестерен данной пары, на выходе логического элемента И 7 появляется сигнал, который фиксируется индикатором 8.

Величины опорного напряжения в за- датчиках 9 допустимого уровня колебаний устанавливаются на основании испытания образцов зубчатых пар, моделирующих определенные уровни технического состояния зубчатой передачи 1 .

Для установки опорного напряжения задатчики 9 выводятся в нулевое положение. Затем в образцовой зубчатой передаче устанавливается постоянная частота вращения входного вала, величина которой обеспечивает равенство частоты настройки узкополосного фильтра 1I зубцовой частоте, например, с наибольшей частотой вращения. Задатчик 9 этой ступени регулируется вручную сначала до момента загорания индикатора 8 этой ступени, а затем обратной регулировкой добиваются погасания индикатора 8. При этом получается настройка, соответствующая допуску на износ данной зубчатой пары. Далее частота вращения входного вала образцовой зубчатой передачи изменяется до величины, которая обеспечивает равенство зубцовой частоты следующей (второй) ступени частоте настройки узкополосного фильтра 11 и аналогичным образом регулируют за- датчик 9 второй ступени и т.д. до п-й ступени.

По окончании настройки устройство отключают от образцовой зубчатой передачи и подключают к диагностируемой передаче. Затем задают входному валу диагностируемой передачи вращательное движение, угловая скорость которого линейно нарастает до значения, равного частоте настройки узкополосного фильтра, деленной на число зубьев ведущей шестерни низкооборотной передачи с учетом передаточного отношения от ведущего вала зубчатой передачи до ведущего вала низкооборотной зубчатой пары.

Таким образом, с помощью устройства для диагностирования зубчатых, передач за один цикл разгона входного вала о.т минимального значения его угловой скорости до максимального значения осуществляется пдочередный контроль технического состояния всех ступеней диагностируемой зубчатой передачи.

Устройство для диагностирования зубчатых передач универсально и может использоваться при контроле качества зацепления зубчатых передач

различной степени точности, многоступенчатых и одноступенчатых редукторов , а также при селективном комп- 5 лектовании зубчатых колес в рабочие пары на предприятиях промышленности и специализированных ремонтных предприятиях, при техническом обслуживании машин: для безразборного контро- O ля технического состояния зубчатых передач трансмиссий.

I

Использование устройства в широком диапазоне допусковых отклонений 5 зубчатых передач различнь1х степеней точности обеспечивается регулировкой уровня диагностического сигнала за- датчиков 9 и применением измерительного преобразователя 2 соответствующей чувствительности. Перестройка устройства для диагностирования различных по назначению зубчатых передач (высоконагруженных, высокоскоростных, тихоходных и др.) осуществляется посредством регулировки за- датчика 9 и, при необходимости, использованием соответствующего привода и нагружателя.

0

5

Редактор Н.Яцола

Составитель В.Нефедов Техред И.Попович

Заказ 2753/37Тираж 880 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий П3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, А

Фиг. 2

Корректор А.Тяско