Устройство контроля качества рабочей поверхности коллектора высокоскоростной электрической машины Советский патент 1988 года по МПК H01R39/58 G01R31/34 

с

Од

ч

I..Е

5ffW J JM ff

X ,

«puiv

Изобретение относится к электротех йической промьшшенностн, а именно к рриборам контроля качества электричес |сих машин, и может быть использовано Ьреимущественно для технологического |сонтроля разновысотности ламелей коллекторов высокоскоростных электрических машин до монтажа коллекторов на ютор при рабочих частотах вращения.

Цель изобретения - повьииение точности и производительности.

На фиг. 1 приведена кинематичес- :ая схема устройства; на фиг. 2 - стройство, общий вид; на фиг. 3 - измерительное устройство с механизмами градуировочных микропомещений, бщий вид; на фиг.4 - привод вращения ала, общий вид; на фиг. 5 - струкурная схема электронного блока; фиг. 6 - схема формирователей импульсов ламелей.

Устройство содержит корпус 1 фиг. 1-3), вал 2 для установки кол- ектора 3, привод 4 вращения, изме- ительные устройства 5 с двумя бе ;- онтактными токовихревыми датчиками

и механизмами 7 градуировочных икропомещений, выполненных в виде лоскопараллельных пластин 8 и 9, не ущих оправки 10 датчиков б на одном онце и жестко закрепленных другими ондами, и неравноплечих рычагов 11, средней части связанных с помощью арниров 12 со стойками 13 прибора, дни концы которых взаимодействуют

микровинтами 14, а другие - с оп- авками 10 датчиков. Стойки 13 снаб- л|ены механизмами 15 углового положе- датчиков 6. Оправки 10 взаимодей с|твуют с эталонными индикаторами 16 п|еремещений. В качестве привода вра- п;(ения используется пневмотурбина 7 (1ФИГ. 4) .

Электронный блок содержит первый к|змерительный канал 18 (фиг. 5), вы- х1од которого соединен с входом вычи- т|ающего усилителя 19 и входом формирователя 20 импульсов ламелей, второ измерительный канал- 21, выход которо г р соединен с входом вычитающего уси л|ителя 19,. своим выходом соединенног с; одним из вводов компаратора 22, на другой вход которого подается сигнал задатчика 23 допустимого перепада л амелей, регистр 24 памяти, информаи ионные входы которого соединены с выходами счетчика-распределителя 25, вЬсод разрешения - с выходом компараг Q

5

0

5

0

5

0

5

0

5

тора 22, а вход сиьГхронизадии - с выходом формирователя 20 импульсов ла- - мелей, счетчик-распределитель 25 импульсов ламелей, вход которого соединен с выходом формирователя , 20 импульсов, элементы 26 индикации номера ламели, соединенные с выходами регистра 24 памяти.

Устройство работает следующим образом.

На вал 2 устанавливают контролируемый коллектор 3, датчики 6 устанавливают по нормали к поверхности коллектора с шагом, равным шагу ламелей коллектора. При этом датчики взаимодействуют с двумя смежными ла- мелями. Зазор между датчиками 6 и поверхностью коллектора устанавливают равным 0,5 мм. С помощью механизмов 7 градуировочного микроперемещения производят линейное перемещение датчиков 6 и производят отсчет показаний эталонных индикаторов 16 и величины электронного блока, т.е. производят тарировку датчиков на месте измерения.

При подаче воздуха в привод 4 турбина 17 вращается, вращая вал 2 и контролируемый коллектор 3. При этом сигналы от датчиков 6 поступают на входы измерительных каналов 18 и 21, где усиливаются и нормализуются. На выходах измерительных каналов форма электрических сигналов обусловлена овальностью ламелей коллектора и биением вала 2.. На выходе вычитающего усилителя i 9 сигналы, соответствующие ламелям, имеют выбросы по краям импульсов из-за неодинаковой ширины ламелей коллектора и различного расстояния между смежными ламелями. Для достоверного определения выступающей ламели формирователь 20 импульсов преобразует щирокие импульсы от измерительных каналов посредством схемы поиска середины ламели в короткие импульсы, выдаваемые в момент прохождения середины ламели через измерительную ось датчика.

Логический сигнал от формирователя 20 импульсов ламелей (фиг. 5) поступает на вход счетчика-распределителя 25 и вход синхронизации регистра 24 памяти. Аналоговый сигнал, пропорциональный величине перепада двух смежных ламелей, проходящих под датчиками 6, вырабатьгоается вычитающим усилителем 19 и поступает на один из входов компаратора 22, на другой вход кото31А

рого от задатчика 23 подается величина напряжения, соответствующая допустимому перепаду в микрометрах.

Компаратор 22 вьщает сигнал логической единицы, когда сигнал на выходе вычитающего усилителя 19 больше заданного задатчиком 23 допустимого перепада ламелей. Сигнал с компаратора 22 поступает на вход разрешения записи V-регистра 24 памяти. Счетчик- распределитель 25, запрограммированны на коэффициент пересчета, равный числу ламелей в испытуемом коллекторе.

Формирователь 20 импульсов ламелей (фиг. 6) содержит компаратор 27, формирователь синхроимпульсов переднего фронта на элементах И-НЕ 28, 29 и R,, С , формирователь синхроимпульса заднего фронта на элементах И-НЕ 30, 31 и R, С, генератор 32, клапан 33 и два двоичных реверсивных счетчика 34 и 35.

Формирователь импульсов ламелей работает следующим образом.

Из входных импульсов Лолокообраз - ной формы компаратор 27 (фиг. 6) фор

Изобретение относится к электротехнической промышленности. Цель изобретения повышение точности и производительности контроля. Прибор содержит корпус 1, вал 2 для установки коллектора 3, привод вращения 4, измерительные устройства 5 с вихретоко- выми датчиками 6 и механизмами градуировки 7, выполненных в виде плоскопараллельных пластин 8 и 9, несущих оправки 10 датчиков 6 на одном конце и жестко закрепленные другими концами, и неравноплечих рычагов 11, в средней части связанных с помощью шарниров 12 со стойками 13, одни концы которых взаимодействуют с микровинтами 14, а другие - с оправками 10 датчиков. Оправки 10 взаимодействуют с эталонными индикаторами 16. Датчики соединены с электронной схемой. Устройство обеспечивает установку коллектора и его контроль на рабочих частотах вращения путем отсчета разно- высотности двух соседних ламелей и индикации номера выступающей ламели. 6 ил. с (Л с

в любой момент времени имеет на одном мирует прямоугольные импульсы. По

25

30

из своих выходов сигнал логической единицы (на остальных его выходах логические нули), причем при поступлении на его вход импульсов от измерительного канала 18 через формирова- oQ тель 20 логическая единица проходит через все выходы соответственно номерам ламелей, проходящим под датчиком 6.

Запись номеров ламелей, которые имеют перепад относительно -соседних больше допустимого в регистре 24 памяти, происходит по его информационным входам, только при наличии логических единиц на входе разрешения V и входе синхронизации С. После прохождения последней ламели (совершения одного оборота коллектора) под датчиками 6 регистр памяти обнуляется, а на следующем обороте вновь производится измерение и запись в регистр номеров дефектньк ламелей. Логические сигналы с выходов регистра 24 памяти поступают на элементы 26 индикации номера ламели. Таким образом, количество измерений, производимых в течение периода испытаний коллектора, равно количеству оборотов коллектора.

Датчики зазора вьшолнены на принципе бесконтактных токовихревых индуктивных преобразователей зазора. Измерительные каналы 18 и 21 (фиг.5) предназначены для преобразования и усиления сигналов от бесконтактных токовихревых (индуктивныхJ датчиков. Вычитающий усилитель 19 и компаратор 22 (фиг. 5) вьтолнены на базе стандартных операционных усилителей с высоким быстродействием, например К544УД2. Формирователь 20 импульсов ламелей предназначен для формирования строби- рующего импульса, жестко связанного с серединой импульса от измерительного канала I8.

35

40

45

50

приходу первого импульса синхроимпульсом от его переднего фронта, п ступающим от элемента 29 на вход С счетчика 34, производится его уста новка в О и затем счет импульсов через клапан 33 от генератора 32. Прямой счет производится счетчиком 34, обратный - счетчиком 35. Синхр импульсом от заднего фронта этого пульса, поступающего от элемента 3 на вход С счетчика 35, производитс запись числа с выходов 2,4,8 через информационные входы D,D2jD|, соот ветственно в счетчик 35. Поскольку при записи в счетчик 35 младший ра ряд отбрасьшается, то число в счет ке 35 в два раза меньше числа в сч чике 34. По приходу второго и посл дующего импульсов от компаратора 2 цикл счета и записи повторяется, н при этом на выходе Р счетчика 35 ф мируется стробирующий импульс, сдв нутый по фазе на половину длительн ти входного импульса. Такой принци построения схемы формирователя имгт пульсов ламелей основан на том, чт длительность импульсов от всех лам лей одного коллектора практически одинакова. Схема может быть реализ на на элементах логической серии К155. ЛАЗ, К155 ИЕ7 и 521САЗ.

Испытываемый коллектор на вал 2 устанавливается произвольно. Одну ламелей, условно принятую за перву помечают, например, красящей ленто Помеченную ламель устанавливают вр ную напротив датчика 6. Задатчик д пустимого перепада ламелей (на лицевой панели электронного блока) у танавливается на необходимьй урове

Индикаторы номера ламели устана ливаются в нулевое «положение кноп Сброс (не показана). После пуска привода вала 2 номер ламелей, имею

5

0

Q

5

0

5

0

приходу первого импульса синхроимпульсом от его переднего фронта, поступающим от элемента 29 на вход С счетчика 34, производится его установка в О и затем счет импульсов через клапан 33 от генератора 32. Прямой счет производится счетчиком 34, обратный - счетчиком 35. Синхроимпульсом от заднего фронта этого импульса, поступающего от элемента 31 на вход С счетчика 35, производится запись числа с выходов 2,4,8 через информационные входы D,D2jD|, соответственно в счетчик 35. Поскольку при записи в счетчик 35 младший разряд отбрасьшается, то число в счетчике 35 в два раза меньше числа в счетчике 34. По приходу второго и последующего импульсов от компаратора 27 цикл счета и записи повторяется, но при этом на выходе Р счетчика 35 формируется стробирующий импульс, сдвинутый по фазе на половину длительности входного импульса. Такой принцип построения схемы формирователя имгт ь пульсов ламелей основан на том, что длительность импульсов от всех ламе- лей одного коллектора практически одинакова. Схема может быть реализована на элементах логической серии К155. ЛАЗ, К155 ИЕ7 и 521САЗ.

Испытываемый коллектор на вал 2 устанавливается произвольно. Одну из ламелей, условно принятую за первую, помечают, например, красящей лентой. Помеченную ламель устанавливают вручную напротив датчика 6. Задатчик до-/ пустимого перепада ламелей (на лицевой панели электронного блока) устанавливается на необходимьй уровень.

Индикаторы номера ламели устанавливаются в нулевое «положение кнопкой Сброс (не показана). После пуска привода вала 2 номер ламелей, имеющих

ф1/&

w

Фиг.3

Л

PU,8.S