Устройство для балансировки при нестабильной частоте вращения

(51) 5 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ юл. 1 У 10 аочвый политех И.З.Соколова с 1.382(088.8)истемы для измерениудара/Под ред,машиностроение, 19 с. 134, рис. 15 АЛАНСИРОВКИ ПРИАЦЕНИЛтся к балансиизобретения -(57) Изобретеровочной техн О ДЛЯ БЧАСТОТЕ ие отно ке. Цел л МЮМ Ъее еМ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Приборы и свибрации шума иВ.В.Клюева, И.:т. 2, с. 132.Там же, т. 2,повышение точности за счет исключениявлияния погрешностей изготовления посадочных поверхностей. Сигналы с преобразователя 1 и датчика 13 началаотсчета поступают на входы блока 14обработки, а оттуда в блок 17 индикации. Измерения проводятся в ручном иавтоматическом режимах в положениях"Тарировка" и "Измерение"., Переходы.режимов осуществляются с помощью переменных резисторов 11 и 12, переходыположений - с помощью коммутаторов 3,6 и 15, управляемых синхронизатором10. Информация пои переходе из положения Измерение в голожение "Тарировка" хранится н блоках 7 и 16 памяти1 ил.1550346 Изобретение относится к измерительной технике, предназначено дляизмерения величины неуравновешенностии ее углового положения и может ис 5пользоваться в различных отраслях народного хозяйства для балансировкимашин и узлов в сборе с собственнымприводом, например, поршневых двигателей или карданных валов непосредственно на автомобиле.Цель изобретения - повьппение точности за счет исключения влияния погрешностей изготовления посадочных поверхностей, приводящего к появлению 15дополнительных динамических погрешностей.На чертеже представлена блок-схемаустройств а.Устройство соцержит последовательно соединенные преобразователь 1,первый перестраиваемый фильтр 2, первый коммутатор 3, второй вход которого соединен с выходом преобразовате.ля 1, второй перестраиваемый Фильтр 4,25фазовый детектор 5, второй вход которого соединен с выходом первого коммутатора 3, второй коммутатор 6, первыйблок 7 памяти, регулируемый резистор8, переключатель 9 и синхронизатор 10,30первый и второй переменные резисторы11 и 12, связанные соответственно спервым перестраиваемым Фильтром 2 ипереключателем 9, выход которого соединен с управляющим входом второгоперестраиваемого Фильтра 4, и йоследовательно соединенные датчик 13 начала отсчета, блок 14 обработки, второй вход которого соединен с выходомвторого перестраиваемого фильтра 4,третий коммутатор 15, второй вход ко 40торого соединен с третьим входом первого коммутатора 3, вторым входомвторого коммутатора 6 и выходом синхронизатора 10, второй блок 16 памяти и блок 17 индикации,45Устройство работает следующим образом.Непостоянство частоты вращения нетолько в процессе измерения, но и отпуска к пуску для различных экземпляров балансируемых изделий не позволяет использовать Фильтры .с фиксированной частотой настройки для обработкисигнала преобразователя 1 из-за наличия Фазовых сдвигов, зависящих отчастоты сигнала. Дпя исключения этого явления в предлагаемом устройствепредусмотрено два рода работы - ручной и автоматический, Прн автоматической работе вначале осуществляется измерение и устранение фазовых сдви" гов (режим "Тарировка"), а затем определение величины неуравновешенности и ее углового положения (режим "Измерение"). Данные режима автоматически чередуются с частотой, задаваемой синхронизатором 10. Во избежание появления Фазовых сдвигов при переходе из режима "Тарировка" в режим "Изме 1рение частоты сигналов в этих режимах должны быть равными, Неравенство этих частот, даже небольшое, вызывает существенные ошибки в определении углового положения неуравновешенности, что обусловлено значительной крутизной фазочастотной характеристики перестраиваемого фильтра 4, Тарировочный сигнал должен быть синусоидальным, поскольку в этом случае можно точно измерить фазовый сдвиг. Требование точного равенства частоты тарировочного сигнала частоте вращения вала при балансировке говорит о том, что первый должен быть сформирован из полезного сигнала преобразователя 1, т.е. путем Фильтрации из него выделяется первая гармоническая составляющая и по ней производится настройка всего измерительного устройства. В процессе обработки первым перестраиваемым Фильтром 2 тарировочный сигнал получает Фазовый сдвиг по отношению к первой гармонической составляющей сигнала датчика 1, обусловленный Фазочастотной характеристикой этого фильтра. Однако это не имеет значения, поскольку полученный сигнал служит только для измерения и устранения Фазовых сдвигов в цепях измерительного устройства.После тарировки осуществляется из" мерение углового положения и определение величины неуравновешенности. Операции пТарировка" и Измерение" следуют одна за другой и занимают короткий промежуток времени, .в течение которого частота вращения остается неизменной, Последнее условие является решающим при выборе частоты сигнала синхронизатора 10, В разработанном устройстве при частотах вращения порядка 2000-4000 об/мин она равнялась 1 Гц.Таким образом, в режиме "Тарировика сигнал с выхода перестраиваемого фильтра 2 поступает через коммутаторности и ее угловом положении, полученной в процессе измерения в течение.последующего процесса тарировки. Вкачестве коммутаторов использовалисьотдельные группы контактов одного реле. Г-образные КС-Фильтры использовались как блоки 7 и 16 памяти, Этостало возможным благодаря отключениюих входов коммутаторами 6 и 2 и свя"зи выходов этих Фильтров с каскадамис большим входным сопротивлением,Синхронизатор 10 представляет собой,например, мультивибратор, генерирующий сигнал с частотой 1 Гц, и питающий обмотку реле, Последнее и обеспечивает смену режимов "Измерение 1 и"Тарировка. Чередование режимов работы измерительного устройства позволяет осуществить слежение за изменяющейся частотой вращения и произвестиизмерение углового положения неуравновешенности и ее величины. Для обеспечения работы устройства в автоматическом режиме необходимо обеспечитьпопадание сигнала преобразователя вполосу пропускания перестраиваемыхфильтров 2 и 4. Дпя этого и существует ручной режим работы, В этом случаес помощью переключателя 9 к входууправления перестраиваемого фильтра4 подключается второй переменный резистор 12, спаренный с первым переменным резистором 11, Этими резисторами осуществляется изменение резонансных частот парестраиваемых Фильтров 2 и 4, которые остаются приблизительно равными во всем диапазоне перестройки, и настройка на частотусигнала преобразователя 1, Этот момент контролируется по показаниямблока 17 индикации. В ручном режимекоммутаторы 6 и 15 включены и обеспечивают прохождение сигнала. Коммутатор 3 обеспечивает прохождение сигнала с выхода фильтра 2 на вход фильтра 4, Это обеспечивается за счет соединения второго выхода переключателя9 с входом синхронизатора 10,После настройки с помощью переключателя 9 происходит переход в автоматический режим работы, При этом вместо второго переменного резистора К 2к управляющему входу Фильтра 4 подключается регулируемый резистор 8 ицепь автоподстройки замыкается,.Синхронизатор 10 начинает. работать, и спомощью коммутаторов 3, 6, 15 производится чередование режимов "Тариров 15034 3 на вход второго перестраиваемого фильтра 4. Этот фильтр аналогичен первому, Входной и выходной сигналы фильтра 4 поступают на входы фазового детектора 5. Его выходное напряжение5 пропорционально фазовому сдвигу, вносимому фильтром 4. На резонансной час. тоте этот фазовый сдвиг равен 180Выходное напряжение фазового детектора через коммутатор 6 и блок 7 памяти воздействует на регулируемый резистор 8, в качестве которого может использоваться, например, полевой транзистор. Изменением напряжения на 15 затворе производятся изменение его сопротивления.и перестройка резонансной частоты перестраиваемого Фильтра 4. Параметры схемы фазового детектора 5 и блока 7 памяти выбраны таким 20 образом, что происходит подстройка резонансной частоты перестраиваемого . фильтра 4 до совпадения с частотой сигнапа тарировки, После этого происходит перекпючение в режим "Измере ние". Выходной сигнал преобразователяпоступает через коммутатор 3 непосредственно на.вход перестраиваемого фильтра 4, Теперь случайные сдвиги фазы первой гармбники сигнала этого 30 фильтра отсутствуют, и она проходит на,вход блока 14 обработки. Туда же поступает импульс начала отсчета угла поворота вала с выхода датчика 13 начала отсчета. После совместной обработки этих сигналов .по известным алгоритмам информация о величине неуравновешенности и ее угловом положении поступает через коммутатор 15 и блок 16 памяти в блок 17 индикации, 40 Коммутатор 3 обеспечивает поступление на вход перестраиваемого фильтра 4 по очередно сигнала тарировки с выхода перестраиваемого Фильтра -2 или информационного сигнала непосредственно с выхода преобразователя 1 в зависимости от режима работы устройства для балансировки. Коммутатор. 6 необходим для исключения регулировки фильтра 4 в режиме измерения. Блок 7 памяти служит для запоминания величины выходного напряжения Фазового детектора 5 и поддерживает его не" изменным в течение интервапа времени, соответствующего процессу измерения, Коммутатор 15 отключает выход блока 14 обработки от входа блока 16 памяти, который обеспечивает хранение информации о величине неуравновешенФормула изобретения Составитель 1 О. КругловРедактор М.Циткина Техред М.Дидык Корректор М,Максимиыинец. Заказ 265 Тираж 440 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж5, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101 155034 ка" и "Измерение", Это обеспечиваетотслеживание изменяющейся частоты вращения, чтоприводит к увеличению точности измерения углового положения и величины неуравновешенности.5По сравнению с прототипом, предлагаемое устройство позволчт осуществлять балансировкуузлов и изделий в сборе с собственным приводом, Это исключает влияние погрешностей изготовления посадочных поверхностей на состояние уравновешенности движущихся деталей, которое проявляется в. виде дополнительных динамических нагру 5 зок, пропорциональных квадрату скоростей вращения. Это особенно важно в связи с непрерывным ростом частот вращения, что является одной из особенностей технического прогресса. Устройство для бапансировки принестабильной частоте вращения, содержащее преобразователь, блок индикациии соединенные датчик начала отсчетаи блок обработки, о т л и ч а ю щ е" е с я тем, что, с целью повышенияточности, оно снабжено последовательно соединенными первым перестраиваемым фильтром с первым переменным резистором, первым коммутатором, второйвход которого еоединен с выходом преобразователя и входом первого пере"страиваемого фильтра, вторым пере",страиваемым фильтром, выход которогосоединен с вторым входом блока обработки, фазовым детектором, второйвход которого соединен с выходом первого коммутатора, вторым коммутатором,первым блоком памяти, регулируемымрезистором и переключателем с вторымпеременным резистором, выход переключателя соединен с управляющим входомвторого перестраиваемого фильтра,соединенным третьим коммутатором, входкоторого соединен блоком обработки,и вторым блоком памяти, выход которого соединен с блоком индикации, исинхронизатором, вход которого соединен с выходом переключателя, а выход - с третьим входом первого коммутатора н вторыми входами второго итретьего коммутаторов1