Измерительное устройство к балансировочному станку Советский патент 1986 года по МПК G01M1/22 

Изобретение относится к балансиро вочной технике и может быть использо вано в автоматических станках для балансировки коленчатых валов с тремя плоскостями коррекции. К числу таких коленчатых валов относятся и коленчатые валы с четырьмя противовесами, у которых два средних противовеса расположены близко один от Другого, т.е. большинство коленчатых валов четырехцилиндровых рядных двигателей внутреннего сгорания. Цель изобретения - повышение точности балансировки путем уменьшения цены деления приборов. На фкг, 1 изображена функциональная схема измерительного устройства к балансировочному станку; на фиг, 2 функциональная схема регулируемого источника напряжения. Балансируемый коленчатый вал 1 рядного двигателя внутреннего сгорания с тремя противовесами (два средних противовеса расположены рядом и при измерении принимаются за один), на которых через X и V обозначены оси коррекции, устанавливается на опоры балансировочного станка (не показаны) через оси коррекции проведены две осевые плоскости коррекции, Устройство содержит два входных блока 2 и 3, каждый из которых состоит из соединенных последовательно датчика 4 (5) дисбаланса, сумматора 6 (7), второй вход которого соединен с выходом датчика 5 (4) дисбаланса другого блока 3(2),и усилители) 8(9) четыре синхронных детектора 10,1 1 12 и 13, попарно (10 и 12, 11 и 13) связанных с выходом одного из усилителей 8 или 9, генератор 14 опорных сигналов, каждый выход которого связан с соединенными между собой вторыми входами синхронных детекторов 10 и 12, 11 и 13, два блока 15 и 16 измерения проек1дий, отнесенных к определенной осевой плоскости коррекции Уну, каждый из блоков 15 (16) измерения проекций выполнен в виде регулируемого источника 7 (18) напряжения, который содержит соединенные последовательно источник 19 постоянного тока, аналоговый ключ 20, второй вход которого является вторым входом регулируемого источника 17 (18 напряжения, и согласующий усилитель 21, выход которого является выходом регулируемого источника 17 (18) нап8 . ряжения,, а также интегратор 22 и второй аналоговый ключ 23, первый вход которого связан с выходом интегратора 22, второй вход является первым входом регулируемого источника 17(18) напряжения, а выход - с входом интегратора 22 и первого аналогового ключа 20, двух сумматоров 24 (25) и 26 (27), первые входы которых соединены соответственно с выходами синхронных детекторов 10 (12) и1(13) двух индикаторов проекций крайних плоскостей коррекции, каждый из которых содержит соответственно последовательно соединенгше аттенюаторы 28 (29)и 30 (31), входы которых соединены соответственно с выходами cyvt маторов 24 (23) и 26 (27), преобразователи 32 (ЗЗ) и 34 (35) напряжение - ток, аналоговые коммутато ил 36 (37) и 38 (39) и индикаторы АО (4) и 42 (43) проекций, индикатор 44 (45) проекций средней плоскости коррекции, вход которого соединен с вторыми вхо- , дами суммато1юв 24 (25) и 26.(27) и с выходом регулируемого источника 17 (18) напряжения, двух компараторов 46 (47) и 48 (49), входы которых соединены соотйетственно с выходами сумматоров 24 (25) и 26 (27), двух индикаторов 50 (51) и 52 (53) знаков проекций, входы которых соединены соответственно с выходами компараторов 46 (47) и 48 (49) логического элемента 54 (55) 2 ИЛИ, каждый из входов которого соединен с выходом одного из компараторов 46 (47) и 48 (49), и логического элемента 5б (57) .2И-НЕ, первый вход которого соединен с выходом логического элемента 54 (55) 2Ш1И, а выход первым входом регулируемого источника 17 (18) напряжения, блок 58 уп равления и элемент 59 временной задержки, вход которого соединен с выходом блока 58 управления с соединенными между собой вторыми входами логических элементов 56 (57) 2И-НЕ с вторыми входами регулируемых источников 17 и 18 напряжения, логический элемент 60 2И, вход которого соединен с выходом элемента 59 временной задержки, а выход - с входом блока 58 управления, и логический элемент 61 4ИПИ-НЕ, каждый из входов которого соединен с выходом одного из компараторов 46-49,а выход - с вторым входом логического элемента 60 2И.

Устройство работает следующим образом

Колебат Я опор станка, пропорциоч.шьша дисбалансу коленчатого вала 1 Б плоскости опоры, воспринимаются и преобразовываются в электри ческий сигнал датчиком 4 (5) дисбаланса, связанным с опорой балансировочного станка. С помощью сумматоров 6 и 7 производится разделение плоскостей коррекции, совпадающих с крайними противовесами. Выходной сигнал сумматора 6 (7) усиливается, фильтруется от помех усилителем 8(9 и раскладывается на проекции в косоугольной системе координат с помощью синхронных детекторов 10 (П) и 12 (13), на управляющие входы которых приходят сдвинутые один относительно другого выходные напряжения генератора 14 опорных сигналов. Выходные напряжения синхронных детекторов 10-13, пропорциональные проекциям дисбаланса в крайних плоскостях коррекции, измеряются и запоминаются индикаторами 40 и 42 проекций для осевой плоскости X и индикаторами 41 и 43 проекций для осевой плоскости V .

Каждый из индикаторов 40-43 проекций представляет собой аналоговое запоминающее устройство со стрелочньи прибором на выходе. Если в процессе измерения проекций дисбаланса в крайних плдскостях коррекции коленчатого вала, совпадающих с плоскостями крайних противовесов, получаются только положительные знаки проекций (направление обоэначеио знаком на осевых плоскостях коррекции), т.е дисбаланс может быть скорректирован в крайних ирЬтнвовесая, то задача балансировки в этом случае сводится к балансировке коленчатого вала с двумя плоскостями .коррекции, и коррекция дисбаланса та.кого коленчатого вала производится по результатам измерения, запоминаемых индикаторами 40-43 проекций.

Отрицательные проекции, совпадающие с направлением среднего противовеса коленчатого вала, требуют пересчета сигналов, пропорциональных проекциям дисбаланса в крайних ппоскос.тях коррекции, так как скорректировать отрицательную проекцию дисбаланса в крайней плоскости невозможно изг за отсутствия материала. В случае получения на одном из индикаторов проекций, относящихся к общей осевой плоскости коррекции, например X отрицательного значения проекции дисбаланса, что соответствует, например, отрицательной полярности напряжения на выходе оинхронного детектора 10 и 11, срабатывают одни из компараторов 46 и 48, порог срабатывания которых равен отрицательному наряжению, определяемому остаточным дисбалансом балансируемого коленчатого вала, и настраивается при наладке станка. При срабатывании одного из компараторов 46 и 48 народном из входов логического злемеМта 54 2ИЛИ появляется высокий уровень напряжения, который с выхода логического элемента 54 2ИЛИ поступает на первый вход логического элемента 56 2И-НЕ на второй вход которого поступает высокий уровень напряжения с выхода блока 58 управления, который формирует команду на начало измерения. По команде с выхода блока 58 управления закрывается аналоговый ключ 23 который шунтирует выход интегратора 22. Одновременно, при наличии двух высоких уровней на входе логического элемента 56 2И-НЕ на его выходе появляется низкий уровень напряжения, который поступает на управляющий вход аналогового ключа 20, открывает его, источник 19 постоянного тока оказывается подключенйлм к интегратору 22 и напряжение на входе согласующего усилителя 21 возрастет от нуля (интегратор до этого был зашунтирован) по линейному закону, на вторые входы сумматоров 24 и 26 поступает положительное напряжение, значенне которого нарастает во времени о В результате появления положительного по знаку напряжения на вторых входах сумматоров 24 и 26 показания индикаторов 40 и 42 проекций начинают изменяться. Отрицательная проекция начинает уменьшаться по абсолютной величине, а положительная возрастает (рассматривается случай, когда по результатам измерений в крайних плоскостях коррекции в осевой плоскости X получаются разнополярные проекции). Одновременно появляются показания на индикаторе 44 проекций средней плоскости коррекции. В тот момент, когда уровень сигнала отрицательной проекции становится меньше по абсолютной величине

31

порога срабатывания компаратора 6., па выходе последнего появляется низкий уроаень напрялсекйя (логический О), а на выходе логического элемента 56 2И-НЕ - высокий уровень (логическая l), который закрывает аналоговый ключ 20 Источник 19 пос тоянного тока оказывается отключенным от интегратора 22, и нарастание напряжения положительной полярности на вторьгх входах сумматоров 24 и 26 прекращаетсяв В этот момент времени индикаторJ который ранее показывал положительную проекцию, покажет сумму абсолютных значений положительной и отрицательной проекций, а индика-тор 44 средней плоскости коррекции удвоенное значение отрицательной проекции, что соответствует пересчету дисбаланса в крайних плоскостях коррекции на дисбаланс крайняя средняя плоскости коррекциие При отсутствии отрицательных значений на индикаторах 40-43 на вьпсоде логического элемента 61 4ИЛИ-НЕ появляется высокий уровень, который поступает на вход логическрго элемента 60 2И8 По истечении времени, определяемо IO элементом 59 временной задержки и необходимого для измерения па- раметров дисбаланса, на второй вход логического элемента 60 2И поступает также высокий уровень,, и с выхода .логического элемента 60 2И на вход блока 58 управления поступает команда об окончании измерения параметров дисбаланса коленчатого вала„ .Одновременно снимается команда с выхода блока 58 управления, аналоговые ключи 23 открываются5 разряжая интеграторы 22j а входы всех индикаторов 40-45 проекций отключаются (эти связи на схеме не показаны), сохраняя показания до следующего цикла балансировки.

Как следует из приведенного описания цикла измерения дисбалансар при несовпадении вектора дисбаланса с зоной крайнего противовеса коленчатого вала на входы индикаторов 40-43 проекций попадают сначала отрицательные напряжения которые при пересчете дисбаланса на средние противовесы изменяют полярность на обратную или становятся равными ну.гао. Так как во всех индикаторах 40-45 проекций установлены одинаковые стрелочные приборы с нулем на краю шкалы то доя икдикйторов 40-43 проекций положительная полярность входного напряжения сохраняется с помощью аналоговых к:оммута7Оров 36-39 нёзавист-ю от ПОЛЯРНОСТИ вш.годкого напряжения суг- матора 22. для ин,о;икаторов 441-; 45 ироекгдий;, включенных на выход регу:1-ируе фос источников 17 и 18 напряжений, полярность входного нагфяжеш- я можат быть только положительно и о Кажя1 1Й -КЗ аналогевьк коммутатороЕ Зо--39 быть реализован с Г:ОЛ;;ПрОЗОДИИК:ОБ.:Х

диодов5 собранп;-гх по схеме двухполупериоднсго кыпрякигаля. поляркасть напрялсеиия на вьсгодЕ: которого не заьисит от попяряоети напряжения на входеJ Дпя исключения влиялия нелинейного падения нанркженмя на диодах на входе каждого аналогового коммутатора 3&-39 установлен праобразователь 32-35 напряжение - ток, которьй молсет быть реализован, например, на операционном усилителе, включенном по схеме источника тока, управляемого входным напряжениемв Установленные на входах преобразователей 32-35 аттенгоаторы 28-31 позволяйт у установить при настройке станк а одинаковую индикаторов 40-43 проекций цену деления (единицу коррекцш, Кайкдьгй из индикаторов 50-53 знака птэоекций представляет собой согласушщ-ий уснлитепь и индикаторную лампочку рвключен -гуто на. выход усилителя и установленную в арматуруj световое табло которой имеет знак - (минус) Так как к,аясд1Ь-й из компараторов 46-49 может быть включен только на время, определенное временем пересчета, то в это же время на состветствзющих индикаторах 30-53 знака проекций будет выдана информация, на каком из стрелочных приборов индикаторов 40-43 проекций будет проекция дисбаланса отрицательного знака.По окончании измерения, когда ни ка одном индикаторе 40-45 проекций не должно быть отрицательньЕХ проекций, световые табло индикаторов знака проекций, каждое из которьш установлено над соответствумщим стрелочным прибором, светиться не будут в

Таккгм образом, в процессе измерения параметров дисбаланса оператор станка может наблюдать за динамикой измерения проекций, а все стрелочные приборы индикаторов проекдай могут 71 быть применены одного типа н с меньшей по сравнению с прототипом ценой деления. формула изобретения Измерительное устройство К балансировочному станку по авт. ев №1096510 отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снаб жено четырьмя индикаторами знака 2 188 проекций, каждый из которых соединен с выходом соответствующего коммутатора, индикаторы проекций крайних плоскостей коррекции выполнены в виде последовательно соединенных аттенюатора, вход которого представляет собой вход индикатора проекций крайних плоскостей коррекции, преобразователя напряжение - ток, аналогового коммутатора и индикатора проекций.

fpus.2

0MxoS

Изобретение относится к бапансировочнрй технике и может быть использовано в автоматических станках для балансировки коленчатых валов с тремя плоскостями коррекции. Целью изобретения является повышение точности за счет уменьшения цепи деления приборов. Индикаторы проекций крайних плоскостей коррекции, каждый из которых выполнен в виде последовательно соединенных аттенюатора, преобразователя напряжение - ток, аналогового коммутатора и индикатора проекций, индуцируют знак проекции в индикаторы знака, включенные соответственно на выходы компараторов. Изобретение дополнительное к i авт. св. № 1096510. 2 ип. kn