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

Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательной технике, и может быть использовано при обкатке и испытании различных передач при динамической нагрузке, например автомобильных коробок перемены передач.

Цель изобретения - повышение эффективности испытаний путем увеличения среднего значения динамического нагрузочного момента.

На чертеже изображена с.хема автоматического стенда для динамических испытаний передач.

Автоматический стенд содержит приводной электродвигатель постоянного тока, имеющий обмотку 1 возбуждения и якорную обмотку 2, соединяемый с ведущим валом испытуемой передачи 3, на ведомом валу которой устанавливается маховик 4 и датчик 5 нагрузки, например момента, подключенный к нему блок б управления, представляющий собой последовательно соединенные выпрямитель 7, связанный с датчиком 5 нагрузки, интегратор 8, вычитающий элемент 9, частотно-модулированный генератор 10 синусоидального напряжения и сумматор 11, связанный с обмоткой 1 возбуждения, и подключенный к вычитающему элементу 9 блок 12 опорных напряжений. Первый источник 13 постоянного тока соединен с якорной обмоткой 2, второй источник 14 - с сумматором 11.

Стенд работает следующим . образом.

При пуске стенда напряжение питания от источника 13 постоянного тока поступает на якорную обмотку 2 электродвигателя, а на обмотку 1 возбуждения напряжение поступает от источника 14 постоянного тока и от частотно-модулированного генератора 10 синусоидального напряжения через сумматор 11. Напряжение на выходе сумматора 11 пропорционально сумме напряжений на его входах. В результате приводной электродвигатель начинает вращаться с переменной частотой вращения. Цикличность колебаний указанной частоты определяется частотой, генерируемой частотно-модулируемым генератором 10. При этом электродвигатель приводит во вращение испытуемую передачу 3 и через нее маховик 4 и датчик 5 нагрузки.

Если напряжение возбуждения электродвигателя от источника 13 постоянного тока менять по синусоидальному закону, то создаваемый маховиком 4 динамический нагрузочный момент согласно формуле

, d(jL)

М

ЗГ

где У -приведенный момент инерции вращающихся масс; t - время;

dco dt

jT- - угловое ускорение.

0

изменяется по косинусоидальному закону.

Среднее значение модуля нагрузочного момента достаточно велико и практически- без создания ударных нагрузок.

Поскольку угловая скорость вращения приводного электродвигателя близка по форме к синусоиде, .можно ее с достаточной точностью определить по формуле

ш Asinfit, (2)

где А - постоянный коэффициент;

2- частота колебаний генератора 10.

Подставляя выражение (2) в уравнение (1), получаем М А fitosQt .(3)

Среднее значение модуля создаваемого

нагрузочного момента следующее:

f - IAc osadt sinOt l

М

1

ж/24 21АЙ

0,6371 Аи

(4)

-S.

л

0 Из формулы (4) видно, что создаваемый нагрузочный момент пропорционален частоте генератора 10. Поэтому для регулировки величины нагрузочного момента в стенде используется частотно-модулируе, мый генератор 10 синусоидального напряжения, управляемый цепью обратной связи, состоящей из датчика 5 нагрузки, выпрямителя 7, интеграторов 8, вычитающего элемента 9 и блока 12 опорных напряжений. При работе стенда напряжение на выхо0 Де датчика 5 становится попорциональным величине нагрузочного мо.мента. Полученное напряжение поступает на вход выпрямителя 7, где положительный полупериод сигнала без изменений проходит на выходе, а отрицательный полупериод меняет знак на

5 противоположный. С выхода выпрямителя 7 сигнал поступает на вход интегратора 8, который осуществляет алгоритм работы, описанный выражением (4). В результате на его выходе сигнал становится пропорциональным средней величине модуля нагру0 зочного момента. С выхода интегратора 8 сигнал поступает на один из входов вычитающего элемента 9, на другой вход которого поступает напряжение с блока 12 опорных напряжений. Если величина М больше

, заданного блоком 12 уровня, то на выходе вычитающего элемента 9 образуется положительное напряжение, пропорциональное отклонению величины М от заданного значения. Полученное напряжение поступает на модуляционный вход генер атора 10, приводя к

0 уменьшению величиды М.

Если величина М стала меньше заданного значения, то аналогично на выходе вычитающего элемента 9 образуется отрицательное напряжение приводящее к увеличению величины Q и М. В результате дости5 гается высокоточная стабилизация величины М.

Стенд позволяет создавать динамические нагрузки с широким диапазоном регулирования и точно задаваемым нагрузочным моментом, имеющим относительно высокое среднее значение. Кроме того, практически вся потребляемая электроэнергия расходуется только на компенсацию потерь энергии, представляющие собой разность между электроэнергией, необходимой на ускорение маховика, и возвращенной в питающую ветвь во время фазы замедления маховика, когда электродвигатель работает в режиме генератора.

Формула изобретения

Автоматический стенд для динамических испытаний передач, содержащий кинематически связываемый с ведущим валом испытуемой передачи приводной электродвигатель

постоянного тока, устанавливаемые а ее ведомом валу маховик и датчик, подключенный к последнему блок управления и источники постоянного тока, первый из которых соединен с якорной обмоткой электродвигателя, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности испытаний, датчик представляет собой датчик нагрузки, а блок управления - последовательно соединенные выпрямитель, подключенный к датчику нагрузки, интегратор, вычитающий элемент, частотно-модулированный генератор синусоидального напряжения, сумматор, соединяющий второй источник постоянного тока с обмоткой возбуждения

электродвигателя, и подключенный к вычитающему элементу блок опорных напряжений.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательной технике, и может быть использовано при обкатке и испытании различных передач при динамической нагрузке, например автомобильных коробок перемены передач. Целью изобретения является повышение эффективности испытаний путем увеличения среднего значения динамического нагрузочного момента. При пуске стенда на обмотку 1 возбуждения электродвигателя напряжение поступает от источника 14 постоянного тока и от частотно-модулируемого генератора 10 синусоидального напряжения через сумматор 11, в связи с чем электродвигатель враш,ается с переменной частотой Браш,ения и приводит во враш,ение испытуемую передачу 3 и маховик 4. Для регулировки величины нагрузочного момента используется генератор 10, управляемый цепью обратной связи, состояш,ий из датчика 5 нагрузки, выпрямителя 7, интегратора 8, вычитаюш.его элемента 9 и блока 12 опорных напряжений. 1 ил. (Л оо со ел 00 со