Устройство для подсчета количества нагрузочных циклов деталей механических трансмиссий транспортных машин с дискретным нагружением рабочих элементов Советский патент 1977 года по МПК G01M13/02 

мдульса опроса по интервалам нагрузки, ри этом датчик нагрузки подключен ко вхоу ограничителя частоты через тензоусилнелЬ с переменным коэффициентом усиления.

На чертеже изображена структурная схема 5 редлагаемого устройства.

Устройство включает датчик нагрузки .1, остоящий из тензодатчиков ( вход 1) и теноусилителя 2 с автоматически меняющимся в зависимости от включенной передачи) ффициентом усиления; ограничитель частоты 3, содержащий фильтр нижних частот с |)егулируемой полосой среза; преобразователь | амплитуда-время 4, состоящий из дновибрагора 5, модулятора 6 и аарядно 5 разрядного устройства 7; распределитель импульсов опроса по интервалам нагрузки 8, в который входят одновибратор 9, устройство запуска генератора масштаба времени 10, генератор масштаба времени 20 11 и шаговый распреде;штель 12; датчик числа оборотов трансмиссии 13, включак щий датчик импульсов опроса (вход 2), формирователь-ограничитель сигнала опроса 14 и блокинп-генератор 15; распредели- 25 тель импульсов опроса по передачам 16, включающий релейное устройство и транзисторный усилитель; и блок счетчиков 17 нагрузочных циклов, состоящий из электронных счетчиков 18, счетно-регистрирующего ;30 блока 19 с электромеханическими счетчиками и счетчика общей суммы импульсовопроса (нагрузочных циклов) 20.

Тензоусилитель 2, использованный в 35 ройстве, снабжен потенциометрами для ба- ; лансировки измерительного моста по емкости и сопротивлению, потенциометрами для установки требуемого коэффициента усиле- : ния раздельно по передачам трансмиссии, устройством для автоматического ступенчатого, изменения коэффициента усиления при изменении передаточного числа трансмиссии, потенциометрами для ручного регулирования начального порога напряжения (условного .45 нуля1) и устройством для автоматического переключения начального порога напряжения в зависимости от используемого в данный момент передаточного числа трансмиссии (на чертеже не показано). Выход тен- So зоусилителя 2 через ограничитель частоты

3соединен со входом преобразователя амплитуда-время, который работает по методу заряда конденсатора памяти до величины, преобразуемого сигнала напряжения и пос- .5 ледующего его разряда токе л постоянной величины.

Выход преобразователя амплитуда-время

4соединен со рходом распределителя 8 импульсов опроса по интервалам нагрузки.

Шаговый распределигель 12 представляе собой цепочку триггеров, работающих по схеме кольцевого счетчика (или регистра сдвига), управляемого серией импульсов генератора масштаба времени; 11, который представляет собой управхшемый блокинг генератор на триоде, запускаемый и останавливаемый устройством запуска 10. Шаговый распределитель 12 имеет количество выходов, равное чисду разрядов (интервалов регистрируемого диапазона нагрузки и такое же количество схем совпадений, выходы которых присоединены к элактронным счетчикам 18 (пересчетным схемам). Такая конструкция позволяет осуществить дифференциальный амплитудный анализ сигнала от тенаодатчика no|j импульсам опроса (оборотам трансмиссии).

Электронные счетчики 18 (поресчетные схемы), соединенные с электромеханическими счетчиками блока 19, представляют собой двойные транзисторные счетчики с пятью ячейками. Они дают больщой коэффициент пересчета, величина которого определяется предельной частотой срабатывания электромеханических счетчиков, использованных в счетнорегистрирующем блоке 19, и частотой сигналов, поступающих от датчика числа оборотов трансмиссии. Частота опроса задается в зависимости от частоты колебаний исследуемого колебатель ного процесса.

Счетно-регистрирующий блок 19 конст-, руктивно может быть оформлен отдельно от блока 17 устройства. Количество счетчиков в блоке 19 определяется числом с Ту- пеней изменения передаточного числа (количеством передач) трансмиссии и заданным количеством разрядов (интервалов), на которое разбивается весь возможный диапазон изменения регистрируемой нагрузки. В счетч но-регистрирующем блоке 19 имеются счет чики, суммирующие количество импульсов опроса по всем разрядам нагрузки на дак ной передаче.

Распределитель импульсов по передачам 16 электрически связан с тензоусилителем 2, электронными счетчиками 18 и счетчиками блока 19. Он представляет собой транзисторно-релейную схему, позволяющую автоматически при переключении передач включать соответствующий ряд счетчиков счетно-регистрирующего блока 19, менять коэффициент усиления тензоусилителя 2, осуществлять сброс электронных сче чиков 18 и переключать установку нулевого порога тензоусилителя 2. Он состоит из реле, промежуточного усилителя ЕШ триодах, системы диодов и сопротивлений (на чертеже не показано).

В качестве датчика импульсов опроса нагрузочного процесса по количеству оборотов трансмиссии (вход 2) датчика числа оборотов трансмиссии 13 могут быть использованы датчики различного типа. Например, датчик на базе фотодиодов с дискретным воздействием на него луча света, электроконтактные или индукционные да1 чики и т. п. На транспортных машинах с двигателями, в систему зажигания которых , входит прерыватель-распределитель, может быть использован прерыватель цепи низкого напряжения.

Формирователь-огран11читёль сигнала опроса 14 включен в устройство на случай, когда в качестве датчика оборотов используется прерыватель системы зажигания. В цепи низкого напряжения системы зажигания двигателя, в которую помимо преры- вателя входит первичная обмотка индукционной катушки и конденсатор, при её размыкании образуется процесс затухающих синусоидальных колебаний с максимальной амплитудой до 150 В. Формирователь 14 служит для выделения первого импульса и предотвращения многократного прохождения импульсов при ОДНОМ размыкании цепи.

Выход формирователя-ограничителя 14 сигналов опроса через блокинг генератор 15 электрически связан со входами одновибраторов 5 и 9 преобразователя амплитуда-время 4 и распределителя импульгсов опроса 8 по интервалам нагрузки,

Блокинг-генератор 15 в цепи I базы триода содержит переключатель, который позволяет переключать его с внешнего управления на самовозбуждение. Режим самовозбуждения используется при наладке и настройке устройства. Работа блокинг-генератора 15 в режиме ; самовозбуждения позволяет также применять устройство для получения ряда распределения .нагрузки по времени.

Устройство работает следующим образом

Сигнал от полумоста тензодатчиков (вход 1), наклеенных: н деталь, нагружёнлость которой исследуется, пропорциональный величине действующей нагрузки, поступает на тензоусилитель 2. Усиленный сигнал (коэффициент усиления зависит от настройки усилителя и включенной. передачи) проходит через ограничитель частоты 3с регулируемой полосой среза и поступает на вход преобразователя амплитуда-время Тактовая частота преобразования опр зделяется частотой сигналов (импульсов), поступающих от датчика импульсов опроса (вход 2), которые через формировательограничитель сигнала опроса 14 управляют срабатыванием блокинг-генератора 15, Импульс блокинг-генерагора 15 запускает одновибрагоры 5 и 9, Одновибрагор 5 выдает импульс на модулятор б. Модулятор 6 пропускает импульс, равный, по величине мгновенному значению сигнала нагрузки, зарегистрированного тензодатчиками на конденсатор зарядно-разрядного устройства 7, заряжая его до напряжения имть пульса, последующий разряд которого;постоянным по величине током преобразует Bq0личину мгновенного напряжения сигнала в Ш1тервал времени, пропорциональный этой ве.П1ЧНне, В конце интервала времени зарядно-разрядиое устройство 7 формирует короткий импульс, поступающий на шаговый распределитель 12. Сигнал с одновибратора 9 запускает через устройство запуска Ю генератор масштаба времени 11. Импульсы генератора масштаба времени 11 поступают на шаговый распределитель 12, количество выходов которого равно принятому числу регистрируемых устройством интервалов .нагрузки. В зависимости от интервала време- ни, сформ11рованного в зарядно-разрядном

устройстве 7, который пропорционален величине сигнала датчика нагрузки 1, импульс, с зарядно-разрядного устройства 7 поступает на тог или. иной выход шагового расяределителя 12, что обеспечивается схемой согласования шагового распределителя {схема кольцевого, счета). Сигнал с последнего выхода шагового распределителя 12 Д1ри помощи устройства запуска. 1О прекращает работу генератора масштаба времени 11 и подготавливает схему преобразователя амплитуда-время 4 к приходу следующего тактового импульса оборотов. Для ;пересчета импульсов, поступающих от ; генератора , масштаба времени 11 в блок 17 использо-. раны электронные счетчики 18, которые присоединены к выходам шагового распределителя 12, а один из;них - непосредственно к блокинг;.генератору 15. Сброс всех электронных счетчикоЕ 18 при переключении пе5 редач осуществляется при помощи релейного устройства распределителя импульсов опрр- са по передачам 16. Включение электромеханических счетчиков блока 19, изменение коэффициента чувствительности тензоусилителя 2 и начального порога напряжения в зависимости от включенной передачи прюиз- водится автоматически при помощи распределителя импульсов опроса по передачам 16 регистрирующего включенную передачу

5 (вход 3),

Устройство позволяет автоматически в процессе непрерывного длительного движения транспортной машины получать статистические ряды распределения нагрузки, регистрируемой гензодатчиками, по количеству импульсов опроса (оборотам трансмиссии или времени) раздельно по передачам (передаточным числам трансмиссии). Для деталей механических трансмиссий транспортных машин с дискретным нагружением (шестерни, подшипники и др.) число нагрузочных циклов пропорционально количеству оборотов. Формула изобретения Устройство ДЛИ подсчета количества нагрузочных циклов деталей механических трансмиссий транспортных машин с дискретным нагружением рабочих элементов, сен держащее датчики нагрузки и числа оборотов TpaHCMHCCHff, соединенные соответственно с распределителем импульсов опроса по передачам и распределителем импульсов опроса по интервалам нагрузки, и блок счетч ков нагрузочных циклов, соединенный с выходом распределителя импульсов опроса по интервалам нагрузки, отличающееся тем, что, с целью обеспечения регистрации нагрузочного процесса дифференцированно по диапазонам частотгного спектра и повышения точности измерения, устройство снабжено .ограничителем частоты и преобразователем амплитуда-время, один из входов которого соединен с выход9М ограничителя частоты, другой - с датчиком числа оборотов трансмиссии, а выход - с распределителем импульсов опроса по интервалам нагрузки, при этом датчик нагрузки подключен ко входу ограничителя частоты через тензоусилитель с переме 1ным коэф фициентом усиления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Гольд Б. В. и др. Основы прочности и долговечности автомобиля, М., 1967, с. 42-44. 2.Соколова О. В. Исследование режимов работы механизмов автомобилей в эксплуатационных условиях, М., 1963, с 1719.