Измерительное устройство к балансировочному станку

(22) Заявлено 17,09, 79 (21) 2817463/25-28 (51)М Ю3 с присоединением заявки Мо(23) Приоритет С 01 М 1/22 Государстаенный комитет СССР но делам изобретений н открытий(53) УДК 620.1. 051531.24 (088.8) Дата опубликования описания 07, 11. 81 В.М. Иванов, В.И. Марков и Р.А. Макарова10 Изобретение относится к балансировочной технике и может быть использовано в высокоточных балансировочных станках для измерения дисбалансов роторов.Известно измерительное устройство к балансировочному станку, содержащее датчики дисбаланса, решающий блок, связанные с ним два измерительных канала,"выполненные каждый в виде последовательно соединенных блоков измерения величины и угла дисбаланса, последовательно соединенные датчик :опорного сигнала и формирователь, выходы которого связаны со вторыми 15 входами блоков измерения величины и угла дисбаланса 1.Величины дисбаланса в плоскостях коррекции фиксируются в блоках памяти, входы которых связаны с выхода.- 20 ми формирователя и соответствующего блока измерения величины дисбаланса.Недостатками известного устройст-. ва являются невысокая точность измерения, обусловленная схемными ре шениями и реальными характеристиками элементов блоков измерения величины дисбалансов, работа на Фиксированной частоте вращения ротора, что не позволяетпроизводить изме рения в широком диапазоне технологических скоростей, включая рабочую.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является измерительное устройство к балансировочному станку, содержащее последовательно соединенные датчик дисбаланса, решающий блок, усилитель- формирователь, измерительный канал, выполненный в виде блоков измерения величины и угла дисбаланса, блок управления и регистратор, последовательно соединенные датчик опорного сигнала и Формирователь, блок измерения угла дисбаланса выполнен в ви. де генератора прямоугольных импульсов, делителя на два, схемы задержки и сброса и перечетной схемы, входы которой связаны с выходами схемы задержки и сброса и делителя на два 21.Генератор импульсов связан с вхо. дами делителя на два и пересчетной схемой,а усилитель-Формирователь содержит фильтр. Недостатком данного устройства является малый диапазон частот сбалансировки, что объясняется применением Фильтров; а также пониженной т 4 ч 879342ностью формирования импульсов, характеризующих угол дисбаланса.Бель изобретения - повышение точности балансировки в широком диапазоне частот.Поставленная цель достигается тем, что блок измерения угла дисбаланса дополнительно снабжен соединенными входами двумя разнополярными детекторами, схемой совпадения и измерителем интервалов времени, пере- счетная схема выполнена в виде после- О довательно соединенных счетчика, блока памяти и схемы поразрядного сравнения и второго счетчика, вход которого связан с входом делителя на два,а выходы - с другими входами схемы по разрядного сравнения, выход первого детектора связан с первым входом схемы совпадения, второй вход которой соединен с выходом генератора прямоугольных импульсов, а выход с входом делителя на два, выход которого соединен с входом первого счетчика, выход второго детектора связан с входами схемы задержки и сброса и блока памяти, входы измерителя интервалов соединены с выходами схемы поразрядного сравнения и формирователя, а выход - с входом блока управления.Устройство снабжено также вторым датчиком дисбаланса и усилителем-ограничителем, связанными, соответственно, со вторыми входом и выходом решающего блока, и вторым измерительным каналом, выполненным идентично первому, входы которого связаны с выходами второго усилителя-формирователя и формирователя, а выходы - с входами блока управления.На чертеже представлена блок-схема измерительного устройства. 40Устройство содержит датчики 1 и 2 дисбаланса, связанный с ними решающий блок 3, подключенные к его выходам усилители-формирователи 4 и 5, два измерительных канала б и 7,выполнен ные каждый, соответственно, в виде блоков 8,9 измерения величины дисбаланса и блоков 10 и 11 угла дисбаланса, блок 12 управления, связанный с ним регистратор 13, последовательно 50 соединенные датчик 14 опорного сигнала, формирователь 15 и блок 16 измерения периода вращения, выход которого соединен с первым входом блока 12 управления.Каждый блок 10 и 11 измерения угла дисбаланса выполнен, соответственно, в виде генераторов 17 и 18 прямоугольных импульсов,.делителей 19 и 20 на два, схем 21 и 22 задержки и сброса, пересчетной схемы, 60 выполненной в виде последовательно соединенных счетчиков 23, 24, блоков 25, 26 памяти и схем 27, 28 . поразрядного сравнения и вторых счетчиков 29, 30, выходы которых б 5 связаны с входами делителей 19 и 20на два, а выходы - с другими входамисхем 27 к 28 поразрядного сравнения,двух разнополярных детекторов 31 и32, 33 и 34, объединенных входамис выходами усилителей-формирователей 4 и 5, схем 35 и 36 совпадения и измерителей 37 и 38 интерваловвремени. Выходы первых детекторов31 и 32 связаны с первыми входамисхем 35 и 36 совпадения, вторые входыкоторых соединены с выходами генераторов 17 и 18 прямоугольных импульсов, а выходы - с входами делителей 19 и 20 на два, выходы которых связаны с входами первых счетчиков 23 и 24. Выходы вторых детекторов 33 и 34 соединены с входамиблоков 25 и 26 памяти и схем 21 и 22задержки и сброса, первые выходыкоторых связаны со вторыми входамиделителей 19 и 20 на два, а вторыевыходы - со вторыми входами счетчиков 23 и 24, 29 и 30, входы измерителей 37 и 38 интервалов временисоединены с выходами схем 27 и 28поразрядного сравнения и формирователя 15., а выходы - со входом блока 12 управления.Каждый блок 8 и 9 измерения величины дисбаланса выполнен, соответственно, в виде последовательносоединенных двухполупериодных выпрямителей 39, 40, фильтров 41, 42и вольтметров 43, 44 выходы которыхсвязаны с входом блока 12 управления, а входы двухполупериодных выпрямителей 39 и 40 - со вторыми выходами соответствующих усилителейформирователей 4 и 5,Измерительное устройство работает следующим образом.При вращении ротора 45 перемещения его опор под действием дисбаланса преобразуются в электрическиесигналы датчиками 1 и 2 дисбаланса.Эти сигналы через решающий блок 3и усилители-формирователя 4 и 5, гдеони усиливаются по амплитуде, поступают в блоки 8 и 9, 10 и 11 измерения величины и угла дисбаланса измерительных каналов б и 7.Так как принцип работы блоковобоих измерительных каналов б и 7одинаков, рассмотрим работу одного иэних, а именно измерительного канала б.Сигнал дисбаланса, подаваемый вблок 8 измерения величины дисбаланса, поступает без искажения формы,ав блоке 10 измерения угла дисбаланса имеет форму меандра постояннойамплитуды с фазой, равной углу дисба-.ланса. Этот сигнал преобразуетсяразнополярными детекторами 31, 33,в которых происходит выделение,соответственно, положительного илн отрицательного полупериода сигналадисбаланса.Положительный полупериод с детектора 31, поступающий на один вход схемы 35 совпадения, разрешает прохождение импульсов с генератора 17 прямоугольных импульсов, подаваемых на другой ее вход. 5С выхода схемы 35 совпадения прямоугольные импульсы подаются на входы счетчика 29, который производит счет всех импульсов с генератора 17 прямоугольных импульсов, и на входы делителя на два. С выхода делителя 19 на два импульсы подаются на счетчик 23, производящий счет половинного числа импульсов, и через блок 25 памяти, в котором запоминается результат счетчика 23, поступают на один иэ входов схемы 27 сравнения,По окончании положительного полупериода сформированного сигнала дисбаланса счет импульсов счетчиком 20 23 прекращается, а отрицательным полупериодом этого сигнала с детектора 33 производится разрешение ввода в блок 25 памяти информации со счетчика 29,а через схему 21 эадерж ки и сброса - приведение в исходное состояние делителя 19 на два и счетчиков 23 и 29.При поступлении следующего сигнала дисбаланса с детектора 31 операции автоматически повторяются.Схемой 27 сравнения производится сравнение количества импульсов, поступающих со счетчика 29, с количеством импульсов, зафиксированных в З блоке 25 памяти. В момент их равен- . ства схемой 27 сравнения выдается сигнал на окончание работы измерителя 37 интервалов времени.Запуск измерителя 37 интервалов времени осуществляется формирователем 15 при прохождении метки на поверхности ротора через чувствительную зону датчика 14 опорного сигнала.Следовательно, измеритель 37 интервалов времени зафиксирует отре зок времени с момента прохождения метки на роторе через положение,фиксируемое датчиком 14 опорного сигнала, до момента прохождения середины положительного полупериода меандра 50 сигнала дисбаланса.Результат измерения измерителя 37 интервалов времени поступает в блок 12 управления, который осуществляет автоматическое управление режимом фиксирования результатов регистратором 13.Одновременно посредством блока 16 производится измерение периода вращения балансируемого ротора 45 по 60 сигналам датчика 14 опорного сигналаТаким образом, определение угла с 6 дисбаланса осуществляется по показаниям измерителя 37 интервалов времени 65 и блока 16 измерения периода вращения ротора 45 по формулео= - 36 О о где о - угол дисбаланса в градусах,отсчитываемый по направлению вращения ротора 45 от метки на его поверхностис - интервал времени:Т - период вращения ротора.Измерение величины дисбаланса осуществляется по сигналам датчиков 1 и 2 после разделения плоскостей коррекции решающим блоком 3 и усиления в усилителе-формирователе 4 путем выпрямления сигнала двухполупериод" ным выпрямителем 39, величина на пряжения на выходе которого после сглаживания фильтром 41 измеряется вольтметром 43. Измеренная величина через блок 12 управления фиксируется регистратором 13.Предложенное измерительное устройство позволяет повысить точностьбалансировки высокоскоростных роторов. в широком диапазоне частот за счет новой схемы построения блоков изме- рения угла дисбаланса.Формула изобретения1. Измерительное устройство к балансировочному станку, содержащее последовательно соединенные датчик дисбаланса, решающий блок, усилитель- формирователь, измерительный канал, выполненный в виде блоков измерения величины и угла дисбаланса, блок управления и регистратор, последовательно соединенные датчик опорного сигнала и формирователь, блок измерения угла дисбаланса выполнен в виде генератора прямоугольных импульсов, делителя на.два, схемы задержки и сброса и пересчетной схемы, входы которой связаны с выходами схемы за-. держки и сброса и делителя на два, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности балансировки в широком диапазоне частот, блок измерения угла дисбаланса дополнительно снабжен соединенными входами двумя разнополярными детекторами, схемой совпадения и измерителем интервалов времени, пересчетная схема выполнена в виде последовательно соединенных счетчика, блока памяти и схемы поразрядного сравнения и второго счетчика, вход которого связан с входом делителя на два, а выходЫ - с другими входами схемы поразрядного сравнения, выход первого детектора связан с первым входом схемы совпадения, второй вход которой соединен с выходом генератора прямоугольных импульсов, а выход - с входом дели-.879342 оставитель П. Барановехред А,Ач, Корректор А. 4 еРенц ак Гохфельд Тираж 910Государственноглам изобретенийсква, Ж 35, Рау акаэ 9703 Подписное комитета СССР открытий кая наб., д. 4/ВНИИП по 3035, Патент" нлиал жгород, ул. Проектна теля на два, выход которого соединен с входбм первого счетчика, выход второго детектора связан с входами схемы задержки и сброса и блока памяти,входы измерителя интервалов соединены с выходами схемы поразрядного сравнения и формирователя, а выход - с входом блока управления.2. Устройство по п.1,о т л ич а ю щ е е с я тем, что,оно снабжено вторым датчиком дисбаланса и усили-о телем-ограничителем, свяэанньм,соот- ветственно, со вторыми входом и выходом решающего блока, и вторым измерительным каналом, выполненным идентичнопервому, входы йоторого связаны свыходами второго усилителя формирователя и формирователя, а выходы - с входами блока управления. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 9 310150, кл. 6 01 М 1/22, 1969. 2, Заявка 9 2746029/25-28,кл. С 01 М 1/22, 1969 (прототип).