Устройство для измерения величины износа тел вращения в динамике Советский патент 1990 года по МПК G01B21/00 G01N3/56 

, подвижной части направляющей 2 ус:та . новлены прямоугольная диафрагма 3 и : первый поляризатор 4, а на подвижной части - отражатель 5. При частичном перекрытии пучка излучения контроли- РУемым диском 12 включают его привод вращения и блок 10 компенсации дрейфа сигнала. Излучение модулируется по амплитуде шероховатостями диска 12 и через второй поляризатор попадает на .фотоприемник 7, сигнал с которого по- I ступает на усилитель 8 и блок 9 инди- |кащт. Система 13 управления на вре- 1МЯ одного оборота диска 12 подает на jисточник 1 сигнал 100%-лой мощности.

I Сигнал максимальной амплитуды и фор- ;мируется на пиковом детекторе 14 а минимальной U, - на пиковом детекто- Ре 15. Эти сигналы поступают на.диф- Ференциальные усилители 18 - 20 и схему 21 выборки-хранения. На время второго оборота диска 12 система 13

управления падает на источник 1 сигнал 90%-ной мощности, НС пиковых детекторов 16 и 17 аналогичного назначения поступают сигналы Uj и U4. Усилитель 18 получает сигналы U. и и и вычитает их, образуя сигнал U,-, литель 19 - сигналы U и U и вычитает их, образуя сигнал U.. На выходе усилителя 20. формируется и поступает в схему 21 сигнал U, пропорциональный величине биения диска 12. Затем диск вводят в контакт с колодкой 25 нагружением рычага 26. Нуль суммарного износа отечают индукционным преобразователем 27, а износ .вращающегося диска 12 отсчитывают от первоначально измеренного значения биения че- Рез заданное число оборотов. При проведении испытаний со смазкой предложенным устройством можно заменить толщину смазочной пленки. 3 з.п. А-лы 5 ил..

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения величины износа элементов трибосопряжений. Цель изобретения - повышение точности измерений путем применения механизма ориентации оптической оси источника излучения и жесткой связи с неподвижным основанием через механизм источника излучения и фотоприемника. Последовательно осуществляя угловое сканирование источника 1 излучения приводом 22, фиксацию требуемого углового положения фиксатором 23 и взаимное параллельное перемещение источника 1 с прикрепленной к нему телескопической направляющей 2 и фотоприемника 7 ориентируют оптическую ось источника по касательной к образующей контролируемого тела вращения-диска 12. В ходе излучения от источника на неподвижной части телескопической направляющей 2 установлены прямоугольная диафрагма 3 и первый поляризатор 4, а на подвижной части - отражатель 5. При частичном перекрытии пучка излучения контролируемым диском 12 включают его привод и блок 10 компенсации дрейфа сигнала. Излучение модулируется по амплитуде шероховатостями диска 12 и через второй поляризатор попадает на фотоприемник 7, сигнал с которого поступает на усилитель 8 и блок 9 индикации. Система 13 управления на время одного оборота диска 12 подает на источник сигнал 100%-ной мощности. Сигнал максимальной амплитуды V 1 формируется на пиковом детекторе 14, а минимальной V 2 - на пиковом детекторе 15. Эти сигналы поступают на дифференциальные усилители 18, 19, 20 и схему 21 выборки-хранения. На время второго оборота диска 12 система 13 управления падает на источник 1 сигнал 90%-ной мощности и с пиковых детекторов 16, 17 аналогичного назначения поступают сигналы V 3 и V 4. Усилитель 18 получает сигналы V 1 и V 3 и вычитает их, образуя сигнал V 5, а усилитель 19 - сигналы V 2 и V 4 и вычитает их, образуя сигнал V 6. На выходе усилителя 20 формируется и поступает в схему 21 выборки-хранения сигнал V 7, пропорциональный величине биения диска 12. Затем диск вводят в контакт с колодкой 25 нагружением рычага 26. Нуль суммарного износа отмечают индукционным преобразователем 27, а износ вращающегося диска 12 отсчитывают от первоначально измеренного значения биения через заданное число оборотов. При проведении испытаний со смазкой предложенным устройством можно замерить толщину смазочной пленки. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к измерит€и1ь ;ной технике и может быть использовало для измерения величины износа эле- ментов трибосопряжений.

Цель изобретения - повыиение точности измерений путем применения механизма ориентации оптической оси источ Иика излучения и жесткой связи с не- родвижным основанием через указанный механизм источника излучения и фото- . триемника.

На фиг. 1 показана схема предлагаемого устройства для измерения величины износа теп вращения в диламике применительно к схеме диск - колодка; на фиг. 2 - изображение, получаемое на отражателе устройства; на фиг. 3- сигнал с .выхода усилителя; на фиг.4 - прохождение сигналов по тракту cxeMtj компенсатора дрейфа; на фиг. 5 - вид Картины на: самописце, характеризующей величину износа.

Устройство содержит источник 1 направленного излучения (например, ла- зер). С источником 1 жестко скреплена неподвижная часть телескопической направляющей 2, на которой последовательно по ходу излучения от источника 1 установлены прямоугольная диафрагма 3 и первый поляризатор 4. На подвижной части телескопической направляющей 2 установлен отражатель 5

35

,«

°

5

в ходе излучения от.которого последовательно установлены второй поляризатор 6 и фотоприемник 7. Выход фотоприемника 7 через усилитель 8 подключен к блоку 9 индикации и блоку Ю компенсации дрейфа сигнала, выполненному по схеме модулятор - демодулятор и содержащему импульсный счетчик 11 числа оборотов контролируемого тела 12 вращения, систему 13 управления, четыре пиковых детектора 14-17 два из которых (14 и 15) служат для определения соответственно максимального и минимального значений сигнала с усилителя 8 при IOOZ-ной мощности источника 1 излучения, а два других пиковых детектора 16 и 17. - для определения соответственно максимального и минимального значений сигнала с усилителя 8 при меньшем значении мощности (например, 90%) источника 1. Блок 10 компенсации дрейфа сигнала содержит также три дифференциальных усилителя 18 - 20. Входы дифференциального усилителя 18 подключены к выходам пиковых детекторов 14 и 16 амплитуд максимальных сигналов, входы дифференциального усилителя 19 подключены к выходам пиковых детекторов 15 и 17 амплитуд минимальных сигналов. Выходы дифференциальных усилителей 18 и 19 подключены к входам дифференциального усилителя 20, выход которого подключен к схеме 21 выборки-хранения Источник 1 и фотоприемник 7 жестко связаны с установленным на неподвижном основании механизмом ориентации оптической оси источника 1 излучения, выполненным в виде привода 22 углового сканирования источника 1 излучения, фиксатора 23 углового положения источника 1 и привода 24 совместного взаимно параллельного перемещения источника 1 и фотоприемника 7.

Устройство работает (применительно к схеме испытания трибосопряжения диск - колодка) следующим образом. Контролируемое тело 12 вращения (диск) и колодку 25 устанавливают первоначально без контактирования их поверхностей. Включают источник 1 излучения, фотоприемник 7, усилитель 8 и блок 9 индикации. Последовательно осуществляя угловое сканирование ис- .точника 1 излучения, фиксацию требуемого углового папожеш1я и взаимное параллельное перемещение источника 1 с прикрепленной к нему телескопической направляющей 2 и фотоприемника 7, ориентируют оптическую ось источника 1 по касательной к образующей контролируемого диска. Величину перекрытия пучка излучения контролируемым диском выбирают таким образом, что сигнал на блоке 9 индикации составляет примерно 2/3 от максимального значения, соответствующего отсутствию перекрытия.

.Включают привод вращения диска и блок 10 компенсации дрейфа. Излуче- ние модулируется по амплитуде шероховатостями диска (фиг. 2) и попадает на фотоприемник 7, сигнал с которого (фиг. 3) постулает на усилитель 8 и блок 9 индикации. Счетчик 11 подает сигнал на включение системы 13 управления, которая на время одного оборота диска подключает пиковые детекторы 14 и 15, а также дифференциальные усилители 18 - 20, схему 21 выборки- хранения и через блок стабилизации подает сигнал 100%-ной мощности на источник 1, а на время второго оборота диска - пиковые детекторы 16 и 17, схему 21 выборки-хранения, дифференциальные усилители 18 - 20 и подает

сигнал максимальной амплитуды U, фор мируется на пиковом детекторе 14, а минимальной U 2 - на пиковом детекто- ре 15 (фиг. 4). Эти сигналы поступают на дифференциальные усилители 18-20 и схему 21 выборки-хранения и сохраняют неизменное значение до пос тупления во время второго оборота ди

0 ка с пиковых детекторов 16 и 17 аналогичного назначения новых сигналов, равных Пз и и. Дифференциальный уси литель 18 максимальной амплитуды таким образом получает сигналы U | и U.

15 и вычитает их, образуя сигнал U, а дифференциальный усилитель 19 мини- малыюй амплитуды получает сигналы U и и и тоже вычитает их, образуя сиг нал и (фиг. 4)i На выходе дифферен20 циального усилителя 20 формируется и поступает в схему 21 выборки-хранения сигнал и,, пропорциональный величине биения диска (фиг. 5). После измерения биений вращающегося диска его 25 вводят в контакт с колодкой 25 нагру жением рычага 26 и проводят испытания на износ. При помощи индукционного преобразователя 27 отмечают нуль суммарного износа, а износ вращающегося JQ диска начинают отсчитьшать от значения записанного на самописце биения и (фиг. 5). Через заданноеvчисло оборотов измерение автоматически повторяется и результат записывается ступенчато на диаграмме самописца (фиг.) Если величина износа достигает больше величины, чем ширина пучка излуче- - ния, настройку источ:ника 1 повторякл-, причем на это время блок 10 компен- саияи дрейфа отключают и источник 1 вюшчают на 100%-ную мощность. Затем процесс измерений повторяют. Вычитая из величины суммарного износа величины износа вращакнцегося образца и биений, получают величину износа неподвижного образца.

При проведении испытания со смазкой после установки пучка излучения и определения биения вращающегося дис- 5Q ка заливают смазочную жидкость и снова определяют биения. Разность мезкду |Полученными значениями без смазки и со смазкой будет соответствовать величине толщины смазочной пленки. По

40

45

через блок стабилизации сигнал 90%-ной 55окончании проведения испытаний смазочмощности на источник 1 (в зависимостиную жидкость сливают, выводят из конот внешних условий можно подавать вто-такта колодку 25 и замеряют величину

рои сигнал 50, 60%-ной и т.п. мощное-размера диска. Затем, не снимая диск

ти). Во время первого оборота дискаего обезжиривают, высушивают, снова

сигнал максимальной амплитуды U, формируется на пиковом детекторе 14, а минимальной U 2 - на пиковом детекто- ре 15 (фиг. 4). Эти сигналы поступают на дифференциальные усилители 18-20 и схему 21 выборки-хранения и сохраняют неизменное значение до поступления во время второго оборота ка с пиковых детекторов 16 и 17 аналогичного назначения новых сигналов, равных Пз и и. Дифференциальный усилитель 18 максимальной амплитуды таким образом получает сигналы U | и U.

15 и вычитает их, образуя сигнал U, а дифференциальный усилитель 19 мини- малыюй амплитуды получает сигналы U и и и тоже вычитает их, образуя сигнал и (фиг. 4)i На выходе дифферен20 циального усилителя 20 формируется и поступает в схему 21 выборки-хранения сигнал и,, пропорциональный величине биения диска (фиг. 5). После измерения биений вращающегося диска его 25 вводят в контакт с колодкой 25 нагру жением рычага 26 и проводят испытания на износ. При помощи индукционного преобразователя 27 отмечают нуль суммарного износа, а износ вращающегося JQ диска начинают отсчитьшать от значения записанного на самописце биения и (фиг. 5). Через заданноеvчисло оборотов измерение автоматически повторяется и результат записывается ступенчато на диаграмме самописца (фиг.), Если величина износа достигает большей величины, чем ширина пучка излуче- - ния, настройку источ:ника 1 повторякл-, причем на это время блок 10 компен- саияи дрейфа отключают и источник 1 вюшчают на 100%-ную мощность. Затем процесс измерений повторяют. Вычитая из величины суммарного износа величины износа вращакнцегося образца и биений, получают величину износа неподвижного образца.

При проведении испытания со смазкой после установки пучка излучения и определения биения вращающегося дис- Q ка заливают смазочную жидкость и снова определяют биения. Разность мезкду |Полученными значениями без смазки и со смазкой будет соответствовать величине толщины смазочной пленки. По

0

5

окончании проведения испытаний смазочвключают установку и замеряют отюю- нение размера. Разница между измерениями дает величину смазочной пленки и продуктов износа.

Применение механизма ориентации оптической оси источника излучения и фотоприемника, а также выполнение блок компенсации дрейфа сигнгша по схеме модулятор - демодулятор,, синхронизированной с частотой вращения контролируемого тела, обеспечг-твает повышение точ ности измерений, позволяет следить за динамикой износа, определять толщину смазочной пленки и продуктов износа.

Формула изобретения

5

0

5

0

5

полненным в виде привода углового сканирования источника излучения, фиксатора углового положения источника и привода совместного взаимно параллельного перемещения источника излучения и фотоприемника, источник излучения и фотоприемник связаны с неподвижным основанием через механизм ориентации оптической оси источника излучения.

О

л/z

, Ti

Фиг. 2

3/2 yf

2Л

Фиг.д

о fff ) ) SM

У}иг.5