Автоматический стенд для испытания передач

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 260 1)4 С 01 М 13/02 РЕТЕНИ СВИ ЕЛЬСТ К АВТОРС У 9 произвторемон твенно о СССР 1964.СССР 1974,СССР 1973. етельствМ 13/02,ельствоМ 13/02,ельствоМ 13/02,ПЫТ ЕНД ДЛЯ к машиноательной ользовано испытаниях ится спыт ноя раз- омобильс реку агружер ав ред эне Ю ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ПИСАНИЕ И(54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ СНИЯ ПЕРЕДАЧ(57) Изобретение отностроению, а именно ктехнике, и может бытьлри обкатке и динамичпо разомкнутой схемеличных, передач, наприных коробок переменыперацией электрическо изобретения является повышение точности задания нагрузки путем автоматического регулирования и стабилизации установленного значения циклической знакопеременной нагрузки. При включении стенда питание от источников 6 и 7 постоянного тока поступает соответственно на обмотку 1 возбуждения и якорную обмотку 2, тем самым обеспечивается вращениемашины постоянного тока, испытуемой передачи 3, маховика 4 и датчика 5 частоты вращения ведомого вала испытуемой передачи 3. При достижении последней установившегося режима блок управления обеспечивает изменение знака динамие ческого нагрузочного момента, регулировка величины которого осуществляется изменением величины шунтируемой части переменного резистора 12. Регу- ф лировка угловой скорости обеспечивается изменением напряжения на выходе источника 7 постоянного тока. 1 з.п.фф ф-лы, 3 ил. ЬРИзобретение относится к машино- строению, а именно к испытательной технике, и может быть использовано при обкатке и динамических испытаниях на разомкнутой схеме нагружения 5 различных передач, например автомобильных коробок перемены передач с рекуперацией электрической энергии,Целью изобретения является повышение точности задания нагрузки путем автоматического регулирования и стабилизации установленного значения циклической знакопеременной нагруз 15На фиг. 1 изображена схема автоматического стенда для испытания передач; на фиг. 2 - график зависимости движущего момента Мд приводного двигателя от угловой скорости д при 20 различных напряжениях возбуждения и график зависимости момента М сопрос тивления на валу двигателя от угловой скорости; на фиг. 3 - график временной зависимости нагрузочного момента 25 на выходном валу испытуемой передачи.Автоматический стенд для испытаний передач содержит приводной двигатель в виде машины постоянного тока, имеющей обмотку 1 возбуждения и якор ную обмотку 2, соединяемую ведущим валом испытуемой передачи 3, на ведомом валу которой устанавливаются маховик 4 и датчик 5 частоты вращения ведомого вала, Первый источник 6 постоянного тока соединен с обмоткой 1 возбуждения, второй источник 7 - с якорной обмоткой 2 машины постоянного тока.Блок управления состоит из после довательно соединенных дифференцирующего звена 8, подключенного к датчику 5 частоты вращения ведомого вала испытуемой передачи 3, мостового выпрямителя 9, счетного триггера 45 10, ключевого элемента 11 и соединенного с последним движком переменного резистора 12, последовательно подключенного к обмотке 1 возбуждения.С входом установки единицы счет ного триггера 11 связана установочная емкость 13.Автоматический стенд для испытания передач работает следующим образом. с 5Для пояснения сущности изобретения рассмотрим динамику машины постоянного тока, скоростные характеристики которой приведены на фиг.2. Предположим, что при некотором фиксированном напряжении на обмотке 2 машины и напряжении обмотки 1 возбуждения Пь режиму работы машины соответствует скоростная характеристика М(ц)На валу машины постоянного тока за счет сил трения испытуемой передачи 3, кинематически связанной с ним, создается некоторый момент сопротивления, скоростная характеристика которого М (ц)Установившемуся режиму в этом случае соответствует точка пересечения характеристик М (о) и М(ц), т.е.М,(ы )=М( ,).После входа машины в установившийся режим изменим резко величинунапряженияв обмотке 1 возбуждения,Новой величине напряжения Пь возбуждения соответствует скоростная характеристика машины постоянного тока .М д (и 3). Поскольку в момент переключения частота вращения машины скачкообразно измениться не может из-за механической инерционности машины, то момент сопротивленя определится похарактеристике М,(о 4 при)= 1 а движущий момент - по характеристикеМд(о 3) при и 3 = о,Так как М(сд,) меньше, чемМдя, то согласно уравнению вращаю.щихся масс разница движущего моментаи момента сопротивления используетсяна ускорение вала машины по закону16 МдМ(1)где 1 - приведенный к валу машины постоянного тока суммарный момент инерции всех вращающихся масс.При ускорении вала машины постоянного тока его угловая скорость возрастает до некоторой величины сд,при которой Мд(о 3 )=М,(.д,), и машинаприходит в новый установившийся режим. При переключении в первый моментвремени разница движущего момента имомента сопротивления, т,е. динамическая нагрузка, максимальна и с течением времени спацает до нуля. Приобратном переключении напряжения возбуждения момент сопротивления становится больше движущего момента ипроисходит замедление машины постоянного тока, что вызывает отрицательныйдинамический момент на валу машины,3 1295260 который также спадает до нуля при входе машины в установившийся режим.При этом график динамического нагрузочного момента на валу машины аналогичен графику, приведенному на фиг, 3, Если вал машины соединен с ведущим валом испытуемой передачи 3, на ведомом валу которой установлен маховик 4 с моментом инерции много большим, чем суммарный приведенный 1 О момент инерции вращающихся масс машины постоянного тока и испытуемой передачи 3, график изменения динамического нагрузочного момента на ведомом валу испытуемой передачи 3 будет аналогичен графику, приведенному на фиг. 3. Если отношение угловых скоростей ведомого и ведущего валов испытуемой 20 передачи 3 равно некоторому числуа КПД передачи 3 равен, то нагрузочный момент на ведомом валу передачи 3 отличается от момента на ее1 25 ведущем валу в в .- раз, т.е. нао "1постоянный множитель.При включении стенда напряжение питания от источника 7 постоянного тока поступает на якорную обмотку 2 30 машины постоянного тока, а на обмотку 1 возбуждения напряжение поступает от источника 6 постоянного тока через переменный резистор 12, За счет установочной емкости 13 на вход установки 35 единицы счетного триггера 1 О подается установочный сигнал и на выходе триггера 10 образуется напряжение логической единицы, включающее ключевой элемент 11. Последний закорачивает щ своим выходом нижнюю от движка часть переменного резистора 12, Таким образом машина постоянного тока оказывается под напряжением и начинает вращаться, приводя во вращение ведомыйвал испытуемой передачи 3 и черезнее маховик 4 и датчик 5 частоты вращения. На выходе датчика 5 образуетсяЙапряжение, пропорциональное величине угловой скорости , которое, 50пройдя через дифференцирующее звено8, становится пропорциональным производной от угловой скорости и) и согласно формуле(1)пропорциональным динамической нагрузке. Полученный сигнал приходит на вход мостового выпрямителя 9, который пропускает безизменений положительные участки сигнала и меняет знак у отрицательных участков сигнала, В некоторый моментТ, времени машина постоянного токавходит в установившийся режим. Приэтом на выходе дифференцирующего звена 8 и мостового выпрямителя 9 напряжение становится равным нулю. Далеесигнал поступает на счетный входтриггера 10 и вызывает его переключение. На выходе триггера 10 образуется напряжение, соответствующее логическому нулю, отключающее ключевойэлемент 11.1 В результате вся обмотка переменного резистора 12 включается в цепь питания обмотки 1 возбуждения. Это вызывает снижение напряжения возбуждения и угловой скорости машины постоянного тока. Создается отрицательный динамический нагрузочный момент. Машина входит в новый установившийся режим, что сопровождается также снижением напряжения на выходемостового выпрямителя 9 до напряжения логического нуля, переключениемсчетного триггера 10 в новое состояние ,в единичное включением ключевого элемента 11 и новым увеличениемнапряжения на обмотке 1 возбуждения,Далее весь процесс периодически повторяется.Регулировка величины М (фиг. 3)осуществляется за счет регулировкивеличины шунтируемой части резистора 12, т.е. путем перемещения движка переменного резистора 12,Для регулировки угловой скоростимашины постоянного тока изменяютнапряжение на выходе источника 7. Вслучае, когда нет необходимости регулировать величину 3, можно совместить источники 6 и 7.Стенд позволяет создавать циклические знакопеременные нагрузки с ши-.роким диапазоном регулирования и сточно задаваемым за счет обратнойсвязи по угловой скорости моментомпереключения, что повьппает эффективность испытания передач. Практическився электроэнергия, потребляемаястендом, расходуется только на компенсацию потерь трения в испытуемойпередаче 3, так как энергия, затрачиваемая на ускорение маховика 4,возвращается в питающую сеть во времяфазы замедления маховика 4, когда машина постоянного тока работает в генерационном режиме.1295260 кой возбуждения машины постоянноготока, второй - с ее якорной обмоткой,а блок управления;связан с датчикомчастоты вращения и обмоткой возбуждения машины постоянного тока. 2. Стенд по п. 1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что блок управления представляет собой последовательно соединенные дифференцирующее звено, подключенное к датчику частоты вращения, мостовой выпрямитель, счетный триггер, ключевой элемент и переменный резистор, последовательно подключенный к обмотке возбуждения машины постоянного тока. ийКорректо Составитель М. Левин Техред М.ХоданичПата атилло едакт аж 777твенного кбретений иЖ-:35, Рауш Подписноетета СССР Заказ 610 8 Тир ВНИИПИ Государспо делам изо 113035, Москва открытииская наб., д. зводственно-полиграфическое предприятие Формула изобретения 1.Автоматический стенд для испытания передач, содержащий кинематически связываемый с ведующим валом испы туемой передачи приводной двигатель, устанавливаемый на ее ведомом валу маховик и блок управления, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности задания нагрузки, приводной двигатель представляет собой машину постоянного тока, стенд снабжен датчиком частоты вращения ведомого вала испытуемой передачи и двумя источниками постоянного тока, первый из которых соединен с обмотжгород, ул, Проектная