Устройство для динамических испытаний металлорежущих станков Советский патент 1979 года по МПК G01H1/00 G01M7/00 

Изобретение относится к технике испытаний и измерений и может быть использовано для определения динами ческих характеристик станков. Известно устройство для динамических испытаний станков с гидравли ческим вибратором 1.1. Встроенный в устройство ан.лизатор спектра частот позволяет повысить точность измерений, но характе ристики снимаются вручную из-за отсутствия синхронизации исследуекых сигналов с анализатором. Наиболее близким к предложенному является устройство для динамических испытаний металлорежущих станко Оно содержит возбудитель механических колебаний, измерительные преобразователи возбуждающей силы и пере мещения станка, смесители, первые входы которых подключены соответственно к выходам измерительных преобразователей возбуждающей силы и перемещения станка, два узкополосных фильтра, входы которых соединены с выходами соответствующих смеси телей, блок регистрации,подключенны к ВЕЛходам узкополосных фильтров, и генератор фиксированной частоты Недостатком устройства является невозможность работы устройства с различными типами возбудителей механических колебаний (гидравлическим, кулачковым и другими роторными вибраторами) , что сужает функциональные возможности устройства, ограничивая классы иccлeдye вJX станков . Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства . Это достигается тем, что возбудитель механических колебаний выполнен роторным, генератор фиксированной частоты - квадратурным, устройство снабжено квадратурным гармоническим преобразователем частоты вращения ротора возбудителя механических колебаний и блоком разности частот, первые два входа которого подключены к квадратурным выходам гармонического преобразователя частоты вращения ротора возбудителя механических кслебаний, два других входа к квадратурным выходам генератора фиксированной частоты, а выход - к вторым входам смесителей. На чертеже изображена блок-схема (Устройства.

Устройство содержит возбудитель 1 механических колебаний, измерительный преобразователь 2 возбуждающей силы станка 3, измерительный преобразователь 4 перемещений станка 3, квадратурный гармонический преобразователь 5 частоты вращения ротора возбудителя 1 механических колебаний, смесители б и 7, блок 8 разности частот, квадратурный генератор 9 фиксированной частоты, узкополосные фильтры 10 и 11 и блок 12 регистрации.

Устройство работает следующим образом .

При вращении ротора возбудителя 1 механических колебаний (он может быть гидравлическим-пульсаторным, механическим-кулачковым, шариковым и т.д.) на входе упругой системы станка 3 создается возбуждающее

п

усилие FJ siniut, которое преоб и

разуется измерительным преобразователем 2 возбуждающей силы в электп

рический сигнал U 2rUj;,- sin iftt. Перемещение упругой системы станка

п x,s: X,-sin (1 52.1+ф) преобразуется

измерительным преобразователем 4 перемещений в электрический сигнал

и и sin(i«t-t-M)f) .

Обогащение высшими гармониками этих сигналов происходит из-за нелинейности упругой системы станка; оба сигнала поступают на соответствующие входы смесителей 6 и 7.

Частота вращения ротора возбудителя 1 механических колебаний преобразуется в два электрических сигнала sin Sit и cos Sit, сдвинутых по фазе на 90 в квадратурном гармоническом преобразователе 5 частоты вращения; . эти сигналы поступают на первые дваблока 8 разности частот, на два других его входа поступают сигналы и cosf,t с квадратурного генератора 9 фиксированной частоты. Блок 8 разности частот осуществляет операцию вида

si п 521 &i п f ot + cos S2t СО& f t« со s(f о-Я )t

образуя на своем выходе сигнал с разностной частотой (f, -52.), который поступает на другие входы смесителей 6 и 7. На выходах смесителей б и . 7 образуются комбинационные составляющие (f -SltiSJ), из которых составляющие с частотой f выделяются в настроенных на них узкополосных фильтрах 10 и 11. Таким образом, вся информация о фазе и об амплитуде исследуемых сигналов трансформируется на одну фиксированную частоту и регистрируется в блоке 12 регистрации. При изменении любым способом частоты вращения ротора возбудителя 1 механических колебаНИИ и тем caiufciM частоты возбуяшающе-. го усилия предложенное устройство обеспечивает полную синхронизацию работы возбуждающей и измерительной частей устройства, т.е. автоматическое измерение динамических характеристик с а этоселекцией основной гармоники сигналов силы и перемещения .

Формула изобретения

Устройство для динамических испытаний металлорежущих станков, содержащее возбудитель механических

колебаний, измерительные преобразователи возбуждающей сил и перемещения станка, смесители, первые входы которых подключены соответственно к выходам измерительных преобразователей возбуждающей силы и перемещения станка, два уэкополосных фильтра, входы которых соединены с выходами соответствующих смесителей, блок регистрации, подключенный к

выходам уэкополосиых фильтров, и ге нератор фиксированной частоты, о тличаюшееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, возбудитель

механических колебаний выполнен роторным, генератор фиксированной частоты выполнен квадратурным, устройство снабжено квадратурным гармоническим преобразователем частоты вращения ротора возбудителя механических колебаний и блоком разности частот, первые два входа которого подключены к квадратурным выходам гармонического преобразователя частоты вращения ротора возбудителя механических колебаний, два других - к

квадратурным выходам генератора фиксированной частоты, а выход - к вторым входам смесителей.

Источники информации, принятые

во внимание при экспертизе

1.А.С.Н. der Wolf, Prof Jr.С. de Beer. Bin hydraulischer Erreger

fiir die dynamische Untersuchung von Verkreugmachinen, Jnd. - Ani. n. 76, 1966.

2.Минцерис Б.И., Розман Г.И., Х арлушас 3,П. Следящие фильтры для

автоматизированного исследования М5таллорежущих станков. - Станки и инструмент , 1974, 5.