Измерительное устройство к балансировочному станку Советский патент 1987 года по МПК G01M1/22 

Изобретение относится к балансировочной технике и может быть исполь зовано в балансировочных станках и станках-автоматах при балансировке роторов в косоугольных системах координат с разложением вектора дисбаланса на две или три составляющие.

Цель изобретения - автоматизация процесса измерения составляющих дисбаланса путем автоматического выбора вариантов измерения и пересчета мест коррекции при невозможности устранения дисбаланса по одной оси коррекции.

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2,- векторная диаграмма, нанесенная на торец балансируемого ротора.

17, два нуль-компа.ратора 20 и 21, входы которых соединены соответственно с выходами первых сумматоров 7 и 8 блоков 5 и 6 преобразования сос5 тавляющих дисбаланса, и дешифратор 22 входы которого соединены с выходами нуль-компараторов 20 и 21, а выход - с управляющими входами коммутаторов 11, 12 и 17.

10 Устройство работает.следующим образом.

Фильтрация сигнала дисбаланса, выделяющегося на выходе вибродатчика 2 при вращении балансируемого ротора

5 (не показан), и определение двух составляющих D, и Г) дисбаланса D осуществляются блоком 1 измерения составляющих дисбаланса. Для этого на его второй вход поступает выходной

Измерительное устройство к балан- 20 сигнал датчика 3 фазы, ротор которо- сировочному станку содержит блок 1 го кинематически связан с балансиру- измерения составляющих дисбаланса, емым ротором. Датчик 3 фазы питается соединенный е его первым входом виб- двух- или трехфазным сигналом, кото- родатчик 2, датчик 3 фазы, вход кото- .рьш вырабатывается входящим в-состав рого связан с первым выходом блока 1 блока 1 измерения составляющих дисизмерения составляющих дисбаланса, а выход - с вторым входом последнего, генератор 4 опорного напряжения, два блока 5 и 6 преобразования составляющих дисбаланса, каждый из которых выполнен в виде последовательно соединенных сумматора 7(8), первый вход

баланса генератором несущей частоты; Фаза выходного сигнала датчика 3 фазы несет информацию о текущем угловом положении балансируемого ротора, 30 что используется блоком 1 измерения составляющих дисбаланса длл выделения опорного сигнала с частотой вращения

которого подключен к генератору 4 при фильтрации сигнала вибрЬдатчика 2 опорного напряжения, аттенюатора (кроме того, информация о текущем угло- 9(10) и коммутатора 11(12) и второго вом положении ротора используется при сумматора 13(14), первьй вход которо- отыскании составляющих дисбаланса, для го связан с соединенными между собой чего выходной сигнал датчика 3 фазы пос- вторыми входами коммутатора 11(12) и тупает также на вход регистратора фа- первого сумматора 7(8) и вторым (тре- зы).

тьим) выходом блока 1 измерения сое- 40 Через интервал времени, достаточ- тавляющих дисбаланса, второй вход - ный для установления переходных процессов, блок 1 измерения составляющих дисбаланса переключается в режим хранения информации и на втором и 45 третьем его выходах устанавливаются напряжения, пропорциональные соответс выходом аттенюатора 10(9) другого блока 6(5) преобразования составляющих дисбаланса, а выход - с третьим входом коммутатора 11(12), два регистратора 15 и 16 составляющих дисбаланса, соединенные соответственно с выходами коммутаторов 11 и 12, третий коммутатор 17, первьй и второй

ственно значениям D, и D. Эти напряжения могут использоваться для определения корректирующих масс, ковходы которого связаны соответствен- 50 торые необходимо внести (или устра- но с четвертым и пятым выходами бло- нить) по осям коррекции, совпадающим

ка 1 измерения составляющих дисбаланса, элемент 18 временной задержки, вход которого соединен с первым, а выход - с третьим входами третьего коммутатора 17, регистратор 19 фазы, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам датчика 3 фазы и третьего коммутатора

17, два нуль-компа.ратора 20 и 21, входы которых соединены соответственно с выходами первых сумматоров 7 и 8 блоков 5 и 6 преобразования составляющих дисбаланса, и дешифратор 22, входы которого соединены с выходами нуль-компараторов 20 и 21, а выход - с управляющими входами коммутаторов 11, 12 и 17.

Устройство работает.следующим образом.

Фильтрация сигнала дисбаланса, выделяющегося на выходе вибродатчика 2 при вращении балансируемого ротора

(не показан), и определение двух составляющих D, и Г) дисбаланса D осуществляются блоком 1 измерения составляющих дисбаланса. Для этого на его второй вход поступает выходной

баланса генератором несущей частоты; Фаза выходного сигнала датчика 3 фазы несет информацию о текущем угловом положении балансируемого ротора, 30 что используется блоком 1 измерения составляющих дисбаланса длл выделения опорного сигнала с частотой вращения

с составляющими D., И В. Информация об угловом положении осей коррекции на роторе содержится в фазе импульс- 55 ных сигналов несущей частоты на четвертом и пятом выходах блока 1 измерения составляющих дисбаланса. Фаза выходного сигнала датчика 3 фазы совпадает с фазой этих сигналов, если

против неподвижного указателя, укрепленного на станине станка (не показан), находится соответствующая составляющая D или D ось коррекции.

На векторной диаграмме, приведен- ной на фиг. 2, обозначены оси К1тК12, совпадающие с местами на роторе, разрешенными для коррекции, вектор дисбаланса балансируемого ротора Dp, вектор корректирующего дисбаланса D, который необходимо ввести при балансировке ротора, составляющие D, и D дисбаланса U, измерение которых обеспечивает блок 1 измерения составляющих дисбаланса, составляющие D , t5 , , 1

Dj и ,РД,ЯКС дисбаланса D, измерение которых обеспечивает предлагаемое устройство, угол V между соседними осями К.

Если значение одной из составляю- 20 щих дисбаланса превьшает значение максимального дисбаланса который можно внести (или устранить) по одной оси, то для коррекции дисбаланса балансируемого ротора можно ис- 25 пользовать дополнительную третью ось, ближайшую к оси, совпадающей с большей оставляющей дисбаланса.

На фиг. 2 приведен пример разложения, корректирующего дисбаланса на 30 три составляющие для случая, когда D л,йкс Р этом значение составляющей D , находящейся на дополнительной оси коррекции (ось К2 на

фиг. 2), равно D; Ц-

КГ2

сЪз V значение составляющей по оси

D . i. 2 cos V

35

увеличивается на величину

ся напряжения, D,

2 . co про1то

чениям D

DM«

2- -

COS

D - Ома НС

-« соотв

2 cos If

выходах сумматоров 1 жения, пропорциональ

n l п -1. г. DMOI jj- Uv Г----

2 cos Ч

+ .

2 cos If

Для автоматическог та измерения предназн паратор 20 и 21 и деш равляющий коммутатора

Если значения D

соответс

личины D.,

,то на в

нуль-компараторов 20 ваются уровни О. Пр ции выходных сигналов переключает коммутато в состояние, при кото гистраторов 15 и 16 с баланса с второго и т блока -1 измерения сос ба.ланса поступают нап циональные значениям .ственно, а на второй jj ра 19 фазы с выхода э менной задержки прихо которого сдвинута на сительно фазы сигнала Если значение D п

../ T, DI-DW«KC и становится равным D D +--r--,

а значение составляющей, находящейся на оси К1, равно В„оис

Аналогично рассчитываются значения составляющих, если 0. В этом случае дополнительная составляющая находится на оси, соседней с осью, направление которой совпадает с составляющей D, а ее значение раз Значение сосT li Вг - Вллакс НО D2 .

2 COS v

тавляющей D увеличивается на велиD2 cosy

2 COS V

чину

D, D,

и становится равным

а значение

составляющей по центральной оси равно D

.г

и

(лаке

Расчет значений Dj , осуществляют блоки 5 и 6 преобразования составляющих дисбаланса. Входящие в их состав сумматоры 7 вычисляют разности D D,,

и

и D поступают с генератора 4 опорного напряжения сигнал, пропорциональный значению а на вторые входы соответственно - сигнал, пропорциональный значениям D, и D ходах аттенюаторов 9 и 10,

, , 1

ся напряжения, D,

На вы- учитываю2 . cos V про1торциональные значениям D

и D

D,

DM«KC

2- --±i

COS V

D - Ома НС

-« соответственно, а на

2 cos If

выходах сумматоров 13 и 14 - напря- жения, пропорциональные значениям

n l п -1. г. DMOIIC jj- Uv Г----

2 cos Ч

+ .

2 cos If

Для автоматического выбора варианта измерения предназначены нуль-компаратор 20 и 21 и дешифратор 22, управляющий коммутаторами 11, 12 и 17

Если значения D и D меньше веи Вг

соответственно.

личины D.,

,то на выходах обоих

нуль-компараторов 20 и 21 устанавливаются уровни О. При этой комбинации выходных сигналов дешифратор 22 переключает коммутаторы 11, 12 и 17 в состояние, при котором на входы регистраторов 15 и 16 составляющих дисбаланса с второго и третьего- выходов блока -1 измерения составляющих дис- ба.ланса поступают напряжения, пропорциональные значениям D и 1 соответ- ственно, а на второй вход регистрато- ра 19 фазы с выхода элемента 18 временной задержки приходит сигнал, фаза которого сдвинута на угол относительно фазы сигнала составляющей Dy. Если значение D превьш1ает величину D

jwrtKC

(при D,. - .; 0), то на выходах нуль-компараторов 20 и 21 устанавливаются уровни 1 и О соответственно. Дешифратор 22 при этом переключает коммутаторы 11, 12 и 17 во второе состояние, при котором с аттенюатора 9 и сумматора 14 на входы регистраторов 15 и 16 составляющих дисбаланса поступают напряжения, пропорциональные значениям D,

„ Q. 2 cos у

В„

2i-z2is.f-.

2 cos V

соответственно.

Ha второй вход регистратора фазы при этом с четвертого выхода блока измерения составляющих дисбаланса поступает сигнал с фазой, соответствующей угловому положению составляющей D .

Если значение D превьщает величину (при D, - 0), то

на выходах нуль-компараторов 20 и 21 устанавливаются уровни О и 1 соответственно. Дешифратор 22 переключает коммутаторы 11, 12 и 17 в третье состояние,;при котором на входы регистраторов 15 и 16 составляющих дисбаланса поступают напряжения, пропорциональные соответственно зна22. D««nc

2 cos (f

2i-z 2--IS

2 COS. V

чениям DI, DI +

В

и

На второй вход

регистратора 19 фазы с пятого выхода блока 1 измерения составляющих дис- баланса поступает сигнал с фазой, соответствующей угловому положению составляющей D.

Таким образом, балансировка роторов с использованием предлагаемого устройства осуществляется в следующей последовательности. Включают измерительное вращение. Через интервал времени, достаточньй для установ- 35 ератора опорного напряжения, атте- ления переходных процессов в блоке 1 измерения составляющих дисбаланса (5-10 с), вращение выключается и устройство переводится в режим .хранения информации. Затем вручную или автоматически ротор поворачивается

нюатора и коммутатора, выход которого соединен с одним из регистрато ров составляющих дисбаланса, и второго сумматора, первый вход которог

40 соединен с вторыми входами первого сумматора и коммутатора и вторым (третьим) выходом блока измерения составляющих дисбаланса, второй ; вход - с. выходом аттенюатора другог

19 фазы фиксирует совпадение фаз сигналов на его входах.

Если при зтом против неподвижного указателя находится середина сектора, образованного ближайшими друг к другу осями, разрешенными для коррекции, то цо ним вносятся (или устраняются) корректирующие массы, соответствующие показаниям регистраторов 15 и 16 состав.ляющих дисбаланса..

Если против указателя находится

одна из осей-, разрешенных для коррек- венно с первым и третьим входами ции, то по этой оси следует внести третьего коммутатора, первым и (или устранить )корректирующую массу, вторым нуль-компараторами, входы

соответствующую значению , а по двум соседним с ней осям внести (или

0673 6 :

устранить) корректирующие массы, coответствующие показаниям регистраторов 15 и 16 составляющих дисбаланса. Измерительное устройство к балан- 5 сировочному станку обеспечивает ав.то- матизацию процесса измерения составляющих дисбаланса за счет автоматического выбора варианта измерения составляющих, их перерасчета и оп- 10 ределения мест коррекции на балансируемом роторе в случае, когда дисбаланс невозможно устранить, только по двум ближайшим к вектору .дисбаланса осям, разрешенным для коррекции.

Формула изобретения

Измерительное устройство к балансировочному станку, содержащее послеовательно соединенные вибродатчик, блок измерения составляющих дисбаланса, датчик фазы, выход которого соединен с вторым входом блока измерения составляющих дисбаланса, и регистратор фазы и два регистратора составляющих дисбаланса, от л и ч .a- ю щ е е с я тем, что, с целью автоматизации измерения дисбаланса, оно снабжено генератором опорного напряжения, двумя блоками преобразования составляющих дисбаланса, каждый из которых, выполнен в виде последовательно соединенных первого сумматора, вход которого соединен с выходом ге35 ератора опорного напряжения, атте-

нюатора и коммутатора, выход которого соединен с одним из регистраторов составляющих дисбаланса, и второго сумматора, первый вход которого

40 соединен с вторыми входами первого сумматора и коммутатора и вторым (третьим) выходом блока измерения составляющих дисбаланса, второй ; вход - с. выходом аттенюатора другого

45 блока преобразования составляющих дисбаланса, а выход - с третьим входом коммутатора, третьим коммутатором, первьй и второй входы которого соединены соответственно с четвертым

50 и пятьп выходами блока измерения составляющих дисбаланса, а выход - с вторым входом регистратора фазы, элементом временной задержки, вход и эыход которого соединены соответсткоторых соединены с выходами соответствующих первых сумматоров, и

неиы с выходами нуль-компараторов,

всех коммутаторов.

К2

КЗ

К5

К9

Фаг. 2

Изобретение относится к балансировочной технике. Цель изобретения - автоматизация процесса измерения составляющих дисбаланса и пересчета мест коррекции при невозможности устранения дисбаланса по одной оси коррекции. Сигнал с вибродатчика 2 через блок 1 измерения составляющих дисбаланса поступает на входы блоков 5 и 6 преобразования составляющих дисбаланса, где осуществляется расчет значений последних. Нуль-компараторы 20 и 21 и дешифратор 22, управляющий коммутаторами 11, 12 и 17, осуществляют выбор ва- рианта измерения и пересчета. 2 ил. СЛ

Редактор А. Огар

Составитель Ю. Круглев

Техред М.Ходанич Корректор А. Зимокосов

Заказ 2650/45

Тираж 776

ВНИИПИ 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

Подписное