Способ измерения энергии удара пневматических машин и устройство для его осуществления Советский патент 1982 года по МПК G01L5/00 

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЭНЕРГИИ УДАРА

ПНЕВМАТИЧЕСКИХ МАШИН И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ..ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Изобретение относится к способам измерения энергетических параметров пне.вматических машин ударного действия и к устройствам для их осуществления. Известен способ измерения энергии удара машин, согласно которому с помощью датчиков скорости конечную скорость ударника преобразуют в элек трические сигналы, измеряют их.ам- плитудные значения, а также массу ударника, и по этим параметрам опред Г. ляют энергию удара 1. Однако этот способ имеет очень узкую область применения, так как ос ществим только при размещении датчика скорости в наковальне или рабочем инструменте машины. Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является универсальный для пневматических, машин ударного действия способ определения энергии удара, в соответствии с которым давление сжатого воздуха вра- бочих камерах машины посредством дат чиков преобразуют в электрические сигналы, находят их разность, которую записывают в виде диаграммы давления, а затем по диаграмме рассчитывают энергию удара , Недостатки этого способа - сложность, большие затраты времени и малая точность. На запись и обработку диаграммь требуется 2-3 ч инженерного труда, погрешность составляет 15-20%. Устройство для осуществления этого способа содержит датчики давления сжатого воздуха в рабочих камерах машины, соединенные с вычитающим устройством, на выходе которого подключен светолучевой осциллограф. Цель изобретения - повышение точности измерения. Эта цель достигается тем, что преобразуют интервал времени между двумя ударами мшпины в строб-сигна3лы и в линейный пилообразный сигнал, который перемножают с разность сигналов давлений, после чего интегрируют и делят на длительность строб-сигнала и по значению полученного сигнала судят о средней величине энергии ударов. Устройство для осуществления это го способа снабжено генератором линейного пилообразного напряжения, генератором строб-импульса, перемно жамщим интегрирунщим и делительным блоками и датчиком момента времени ударов, соединенным с генератором линейного пилообразного напряжения и генератором строб-импульса, при этом генератор линейного пилообразного напряжения соединен с перемножающим блоком, а генератор строб лм пульса соединен с интегрирующим и д лительным блоками, причем вычитакщи блок последовательно соединен с пер множакщим, интегрирунщим и делитель ным блоками. Генератор строб-импульса может быть снабжен блоком выбора двух по следовательных сигналов датчика момента ударов. Регистрирующий блок может ,быть .выполнен с возможностью изменения . входного сигнала пропорционально относительной величине массы ударни ка машины. Делительный блок -может быть последовательно соединен с квадраторо и Прибором, показывающи) энергию уд ра.Между датчиками давления и вычитающим блоком могут быть включены регуляторы, например усилители на-. пряжения, имеющие на выходе отношение сигналов, равное отношению рабо чих площадей ударника машины при од наковом давлении воздуха на входе датчиков. На выходе вычитающего блока може быть включен прибор, например осцилоскоп, показывакяций диаграмму результирукщей силы, действующей на ,ударник машины, На чертеже показано устройство для осуществления способа. Датчики 1 и 2 давления сжатого воздуха в рабочих камерах машины со динены с вычитающим устройством 3, а датчик 4 момента ударов машины со динен с генератором 5 пилообразного напряжения и с генератором 6 стр импульса. Генератор 5 пилообразно8го напряжения соединен с перемножанщим блоком 7, а генератор 6 стробг импульса соединен с интегрирунщим 8 и делительным 9 блоками. Вычита-. нщий блок 3 последовательно соединен с перемножающим 7, интегрирующим 8, делительным 9 и регистрирунщим 10 блоками. Делительный блок.9 может быть последовательно соединен с квадратором 1 1 и регистрирующим прибором 12. Регуляторы напряжения 13 и 14 включены между датчиками I и 2 и вычитакщим блоком 3, на выходе которого может быть включен блок 15, показывающий диаграмму результирующей силы. Предлагаемый способ измерения энергии удара пневматических машин- раскрывается на -примере работы устройства для его осуществления. С выхода датчиков 1 и 2 электрические сигналы, пропорциональные давлению сжатого воздуха в рабочих камерах машины, поступают на вычитающее устройство 3, на выходе которого формируется электрический сигналj пропорциональный результирующей .силе, действующей на ударник машины. На входе датчика 4 момента ударов образуется последовательность коротких импульсов, которые, поступая на генератор 5, осуществляют поочередно..запуск и срыв нараста.ния линей- . ного пилообразного напряжения, а поступая на генератор 6, регулируют длительность строб-импульса так, что она равна некоторому, заранее выбранному, количеству периодов удар о в- машины. Пилообразное линейное напряжение генератора 5 перемножается блоком 7 с электрическим сигналом вычитающего блока 3, при этом образуется сигнал, пропорциональный произведению мгновенных значений времени и результирующей силы, действугацей .на ударник, в пределах каждого периода ударов машины. Поступая на блок 8, этот сигнал интегрируется в тече1-ше времени, равного длительности строб-импульса генератора 6, а затем блоком 9 делится на величину длительности строб-импульса генератора 6, вследствие чего образуется сигнал, пропорциональный средней величине ударных импульсов, регистрируемый блоком 10. оЕсли длительность строб-импульса ге;дератора 6 равна игггервалу времони между двумя последовательными сигналами датчика 4, то блок 10 будет регистрировать величину едини ного ударного импульса, характеризуюцего энергию единичного удара ма шины .: Если регистриругаций блок 10 позволяет изменять входной сигнал про порционально относительной массе ударника, например по отношению к 1,10 кг и т.д., то оно будет показывать величину ударной скорости ударника машины, что повьшает точность определения э нергии удара, по скольку ударная скорость изменяется в небольших пределах. Сигнал, поданный с делительного блока 9 на квадратор 11, на выходе последнего будет пропорционален величине энергии удара машин, которая непосредственно регистрируется прибором 12, что делает все устройство прялопоказывающим. Регуляторы напряжения, например усилители 13 и 14, изменяют величину сигналов датчиков 1 и 2 давления, делая их пропорциональной си лам, действукщим на ударник, вследствие чего все устройство позволяет измерять энергию удара машин, имекяцих неодинаковые площади ударника в рабочих камерах,, т.е. становится универсальным, и становится более 8ОЧНЫМ, так как исключается .влияние неидентичности датчиков дав ления . Блок 15, напримф осциллоскоп, включенный на выходе устройства 3, показывает диаграмму результирующей силы, действукщей на ударник, что позволяет при измерении удара машин рыбиратв оптимальный вариант из се|рии измерений. Формула изобретения 1. Способ измерения энергии удара 45 11невматических машин, заключающийся 8; 6 в преобразовании давления сжатого воздуха в рабочих камерах в электрические сигналы и определении их разности, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, преобразуют интервал времени между двумя ударами машины в строб-сигнал и в линейный пилообразный сигнал, которьй перемножают с разностью сигналов давлений, интегрируют и делят на длительность строб-сигнала и по значению полученного сигнала судят о средней величине энергии ударов.. 2, Устройство для измерения энергии удара пневматических машин, содержащее датчики давлещш сжатого воздуха в рабочих камерах машины, соединенные с вычитанищм блоком, о т личающееся тем, что оно снабжено генератором линейного пилообразного напряжения, генератором строб-импульса, перемножающим, интегрирующим и делительным блоками и .датчиком момента времени ударов, соединенным с генератором линейного пилообразного напряжения и генератором строб -импульса, при этом генератор линейного пилообразного напряжения соединен с перемножанщим блоком, а генератор строб-импульса соединен с интегриругацим и делительным блоками, причем вычитающий блок последовательно соединен с перемножающим интегрирующим и делительным блоками. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 581205, кл. Е 02 D 5/18,. 03.10.75. 2.Суднишников В.В. и др. К методике обработки индикаторных диаграмм пневматических машин ударного действия Сборник Механизация отЕКрытых и подземных горных работ , СО АН СССР, Новосибирск, 1964, клп. 10, с. 150152 (прототип).