Устройство для ограничения частоты вращения привода балансировочного станка Советский патент 1988 года по МПК G01M1/22 

о

Изобретение относится к балансировочной технике. Цель изобретения- повышение надежности и производительности за счет своевременного отключения привода при ускоренном разгоне. Сигнал с датчика 1- вибраций сравнивается в дифференциальном усилителе 2 с сигналом уставки, задаваемым источником 8 опорного сигнала. При превьшении значения уставки или при замыкании ключа 10 на выходе дифференциального усилителя 2 появляется сигнал, обеспечивающий отключение привода балансировочного станка. За- .мыкание-ключа 10 осуществляет компаратор 9 .при превьппении частоты вращения заданного источником 8 опорного сигнала значения расстройки. 1 ил.

1C

Од

Изобретение относится к балансировочной технике и может быть использовано в балансировочных станках в пшроком диапазоне рабочих частот.

Цель изобретения - повьшение надежности за счет отключения привода при превышении определенного уровня вибраций и производительности за счет возможности ускоренного разгона.

На чертеже представлена блок-схема предложенного устройства.

Устройство содержит последов 1тель- но соединенные датчик 1 вибраций, дифференциальный усилитель 2, конден- сатор 3, разделительный трансформатор 4 и формирователь 5 управляющего сигнала, выход которого предназначен для соединения с приводом и представляет собой выход устройства, избира- тельный фильтр 6, фазометр 7, первый вход которого соединен с выходом датчика 1 вибраций и входом избирательного фильтра 6, а второй вход - с выходом последнего, последовательно сое диненные источник 8 опорного сигнала и компаратор 9, второй вход которого соединен с выходом фазометра 7, и ключ 10, сигнальный вход которого соединен с вторым выходом источника 8 опорного сигнала, управляющий вход с выходом компаратора 9, а выход - с вторым входом дифференциального усилителя 2

Устройство работает следующим об- разом.

С второго выхода источника 8 одор ного сигнала на сигнальный вход ключ

2

10 подается постоянньй сигнал Ug, величина которого определяет уровень допустимых вибраций балансируемого изделия. .

С первого выхода источника 8 опорного сигнала на первый вход компаратора 9 подается постоянный сигнал Ug, уровень которого сравнивается с выходным сигналом IJ- фазоме.тра 7, поступающим на второй вход компаратора 9.

До запуска привода выбирают рабо- чуто частоту Пр балансировки: изделия, а избирательный фильтр 6 настраивают на соответствующую ей резонансную частоту f(j .

При разгоне привода до заданной частоты вращения

Пр 3«А Гр

где К р - коэффициент редукции редуктора,

на вход избирательного фильтра 6 поступает переменный сигнал U.j с датчика 1 вибраций, установленного на опоре балансировочного станка. На выходе избирательного фильтра 6 появляется qигнaл Ut, сдвинутьш относительно входного и, на угол с/, оп- ределяемьй его фазочастотной характеристикой, т.е.

-агЩ-(- -.),

где d J - эквивалентное затухание

избирательного фильтра 6. Так как фазометр 7 измеряет сдвиг фаз, определяемый фазочастотной характеристикой избирательного фильтра 6, его выходной сигнал U, определяется из выражения

UT- -Кфс/,

где Кф- коэффициент передачи фазометра 7.

Таким образом, при f fо, что соответствует частотам вращения привода , и,0, а при f f о, что соответствует частотам вращения привода п Пзя, и,, 0.

Сигнал U-, сравнивается с сигналом уставки и на входе компаратора 9, выходной сигнал Ug которого изменяется в соответствии с выражением

, Г и, если U-, 4 Us 9 {о. если и, ni; ,

где и и - выходной сигнал компаратора 9, соответствующий уровню логической .

Следовательно, в течение всего времени разгона привода до заданной частоты вращения п с выхода компаратора 9 на управляющий вход ключа 10 воздействует сигнал логической 1 и замыкает его. При этом на второй вход дифференциального усилителя 2 поступает сигнал уставки Ug и сравнивается с сигналом Ui датчика 1 вибраций.

Выходной сигнал U дифференциального усилителя 2 изменяется в соответствии с выражением

Д

KxjCU -Uj), если и, и О, если UT i и

-i

где К - коэффициент передачи дифференциального усилителя 2.

Если при разгоне привода сигнал J, с датчика 1 вибраций не превышает заданного уровня уставки U, , с выхода дифференциального усилителя 2 через конденсатор 3 и разделительный трансформатор 4 сигнал на вход формирователя 5 управляющего сигнала не поступает.

Кш только частота вращения при- вода достигнет заданного значения , на выходе избирательного фильтр 6 происходит измерение и регистрация значения и угла дисбаланса.

Если при разгоне привода сигнал и, с датчика 1 вибраций превысит заданный уровень уставки Uj, с выхода .дифференциального усилителя 2 последовательность импульсов.сигнала U с частотой, равной частоте сигнала вибраций и,, через конденсатор 3 и разделительный трансформатор 4 поступает на вход формирователя 5 управляющего сигнала, которьй формирует управляюпщй сигнал на отключение привода.

Если при достижении заданной ча- врапдения п привод по какой- либо причине превысит ее величину, превычающую заданное допустимое значение йп, соответствующее частоте расстройки избирательного фильтра 6

f in Кр Af -g сигнал фазометра 7

IT , Г , 1

и, -Кф.агсге -( - f-:fZf)J,

поступаювщй на второй вход компаратора 9, превысит уровень установки сигнала Uj, поступающего на первый вход компаратора 9. П{)И этом на выходе компаратора 9 появляется сигнал логического Q, который размыкает ключ 10, разрьшая тем самым цепь прохождения сигнала уставки Uj на второй вход дифференциального усилителя 2. С этого момента на выходе диф- ференциального усилителя 2 появляется последовательность импульсов сигнала

,U,,

которьй через конденсатор 3 и разде- лительный трансформатор 4 поступает на вход формирователя 5 управляющего сигнала, формирующего управляющее воздействие на отключение привода.

Значение дп целесообразно выбирать из условия соответствия его расстройке избирательного фильтра 6, превышающей полосу его пропускания, определяемой по сдвигу фазы его выходного .сигнала на угол, превышающий 45°. Тогда уставка сигнала Ug выбирается из условия

,

При этом, исходя из величины.эквивалентной добротности .Q ,„ избирательниц

но го фильтра о, допустимое значение dn соответствует условию

Лп

30fo

Q.

ЗЧ.Ё Р

Положительный эффект от использования устройства наиболее полно проявляется при включении его в состав балансировочного станка, например серийно вьшускаемого вакуумного балансировочного стенда ДБВ-50, для ограничения частоты вращения электродвигателя постоянного тока, многократно разгоняющего балансируемое изделие, например ротор турбомащины, до заданной частоты балансировки.

Устройство для ограничения частоты вращения привода балансировочного станка благодаря своевременному отключению привода при появлении на изделии вибраций, превьшающих заданный допустимый уровень, позволяет повысить надежность балансировки и благодаря ускоренному, разгону привода до заданной рабочей частоты вращения, позволяет сократить время балансировки изделия в 3-4 раза.

Формула изобретения

Устройство для ограничения частоты вращения привода балансировочного станка, содержащее последовательно соединенные дифференциальный усилитель, конденсатор, разделительный трансформатор и формирователь управляющего сигнала, выход которого предназначен для соединения с приводом и представляет собой выход устройства, компаратор и источник опорного сигнала, первый выход которого соединен с первым входом компаратора, отличающееся тем, что, с целью повьивения надежности, и произво514412136

дительности, оно снабжено датчикомнего, а выход - с вторым входом ком- вибраций, избирательным фильтром,паратора, и ключом, сигнапьньп1 вход фазометром, первый вход которого сое-которого соединен с вторым выходом динен с выходом датчика вибраций,источника опорного сигнала, управля- первым входом дифференциального уси-ющий вход - с выходом компаратора, а лителя и входом избирательного филь-выход - с вторым входом дифференциаль- тра, второй вход - с выходом послед-кого усилителя.