Измерительное устройство к балансировочному станку Советский патент 1982 года по МПК G01M1/22 

1

Изобретение относится к балансировочной технике и может быть использовано в балансировочных станках-автоматах.

Известно измерительное устройство к балансировочному станку, содержащее генератор опорных сигналов, блок упра&ления и два измерительных канала, важдый из которых выполнен в виде последо вательно соединенных датчика дисбаланса, сумматора, усилителя и блока измерения, второй вход которого связан с генератором опорного сигнала, а выходы блока измерения и датчика дисбаланса соединены со вторым в третьим входами сумматора другого измерительного канаяа M.

.Недостатком устройства является пониженная производительность балансиро ки, обусловленная необходимостью нового балансвровочного цикла для аополшь тельного сверления между проекциями дисбаланса по осям прямоугольных коордшшт.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является измерительное устройство к балансировочному станку, содержащее генератор опорных сигналов, блок управления и два измерительных канала, каждый из которых выполнен в виде последовательно соедиЬе ных датчика дисбаланса, первого сумматора, усилителя, второго сумматора и блока измерения, выполненного в виде

10 подключенных первыми входами двух синхронных детекторов, вторые входы котоP IX соединены с соответствующими выходами генератора опорных сигналов, двух измерителей проекций и двух пороговых

15 элементов, вз которых первые измеритель проекций и пороговый элемент связаны с ВЫХОДОМ первого синхронного детектора, а вторые - с выходом второго си хронного детектора, третьего суг 1матора

20 и двух фазоамшштудных регуляторов, которых подключены к выходам генератора опоршых сигналов,-выходы - ко вхо дам третьего сумматора, ,а второй выход

:датчика дисбалавса связан со вгорым входом первого сумматора другого вгзмеД рительногй катала. Третий cy /гtvIaтop свяи аан с вишом блока измерения 21.

Неаостаток данного устройства состоит в том, что оно не позволяет учитыват дополйительное сверление между осямн проекций, требует дополнительного цМла балансировки, af следгаватепьно сцижает производительность.

Иелыо изобретения является ГГОВЫШ& ние производительности балансировки.

Поставленная цель достигается тем, что в измерительной устройстве к балансировочному станку, содержащем генератор опорных сигналов, блок управлеНИН и два измерительных канала, каждый 03 которых выполнен в виде последовательно соединенн{лх датчика дисбаланса, первого сумматора, усилителя, второго сумматора и блока измерения, выполненного в виде подключенных первыми входами к выходу второго су.а«атора двух синхронвплх детекторов, вторые входы которых соединены с соогретствуюпшми выходами reHe|MTojM опор. вых сигналов, двух измерителей проек-. иий и двух пороговых элементов, из ко торых первые измеритель проекций и пороговый элемент связаны с выходом первого синхронного детектора, а вжорыв измеритель проектш и пор&говый элемент - с выходом второго синхронно™ го детектора, третьего сумматора к двух фазоамплитудных регуляторов, входы которых подключены к выходам генератора опорных сигналов, выходы- - ко вко дам третьего сумматора, а второй .выход датчика дисбаланса связан со вторым входом первого сумматора другого измерктельного канала, каждый измерительный канал снабжен соединенными последовательно логически элементом ИЛИ, ..два входа которого соединены с выходами пороговых элементов, триггером, второй вход которого связан с выходом блока управления, элементом временной задержки и логическим элементом И, второй вход которого соединен с выходом логического элемента ИЛИ,, .а выход - со кспом блока управления, и аналоговым ключам, вход которого связан с выходом третьего сумматора, управляющий вход- .с выходом триггера а выход - со вто,рым входом ВТО1ЮГО сумматора.

На фиг. 1 пряведева структурная сх& ма нзмерительвого устройства; на фиг. 2векторная диаграмма баланснрога и.

Устройство содержит генератор 1 опорных сигналов, блок 2 управлешю и два измерительных канала 3 и 4, каждый 03 которых выполнен в виде послэдоватепьно соединенных датчика 5 (б) дисбаланса, первого, сумматора 7(8), . усшттедя 9(1О), второго сумматора 11(12) и блока 13(14) измерения, нылояненного в ввде подключенных первымй входами двух синхрокных детекторов 15 и 16 (17. и 18), вторые входы KOTopjjix соединены с соответствуй ншми Ш:1ходш4Н генератора 1 сшорных сигналов, двух юмерителей 19 и 2О (21 и 22) проекций и двух пороговь х элементов 23 и 24 (25 и 26), первые измеритель 19(21) проекций и пс юговый 23(25) связаны с выходом первого синхронного детектора 15 (17), а вторые 2О(22), 24(26) - с выходом второго синхронного детектора 16(18), последовательно соединенных логического элемента 27(28) ИЛИ, два вкояа которого связаны с выходами порогоных элементов 23 и 24 (25 и 2б), блока 13(14) измерения, триггера 29(ЗО), второй вход которого соединен с выходом блока 2 управления, эпемв га 31(32) временной задержки и логвг ческого элемента 33/34/ И, второй вход которого соединен с выходом логического элемента 27(28) ИЛИ, а выход - со входом блока 2 управления, двух фазоам- шштудных регуляторов 35 н 36 (37 и 38). входы которых подключены к выходам генератора 1 опорных сигналов, последовательно соеди1« нных третьего сумматора 39(4О), входы которого подключены к выходам фазоамплитудных регуляторов 35 и 36(37 и 38), и аналогового ключа 41 (42), управляющий вход которого подключен к триггера 29 (ЗО), а выход ко второму входу второго сумматора 11(12), а второй выход датчика 5(6) дисбаланса связан со вторым входом первого сумматора 8(7) другого измерительного канала.

в приведенной на фиг. 2 векторной диаграмме, нанесенной на противовес 43 коленчатого вала, указаны оси координат X н У, совпадающие с разрешенными на противовес направлениями сверления при коррекция дисбаланса. Вектор начального дисбаланса обозначен Wц, проекпия эгого на ось X обозвачёна YVu . п|Х)еэйцкя ва ось У - Wx(, . Максималь ная величина дисбаланса, устраняемая по OCSM крайних отверстий - X и У. ВвЕГГОр,

эквивалентный дисбалансу при Ш:1сверпяванш дополнитеяьного отвереп-ия, Сумма векторов W ц в Wn.o, обозначена i Wp. Проекции этого вектора на оси KOOJ динат обозначены Wpx aWpij.5

Измерительное устройство работает следующим образсал.

Коленчатый вал, подлежащий балансировке, устанавливается на опоры балйвсировочного станка (условно не показаны) и приводится во вращение. Колебания опор станка в каждой плоскости коррекции, пропо ШЕональные дисбалансу коленвала, воспринимаются и преобразукурся датчикс 5(6) дисбаланса соответствующего взмервтельиого кацапа 3(4). С помощью первого сумматора 7 (8) дио балансы приводятся к заданным плосхоо тям коррекции, которые совпадают с противовесами 43 коленчатого вала. Дальнейшая обработка сигналов происходит раздельно по левому 3 и 1фаш7му 4 измерительным каналам, которые полностью идентичны. С выхода сумматора 7(8) сигнал, пропорциошльный дисбалан- , су коленчатого вала в плоскости коррек пии, поступает на вх1Ж усилителя 9 (1О) {сигнала датчика, где усиливается до необходимой величины, а затем на вход вто-. рого сумматора 11(12) и далее в блок 30 13(14) и ерения. Синхронные детекторы 15 и 16 (17 и 18) блока 13(14) измерения предназначены для разложения сигнала, пропориионального дисбалансу, на проекции в прямоугольной системе J5 координат. Управлякпше напряжения для синхронных детекторов 15 и 16 (17 и 18), сдвинутые под углом 9О друг относительно друга, поступают от генератора 1 опорных сигналов. Выходные на- «о ;пряжения синхронных детекторов 15 и 116 (17 и 18), пропорциональные проек{UWSM дисбаланса на направления сверпе-ч Гния X и У, измеряются и запоминаются измерителями 19 и 20 (21 и 22). П1гед-45 положим, что начальный дисбаланс , чатого вала в плоскости противовеса равен вектору WH (сМ- 2). Проекции WM на оси X и У равны WHU яЧ/цу Как BBxtHO из векторной диаграммы, зна- у чение WHU превышает значение Wu диобалавса, который можно устранить сверлением отверстия максш-сальной глубины по осе У. В этом случае при применении известных измерительных устройств требовалось бы проводить два цикла балансировки или браковать коленчатый валпо начальному дисбалансу, если коррек- ,ция в соседних противовесах защ ешена.

Но так как технологи,ей балансировки этого коленчатого вала предусмотрено дополнительное свердение отверстия цо центру противовеса 43 (см. фиг. 2), то в предлагаемом измертггельном устройстве предусмотрен вариант измерения дисбаланса такого коленчатого вала. В блоке 13(14) измерения срабатывает, пороговый элемент 24(26), уровень срабатывания которого настраивается по значению W у, т.е. максимальной разрешенной глубине сверления по оси У. Выходное напряжение порогового элемента 24 ( 26) поступает на вход логичрокого элемента 27(28) ИЛИ, выходное напряжение которого поступает на вход i S-триггера 29(30) и на его выходе появляется сигнал (перед началом измерения триггер должен быть устано лен в О сигналом .на вторые входы от блока 2 управле5гая). Выходной сиг нал триггера 29 (ЗО) открывает анало|говый ключ 41(42), и на вход второго |сумматора 11(12) поступает выходной сигнал третьего сумматора 39 (4О), величина и фаза которого настраиваются при наладке с помощью фазоамплитудных регуляторов 35 и 36 (37 и 38) и равны сигналу Wg.o.i эквивалентному дисбала 1 су от высверливания дополнительного от- i верстия. Так как выход г 1е напряжения I генератора 1, поступакшше на гасоды фазо: амплитудных регуляторов 35 и 36 (37 ;и 38), синусоидальные и сдвинуты под углом 9О°, то подбором их параметров г несложно получить сигнал, равный Wn.Q. Таким образом, на выходе второго сумматора 11 (12) получаем сигнал, равный сумме векторов W ц .j, т.е. вектору Wp. Этот.сигнал поступает на входы синхронных детекторов 15и16(17и 18), на выходе которых получаемсигнеи|лы, пропорциональные W р и Wpu , которые измеряются и по значениям котс(рых определяются глубины сверления отверотий по осямХиУ.Звачвния проекпий,попу.ченные на гомервтелях19и2О(21 и22) проекций,а также состояние триггера 29 (ЗО) в конде измерения передаются ва KOfvректирующую позицию автомата (эти связи на чертеже условно не указаны), где и производится сверпевве дополнктельвого отверстия на полную глубину и крайних отверстий по результатам вэмерегия. Тактл образом, дисбаланс WH скоррев тирован за одвв овкл балансировки. Если значение начального дисбаланса меньою (W, указанного на 4иг. 2, и ни одна из ; проекций его на оси X и У не превышает значений W л , т.е. не сработают пороговые элементы 23 и 24 (25 и 26) то измерение работает по обычному циклу, Значещрэ проекювй измерено с помощью юмерителей 19 и 2О (21 и 22) проекций, команда на учет дополнительного отверстия не поступит и дисбаланс также скорректирован за один цикл балансировки. Если после вычитания Wg Q. проекции Wp liuraWpu будут больше значений W или W ( , то в этом случае после вычитания WQ.O на втором сумматоре 11 (12), на измерители 19 и 20 (21 и 22) проекций и на входы пороговых элементов 23 или 24 (25 или 26) поступает сигнал выше порога срабатывания, т.е. по)роговые элементы 23 или 24 (25 или 26) (или оба вместе) останутся вклк ченными. Сигнал с выхода логического алемента 27(28) ИЛИ поступает на вход логического элемента 33/34/ И, На вто.рой вход этого элемента приходит сигшл с выхода триггера 29 (ЗО) через элемент 31 (32) временной задержки. При наличии двух входных сигналов на выходе логического элемента 33(34) И появляется сигнал, который поступает на вход блока 2 управления и дает .команду на запрет обработки бракованного коленчатого вала, так как дисбаланс этого коленчатого вала не может быть уменьшен до заданного значения в автоматическом режиме. Предлагаемое измерительное устрой- ство к балансировочному станку позволяет повысить производительность балансировочного автомата за счет балансиРОБКИ за один цикл коленчатых валов, начальный дисбаланс которых превышает значеция, которые можно скорректировать сверлением двух отверстий в прямоугольной системе координат. Коррекция диобаланса таких коленчатых валов производится обычно на неавтоматизированных станках, требует значительного времени для балансировки. Автоматизация цикла балансировки таких коленвалов повышает производительность. ,Формула изобретения Измерительное устройство к балансировочному станку, содержащее генератор 98 48 оНорных сигналов, блок управления .и два измерительных канала, каждый из которых выполнен в виде последовательно соединенных датчика дисбаланса, первого сумматора, усилителя, второго сумматора и блока измерения, выполненного в виде подключенных первыми входами к выходу второго сумматора двух синхронных детекторов, вторые входы которя 1Х соед нень с соответствующими выходами генератора опорных сигналев, двух взмеритейей проекций и двух пороговых элементов, из которых первые измеритель проекций и пороговый элемент связаны с выходом первого синхронного детектора, а вторые измеритель проекций и пороговый элемент - с выходом второго синхронного детектора, третьего сумматора и двух фазоамплитудных регуляторов, входы которых подключены к выходам генератора опорных сигналов, выходы - ко входам третьего сумматора, а второй выход датчика дисбаланса связан со вторым входом первого сумматора другого кзм ительного канала, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности балансировки, каждый гомерительный канал снабжен соединеэными последовательно логическим эле.ментом ИЛИ, два входа которого соединены с выходами пороговых элементов, триггером, второй вход которого связан с выходом блока управления, элементом временной задержки и логическим элементом И, второй вход которого, соединен с выходом логического элемента ИЛИ, а выход - со входом блока управления, и аналоговым ключом, вход которого связан с выходом третьего сумматора, управляк)щий вход - с выходом триггера, а выход - со вторым входом второго суммаИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР Ме.761863, кл. Q 01 М 1/22, 1978. 2.Авторское свидетельство СССР № 658418, кл. Q 01 М 1/22, 1977 (прототип).