Имитатор резьбовых нагрузок Советский патент 1986 года по МПК G01L5/24 G01L1/08 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено при испытаниях резьбонавинчивающих инструментов.

Целью изобретения является повышение точности задания нагрузок.

На фиг,1 приведена функциональная схема имитатора резьбовых нагрузок; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие работу имитатора.

Имитатор резьбовых нагрузок содержит электромагнитный порошковьй тормоз I, с валом 2 которого соединены датчик 3 крутящего момента и датчик

4 угла поворота, дифроаналоговый пре- 15 ния момента М в функдии от угла ср

образователь 5, усилитель 6, выход которого соединен с управляющей обмоткой 7 электромагнитного порошкового тормоза 1, блок 8 сравнения, распределитель 9 импульсов и одно- вибратор 10. При этом один вход распределителя 9 импульсов соединен с датчиком 4 угла поворота, а второй - с выходом одновибратора 10, вход которого соединен с выходом блока 8 сравнения, вход которого соединен с датчиком 3 крутящего момента и одним входом усилителя 6, второй вход которого соединен с выходом дифроаналогового преобразовате ля 5, входы которо- 30 туемым инструментом 24 и производят го соединены с соответствующими вы- включение инструмента. При этом инстходами распределителя 9 импульсов.

При этом усилитель 6 содержит последовательно соединенные компаратор 11 и усилитель 12 мощности, а распределитель 9 импульсов включает в себя четыре счетчика 13-16, два дешифратора 17 и 18, входы которых подключены соответственно к выходам счетчиков 13 и 14, два элемента ИЛИ 19 и 20, задающие блоки по числу выходов дешифратора 18. При этом каждый задающий блок 21 содержит переключатель 22 и элемент И 23. Выход элемента ИЛИ 19 подключен к счетному входу счетчика 15 и к одному из входов элемента ИЛИ 20, выход.которого подключен к установочному входу счетчика 13, счетный вход которого подключен к счетному входу счетчика 16 и является первым входом распределителя 9 импульсов, выходами которого являются выходы счетчика 15, а вторым входом- второй вход элемента ИЛИ 20, подключенный к установочным входам счетчиков 14-16. Одноименные входы всех переключателей 22 соединены между собой и подключены к одноименным выхо

дам дешифратора 17. Выходы переключателей 22 соединены с первыми входами соответствующих элементов И 23, вторые входы которых подключены к соответствующим выходам дешифратора 18, а выходы элементов И 23 подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ 19. Выход счетчика 16 подключен к счетному входу счетчика 14.

Имитатор резьбовых нагрузок работает следующим образом.

Для проведения испытаний в устройстве управления тормозным моментом устанавливают заданный закон изменеповорота вала тормоза. При этом исходная функциональная зависимость (if) равномерно разбивается по оси абсцисс на участки, количество которых определяется числом задающих блоков 21. Определяется приращение момента на каждом из этих участков и производится вычисление обратных величин этих приращений. Затем при

помощи переключателей 22 коды обратных величин приращений моментов на заданных участках вводят в задающие блоки 21, соединяют вал 2 электромаг- нитного порошкового тормоза 1 с .испырумент вращается без нагрузки, так как управляющая обмотка 12 электромагнитного порошкового тормоза 1

обесточена.

После включения инструмента 24 производят включение распределителя 9 импульсов, предварительно установленного в исходное состояние (не показано). При этом на первом выходе дешифратора 18 устанавливается напряжение логической единицы и выход переключателя 22 первого задающего блока 21 через элемент И 23 подключается

к входу элемента ИЛИ 19. На остальных выходах дешифратора 18 напряжение логического нуля, поэтому выходы остальных переключателей 22 отключены от входов элемента ИЛИ 19. С выхода

датчика 4 угла поворота импульсы поступают на счетные входы счетчиков 13 к 16. При совпадении кода переключателя 22 перво.го задающего блока 21 с кодом на выходах дешифратора 17,

на выходе элемента И 23 первого задающего блока 21 появляется напряжение логической единицы, которое через элементы ИЛИ 19 и 20 поступает на

счетный вход счетчика 15 и на установочный вход счетчика 13, осуществляя его сброс. Затем счетчик 13 внов начинает заполняться импульсами от датчика 4 угла поворота, повторяя предьщущий цикл и так продолжается до тех пор, пока не переполнится счетчик 16. При этом количество N импульсов, сосчитанное счетчиком 15, определяется как

Ы„

где N - количество импульсов, поступивших с датчика 4 угла поворота; т, - код, установленный на переключателе 22 первого задающего блока 21.

Между приращением ь М функции (ty) на первом участке разбиения и кодом т, осуществляют зависимость

где а - коэффициент пропорциональноети.

Таким образом, к моменту переполнения счетчика 16 на выходе цифроана- логового преобразователя 5 установитb

ся напряжение V ,,

где b - масштабный коэффициент преобразования цифроаналогового преобразователя 5j емкость счетчика 16, определяющая длину участков разбиения функциональной зависимости (c| по оси абсцисс. После переполнения счетчик 16 возвращается в исходное состойние, а импу льсом, возникающим на выходе старшего разряда счетчика 16, счетчик 14 переключается в следующее состояние. При этом на первом выходе дешифратора 18 пропадает напряжение логической единицы и выход переключателя 22 первого задающего блока 21 отключается от входа элемента ИЛИ 19, а напряжение логической единицы появляется на следующем выходе дешифратора 18. Это приводит к подключению выхода переключателя 22 следующего задающего 15ло- ка 21 к входу элемента ИЖ 19.

После очередного переполнёТ ия счетчика 16 на выходе цифроаналогового преобразователя 5 установится напряжение

5

ri,e-( М,+ ьмр,

5

о

5

0

,

где приращение функции М(Ч ) на втором участке разбиения.

Таким образом, исходная функциональная зависимость, равномерно разбитая на участки по оси абсцисс, аппроксимируемая на этих участках отрезками прямых линий, представлена на выходе цифроаналогового преобразователя в виде их ступенчатой аппроксимации. 1 ,.

Сформированное напряжение с выхода цифроаналогового преобразователя 5 поступает на первый вход компаратора 11, на второй вход которого поступает напряжение с датчика 3 крутящего момента, .пропорциональное моменту на валу 2. Компаратор 11 через усилитель 12 мощности управляет током возбуждения электромагнитного тормоза 1 так, чтобы ток в управляющей обмотке 7 создает тормозной момент, изменяющийся по заданному закону. Когда тормозной момент, возрастая, достигает требуемого момента отключения, на выходе компаратора 8 появляется импульс, которым осуществляется запуск одновибратора 10. На выходе одновибратора 10 появляется импульс, который поступает на установочные входы всех счетчиков 13-16 и осуществляет их сброс, чем обеспечивается отключение нагрузки. По истечении времени действия импульса одновибратора напряжение на установочных входах счетчиков 13-16 пропадает и в дальнейшем циклы нагрузки повторяются в аналогичной последовательности.

Формула изобретения

Имитатор резьбовых нагрузок,со- держащий нагружатель, выполненный в виде электромагнитного порошкового тормоза, с валом которого связаны датчики крутящего момента и угла поворота, цифроаналоговый преобразователь, усилитель, выход которого подключен к управляющей обмотьГе электромагнитного порошкового тормоза, блок сравнения и распределитель импульсов, первый вход которого подключен к датчику угла поворота, а выходы - к соответствующим входам цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к одному входу усилителя, другой вход которого подключен к датчику крутящего момента и к входу блока сравнения, отличаю- щ и и с я тем, что, с целью ловьшгения точности задания нагрузок, в него введен одновибратор, вход которого подключен к блоку сравнения, а вь1ход - к второму входу распределителя им- пульсов, который включает в себя четыре счетчика, два дешифратора, входы которых подключены к соответствующим выходам первого и второго счетчиков соответственно, два элемен- та ИЛИ, выход первого из которых под1ключен к счетному входу третьего счетчика и к одному из входов второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к установочному входу первого счетчика, счетный вход которого подк шочен к счетному входучетвертого счетРедактор В.Иванова

фиг. г

Составитель А.Амаханов

Техред И.Верес Корректор Т.Колб

Заказ 4813/41 Тираж J78Подписное

ВНИШТИ Государственного комитета СССР

по делам изобретенийг и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

чика и является первым входом распределителя импульсов, выходами которого являются выходы третьего счетчика, а вторым входом - второй вход второго элемента ИЛИ, подключенный к установочным вxoдa второго и третьего счетчика и к установочному входу четвертого счетчика, выход которого подключен к счетному входу .второго счетчика, переключатели и элементы И, число которых равно числу выходов второго дешифратора, к которым подключены первые входы соответствующих элементов И, выходы которых подключены к соответствующим входам первог элемента ИЛИ, а вторые входы элементов И подключены к выходам соответствующих переключателей, одноименные входы которых соединены между собой и подключены к одноименным выходам первого дешифратора.

Изобретение относится к измери-- тельной технике и позволяет повысить точность задания нагрузок. Сформированное напряжение с выхода цифроаналогового преобразователя поступает на первьй вход компаратора второй вход которого поступает напряжение с датчика 3 крутящего момента, ... пропорциональное моменту на валу 2. Компаратор 11 через усилитель 12 мощности управляет током возбуждения электромагнитного порошкового тормоза 1 таким образом, чтобы ток в управляющей о бмотке 7 создавал тормозной момент. Когда тормозной момент, возрастая, достигнет момента отключения, на выходе компаратора 8 появится импульс, запускающий одновибратор 10. На выходе последнего появляется импульс, поступающий на входы счетчиков 13-16 и осуществляется их сброс, чем обеспечивается отключение наг-i рузки. 2 ил. 7 е (Л to СП сл 00 эо гяО.