Автоматический стенд для испытания передач Советский патент 1987 года по МПК G01M13/02 

1

Изобретение относится к машине- строению, а именно к испытательной технике, и может быть использовано при обкатке и динамических испытаниях на разомкнутой схеме нагружения 5 соответствует скоростная характеристика М (и)).

различных передач, например автомобильных коробок перемены передач с рекзгаерацией электрической энергии. Целью изобретения является повышение точности задания нагрузки путем автоматического регулирования и стабилизации установленного значения циклической знакопеременной нагрузки.

На фиг. 1 изображена схема автоматического стенда для испытания передач; на фиг. 2 - график зависимости движущего момента М д приводного двигателя от угловой скорости оО при различных напряжениях возбуждения и

10

15

тика М (и)).

На валу машины постоянного тока за счет сил трения испытуемой передачи 3, кинематически связанной с ним, создается некоторьй момент сопротивления, скоа)остная характеристика которого M(ijO).,

Установившемуся режиму в этом случае соответствует точка пересечения характеристик М,,(из) и M(LO), т.е.

MjuJ )Мд, (ui,).

20

график зависимости момента М сопротивления на валу двигателя от угловой скорости; на фиг. 3 - график временразно измениться не может из-за механической инерционности машинь, то момент сопротивленя определится по характеристике М(и)) при ч) о),, а двиПосле входа машины в установившийся режим изменим резко величину напряжения в обмотке 1 возбуждения. Новой величине напряжения Ufe возбуждения соответствует скоростная характеристика машины постоянного тока. М )). Поскольку в момент переключе- ной зависимости нагрузочного момента 25 частота вращения машины скачкооб- на выходном валу испытуемой передачи.

Автоматический стенд для испытаний передач содержит приводной двигатель в виде машины постоянного тока,

имеющей обмотку 1 возбуждения и якор-30 y jft момент - п о характерисгакё ную обмотку 2, соединяемую ведущим МАг() при J и). валом испытуемой передачи 3, на ведомом валу которой у станавливаются маховик 4 и датчик 5 частоты вращения ведомого вала. Первый источник 6 по- 35 Щихся масс разница движущего момента стоянного тока соединен с обмоткой 1 и момента сопротивления используется возбуждения, второй источник 7 - с якорной обмоткой 2 машины постоянного тока.

Блок управления состоит из после- 40 где I - приведенный к валу машины по- довательно соединенных дифференцирующего звена 8, йодключенного к датчику 5 частоты вращения ведомого вала испытуемой передачи 3, мостового вьтрямителя 9, счетного триггера 45 ного тока его угловая скорость воз- 10, ключевого элемента 11 и соединен- растает до некоторой величины и)j , ного с последним движком переменного резистора 12, последовательно подключенного к обмотке 1 возбуждения.

Так как Mjj(bLi,) меньше, чем MAI(JI), то согласно уравнению вращаюна ускорение вала машины по закону if М.-М.,

(1)

стоянного тока суммарньш момент инерции всех вращаюпщх- ся масс. При ускорении вала машины постоянпри которой MA2(l) машина приходит в новый установившийся режим. При переключении в первый момент

С входом установки единицы счет- 50 времени разница движущего момента и

иого триггера 1I связана установочная емкость I3.

Автоматический стенд для испытания передач работает следующим образом.

Для пояснения сущности изобретения рассмотрим динамику машины постоянного тока, скоростные характеристики которой приведены на фиг.2.

1295260

Предположим, что при некотором фиксированном напряжении на обмотке 2 машины и напряжении обмотки 1 возбуждения И режиму работы машины

тика М (и)).

На валу машины постоянного тока за счет сил трения испытуемой передачи 3, кинематически связанной с ним, создается некоторьй момент сопротивления, скоа)остная характеристика которого M(ijO).,

Установившемуся режиму в этом случае соответствует точка пересечения характеристик М,,(из) и M(LO), т.е.

MjuJ )Мд, (ui,).

разно измениться не может из-за механической инерционности машинь, то момент сопротивленя определится по характеристике М(и)) при ч) о),, а двиПосле входа машины в установившийся режим изменим резко величину напряжения в обмотке 1 возбуждения. Новой величине напряжения Ufe возбуждения соответствует скоростная характеристика машины постоянного тока. М )). Поскольку в момент переключе- частота вращения машины скачкооб-

y jft момент - п о характерисгакё МАг() при J и). Щихся масс разница движущего момента и момента сопротивления используется

y jft момент - п о характерисгакё МАг() при J и). Щихся масс разница движущего момента и момента сопротивления используется

Так как Mjj(bLi,) меньше, чем MAI(JI), то согласно уравнению вращаю y jft момент - п о характерисгакё МАг() при J и). Щихся масс разница движущего момента и момента сопротивления используется

на ускорение вала машины по закону if М.-М.,

(1)

I - приведенный к валу машины по- о тока его угловая скорость воз- тает до некоторой величины и)j ,

стоянного тока суммарньш момент инерции всех вращаюпщх- ся масс. При ускорении вала машины постоянгде I - приведенный к валу машины по- ного тока его угловая скорость воз- растает до некоторой величины и)j ,

при которой MA2(l) машина приходит в новый установившийся режим. При переключении в первый момент

момента сопротивления, т.е. динамическая нагрузка, максимальна и с течением времени спадает до нуля. При обратном переключении напряжения воз- буждения момент сопротивления становится больше движущего момента и происходит замедление машины постоянного тока, что вызывает отрицательный динамический момент на валу машины.

который также спадает до нуля при входе машины в установившийся режим. При этом график динамического нагрузочного момента на валу машины аналогичен графику, приведенному на фиг. 3. Если вал машины соединен с ведущим валом испытуемой передачи 3, на ведомом валу которой установлен маховик 4 с моментом инерции много большим, чем суммарный приведенньй момент инерции вращающихся масс машины постоянного тока и испытуемой передачи 3, график изменения динамического нагрузочного момента на ведомом валу испытуемой передачи 3 будет аналогичен графику, приведенному на фиг. 3.

Если отношение угловых скоростей ведомого и ведущего валов испытуемой передачи 3 равно некоторому числу i , а КПД передачи 3 равен t; , то нагрузочный момент на ведомом валу передачи 3 отличается от момента на ее

1 ведущем валу в раз, т.е. на

постоянной множитель.

При включении стенда напряжение питания от источника 7 постоянного тока поступает на якорную обмотку 2 машины постоянного тока, а на обмотку 1 возбуждения напряжение поступает от источника 6 постоянного тока через переменный резистор 12. За счет установочной емкости 13 на вход установки единицы счетного триггера 10 подается установочный сигнал и на выходе триггера 10 образуется напряжение логической единицы, включающее ключевой элемент 11. Последний закорачивает своим выходом нижнюю от движка часть переменного резистора 12, Таким образом машина постоянного тока оказывается под напряжением и начинает вращаться , приводя во вращение ведомый вал испытуемой передачи 3 и через нее маховик 4 и датчик 5 частоты вращения. На выходе датчика 5 образуется йапряжение, пропорциональное величине угловой скорости (ч)) , которое, пройдя через дифференцирующее звено 8, становится пропорциональным производной от угловой скорости uJ и согласно формулеС)пропорциональным динамической нагрузке. Полученный -сиг- нал приходит на вход мостового выпрямителя 9, который пропускает без изменений положительные участки сигнала и меняет знак у отрицательных

участков сигнала. В некоторьш момент Т времени машина постоянного тока входит в установившийся режим. При этом на выходе дифференцирующего звена 8 и мостового выпрямителя 9 напряжение становится равным нулю. Далее сигнал поступает на счетный вход триггера 10 и вызывает его переключение. На выходе триггера 10 образуется напряжение, соответствующее логическому нулю, отключающее ключевой элемент 11. I

5 10 5

35 40 45 50 55

В результате вся обмотка переменного резистора 12 включается в цепь питания обмотки 1 возбуждения. Это вызывает снижение напряжения возбуждения и угловой скорости машины постоянного тока. Создается отрицатель 20 ный динамический нагрузочный момент..

Машина входит в новьй установившийся режим, что сопровождается также снижением напряжения на выходе

25 мостового выпрямителя 9 до напряжения логического нуля, переключением счетного триггера 10 в новое состояние (в единичное,, включением ключевого элемента 11 и новым увеличением

30 напряжения на обмотке 1 возбуждения, Далзе весь процесс периодически повторяется.

Регулировка величины М, (фиг. 3) осуществляется за счет регулировки величийы шунтируемой части резистора 12, т.е. путем перемещения движка переменного резистора 12.

Для регулировки угловой скорости машины постоянного тока изменяют напряжение на выходе источника 7. В случае, когда нет необходимости гулировать величину иЗ, можно совместить источники 6 и 7.

Стенд позволяет создавать циклические знакопеременные нагрузки с широким диапазоном регулирования и -с точно задаваемым за счет обратной .связи по угловой скорости моментом переключения, что повьш1ает эффективность испытания передач. Практически вся электроэнергия, потребляемая стендом, расходуется только на компенсацию потерь трения в испытуемой передаче 3, так как энергия, затрачиваемая на ускорение маховика 4, возвращается в питающую сеть во врем фазы замедления маховика 4, когда машина постоянного тока работает в генерационном режиме.

Формула изобретения

I.Автоматический стенд для испыт4. кия передач, содержащий кинематически связьшаемый с ведующим валом испы туемой передачи приводной двигатель, устанавливаемый на ее ведомом валу маховик и блок управления, о т л и чающийся тем, что , с целью повьшения точности задания нагрузки, приводной двигатель представляет собой машину постоянного тока, стенд снабжен датчиком частоты вращения ведомого вала испытуемой передачи и двумя источниками постоянного тока, первый из которых соединен с обмот

кой возбуждения машины постоянного тока, второй - с ее якорной обмоткой, а блок управления.связан с датчиком частоты вращения и обмоткой возбуждения машины постоянного тока.

2. Стенд по п. 1,от. личаю- щ и и с я тем, что блок управления представляет собой последовательно соединенные дифференцирующее звено, подключенное к датчику частоты вращения, мостовой выпрямитель, счетный триггер, ключевой элемент и переменный резистор, последовательно подключенный к обмотке возбуждения машины постоянного тока.

м

Ыи)

аг.г

Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательной технике, и может быть использовано при обкатке и динамических испытаниях по разомкнутой схеме нагружения различных .передач , например автомобильных коробок перемены передач, с рекуперацией электрической энергии. Целью изобретения является повышение точности задания нагрузки путем автоматического регулирования и стабилиза- ции установленного значения циклической знакопеременной нагрузки. При включении стенда питание от источников 6 и 7 постоянного тока поступает соответственно на обмотку 1 возбузкде- ния и якорную обмотку 2, тем самь&у обеспечивается вращение машины постоянного тока, испытуемой передачи 3, маховика 4 и датчика 5 частоты вращения ведомого вала испытуемой передачи 3. При достижении пост1 ней установившегося режима блок управления обеспечивает изменение знака динамического нагрузочного момента, регулировка величины которого осуществляется изменением величины шунтируемой части переменного резистора- 12. Регулировка угловой скорости обеспечивается изменением напряжения на выходе источника 7 постоянного тока. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. с S (Л N5 СО ел Is5 О)

Составитель М. Левинский Редактор Л. Гратилло Техред М.Ходанич Корректор Л. Патай

Заказ 610/48 Тираж 777Подписное

ВНРШПИ Государственного комитета СССР

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

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

9иг.д