Устройство для измерения износа детали

(5)5 В 60 Т ТЕНИЯ ИДЕТЕЛ ЬСТВУ К АВТОРС 2олитехнический сти алмыковальство ССС17/22, 1987 Я ИЗМЕРЕН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ И(57) Использование; транспортное машиностроение, а именно в устройствах для испытания тормозных устройств, может быть использовано при измерении величины износа вращающихся деталей, Сущность изобретения: содержит датчик линейного износа 1, вращающуюся деталь 2 фрикционную накладку 3, световоды 4, источник света 5, экран 6 световоды 7, фотопреобразователь 8, усилитель 9, ЧВС-цепочки 10, индикаторы 11, 5 - 6 - 3 - 1 - 7 - 8-9 - 11. 1 ил,50 55 Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно, к устройствам для испытания тормозных устройств и может быть использовано при измерении величины износа вращающихся деталей,Известны бесконтактные устройства передачи и обработки информации с вращающихся деталей, основанные на радиотелеметрических методах измерения,Однако эти устройства обладают рядом недостатков: они требуют расположения на вращающихся деталях части измерительной аппаратуры, в том числе, активных элементов с первичными измерительными преобразователями, что приводит к усложнению аппаратуры, а следовательно, к снижению надежности, а также к ухудшению помехоустойчивости измерительных устройств.Наиболее широко применяются бесконтактные промежуточные преобразователи реактивного типа: емкостные и индуктивные, Преобразователи емкостного типа имеют ограниченный диапазон измерения, Кроме того, все способы передачи и обработки сигналов с вращающихся деталей с помощью реактивных бесконтактных промежуточных преобразователей имеют низкую точность измерения, так как передаваемый сигнал, кроме полей (информативной) составляющей содержит и неинформативную составляющую из-за изменения параметров первичных и промежуточных преобразователей.Известны устройства для считывания информации с перфокарт, устройство, содержащее направляющую, фотоэлектрический датчик, два световода, одни торцы которого соединены вместе, а другие разнесены на расстоянии друг относительно друга, линейный световод и источник .излучения и устройство, содержащее вращающийся диск с отверстиями, входные световоды с источниками излучения и выходные световоды. Торцы обоих световодов расположены в плоскости вращения диска, входные торцы первого световода соединены вместе и установлены напротив источника излучения, выходные торцы второго световода установлены напротив фотоприемников. Эти устройства не могут быть использованы для измерения величины износа вращающихся деталей по следующим причинам;носителем информации в этих устройствах является деталь с отверстиями (карта или диск) и использовать этот принцип при измерении износа деталей практически невозможно, так как при малом диапазоне величины износа размер отверстия будет соизмерим с шагом их расположения, т.е, всеотверстия будут представлять сплошнуюпрорезь и, следовательно, уже не будет реализован принцип дискретных измерений;при большой толщине измеряемой детали технологически сложно выполнить отверстия и осуществить их подсветку;при биении детали, превышающим поперечный размер световода, устройство будет неработоспособно, так как световодыдолжны быть расположены на близком расстоянии от соответствующих отверстий изза угла расходимости и при биениинарушается соответствие между отверстием и световодом.Наиболее близким к изобретению явля-.ется устройство для измерения износафрикционных накладок, содержащее датчиклинейного износа, выполненный в виде блока световодов, входные и выходные концыкоторого соединены вместе и установленыв плоскости, параллельной плоскости нормального сечения фрикционной накладки иприбор, измеряющий постоянную составляющую сигнала, пропорциональную величине износа.Однако это устройство не может бытьприменено для измерения и износа вращающихся деталей, так как его конструкциявыполнена на неподвижной детали, при выполнении такой конструкции на вращающейся детали, на результат измерениябудут оказывать влияние прозрачность среды и скорость вращения детали, так как фотопреобразователи регистрируютинтегральный поток от импульсов излучения источника света, зависящий в свою очередь от длительности регистрации, крометого, на точность измерения будут оказывать влияние смешение оптических осейсветоводов из-за технологии изготовлениядатчика,Цель изобретения - расширение области использования путем измерения износавращающейся детали.Поставленная цель достигается тем, чтов устройстве, содержащем датчик линейного износа, представляющий собой расположенные в плоскости нормального сечениядетали контрольные счетоводы, одни концыкоторых соединены и все концы выведенына поверхность детали, а в средней частиконтрольные световоды расположены подконтролируемой поверхностью один поддругим параллельно ей и друг другу, источник света, установленный напротив соединенных концов контрольных сватоводов, ифотоприемники, связанные оптически сдругими концами контрольных световодов,5 10 15 20 25 30 35 40 45между источником света, фотоприемниками и световодзми установлен экран с дополнительными световодами, через один из которых источник света связан оптически с соединенными концами световодов, а через другие фотоприемники связаны с другими концами контрольных световодов, между источником света, фотоприемниками и световодзми установлен экран с дополнительным световодами, через один иэ которых источник света связан оптически с соединенными концами световодов, а через другие фотоприемники связаны с другими концами контрольных световодов, которые расположены друг от друга на расстоянии. определенном из соотношенияп 28=2 Ет 9 Йгде В - радиус светового пятна;Е - расстояние между экраном и концами световодов;И - угол рэсходимости излучения,Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения износа вращающихся деталей, выполненное в виде набора световодов, установленных в плоскости износа вращающейся детали, не содержит фиктивных элементов измерительной цепи, пространственное расположение выходных торцов датчика позволяет преобразовать величину износа в логическую комбинацию бинарных сигналов, что исключает влияние неинформативной составляющей(помех) на результат измерения, а пик-детекторы на выходе блока усилителей позволяют исключить влияние на результат измерения длительности регистрации, а следовательно, и изменения скорости вращения и несоосности оптических осей соответствующих световодов. На чертеже изображено устройство для измерения и контроля износа вращающихся деталей,Датчик линейно о износа 1 выполнен в виде набора световодов, расположенных параллельно плоскости износа в канале вращающейся детали 2, напротив которой установлена подвижная фрикционнэя накладка 3. Входные торцы датчика 1 соединены вместе и установлены на уровне выходного торца световода 4 от источника света 5, которым может служить, например, лазер;Выходной торец световода 4 расположен на неподвижном экране б на одном расстоянии от оси вращения 00 с входными торцами световодов датчика линейного износа 1. Выходные торцы световодов датчика 1 разнесены вдоль радиальной линии5 10 по плоскости вращающейся детали 2 на расстоянии и друг относительно друга.Расстояние между световодами й определяется из условия исключения взаимной засветкиЬ 2 Р=21 щ О,где В - радиус светового пятна;- расстояние между торцами световодов;9 - угол расходимости излучения, определяемый по фо м леО = агсзп и - игде п 1 и п 2 - соответственно показатели преломления сердцевины и оболочки волокна.Входные торцы световодов 7 расположены на неподвижном экране 6 на соответствующем одинаковом расстоянии от оси вращения 00, что и выходные торцы свето водов датчика 1. Выходные торцы приемныхсветоводов 7 установленм напротив фото- преобразователей 8, которые преобразуют импульсы светового потока в импульсы электрического тока. Злектрический ток на 25 выходе фотопреобразователя усиливаетсяблоком усилителей 9, ЧБС-цепочки 10 на выходах усилителей служат для запоминания амплитуды выхЬдного импульса тока, Выходы блока пик-детекторов 10 соедине ны со входами логической схемы с индикатором 11, которая преобразует логическую комбинацию, соответствующую определенной величине износа, в цифровой код.Устройство работает следующим обра зом.При вращении детали 2 один раз за период вращения выходные торцы датчика линейного износа 1 совпадают с входными торцами приемных световодов 7 и световой 40 поток от источника 5 по световодам датчика1 поступает через приемные световоды 7 на преобразователи 8, где преобразуются в фототок, который поступает затем на блок усилителей 9 и преобразуется в постоянное напряжение в блоке пик-детекторов 10. В результате на выходах пик-детекторов 10 присутствует высокий уровень напряжения, соответствующий логической единице.В процессе работы тормозного устрой ства фрикционная накладка 3 зажимает вращающуюся деталь 2, в результате чего происходит износ поверхности деталей 2, 3, что ведет к перетиранию световодов датчика 1. при этом на соответствующий этому 55 световоду преобразователь 8 не поступаетсветовой поток, таким образом, на выходесоответствующего усилителя 9 и пик-детектора 10 выходной сигнал отсутствует. Таким образом при работе на выходах пик-детекЗаказ 40 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР ,113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул,Гагарина, 101 торов 10 образуется логическая комбинация единиц и нулей, которая поступает на вход логической схемы 11, где преобразуется в цифровой код, соответствующий величине износа детали 2.При внедрении устройства для измерения и контроля износа вращающихся деталей в составе автоматизированных систем для.научных исследований узлов и агрегатов транспортных машин сокращается время ресурсных испытаний за счет исключения разборки и сборки узлов и агрегатов, а следовательно, и сокращается время разработки новых конструкций транспортных машин.Ф о рмул а изобретения Устройство для измерения износа детали, содержащее датчик линейного износа, представляющий собой расположенные в детали в плоскости нормального ее сечения контрольные световоды; одни концы которых соединены и все концы выведены на поверхность детали, а в средней части контрольные световоды расположены под контролируемой поверхностью параллельно ей и параллельно друг другу один под другим, источник света, установленный напротив первых концов контрольных световодов, и 5. фотоприемники, связанные оптически сдругими концами контрольных световодов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью с целью расширения области использования путем измерения износа вращающейся детали, 10 между источником света и фотоприемниками и световодами установлен экран с дополнительными световодами, через один из которых источник света связан оптически с одними концами первых световодов, а через 15 другие - фотоприемники связаны с другимиконцами первых световодов, которые расположены друг от друга на расстоянии й, определяемом из соотношения12 Я=О 9 Йь20 где В - радиус светового пятна;1 - расстояние между экраном и концами световодов;Я - угол расходимости излучения.