Способ контроля усилия пружин в щеткодержателе

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик рп 964818(22) Заявлено 230980 (21) 2984098/24 "07с присоединением заявки Нов(23) ПриоритетОпубликовано 0 710 82. Бюллетень Ио 3 7Дата опубликования описания 0710,82 У 1 Мз Н 01 В 39/58 Государственный комитет СССР пе делам изобретений и открытий(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ УСИЛИЙ ПРУЖИН В ЩЕТКОДЕРЖАТЕЛЕ Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано как для контроля, так и длярегулировки усилия пружин в щеткодержателе.Наиболее близким к предлагаемомуявляется способ контроля усилий пружин в щеткодержателе, согласно которому к нажимному элементу подсоединяют датчик и снимают с него сигнал,пропорциональный усилию. При реализации этого способа датчик помещают между пружиной и щеткой и снимают сигнал,пропорциональный усилию 1,Однако этот способ не позволяетвыявить усилие в щеткодержателе в связи с наличием знакопеременной фрикционной составляющей на нажимном элементе (рычаге) щеткодержателя. С помощью этого способ можно замеритьлишь суммарное усилие на рычаге вмес-.те с фрикционной составляющей, направ"ленной в сторону уменьшения величинысуммарного усилия. Это вносит неопределенность при выявлении действительной величины усилия в щеткодержателе.Цель изобретения " повышение точности измерения и получение возможности регулировки усилия пружин в щеткодержателе.30 Поставленная цель достигается тем,что нажимной элемент последовательно отклоняют от номинального положения в противоположные стороны с усилием, изменяющимся на 20-50 от рас"четного значения упругой составляющей в номинальном положении механизма, измеряют усилия по возвращениинажимного элемента в это положениес замедлением 0,2-0,01 мм/с 1, сравнивают их действительные значенияс номинальными усилиями соответствующих ветвей гистерезисной петли упругой характеристики щеткодержателя,определяют полусумму этих значенийкак упругую составляющую, а их нолуразность - как фрикционную составляющуюуказанной упругой характеристики и принимают эти величины задействительные значения укаэанныхсоставляющих,На фиг. 1 изображен щеткодержатель, общий вид, на фиг. 2 - упругая характеристика механизма щеткодеражателя; т,е. зависимость усилия Р, воэдействующего на рычаг щеткодержателя, от перемещения В последнего; на фиг. 3 поясняется методика, положенная в основу способа контроля,Щеткодержатель (фиг. 1) состоит из корпуса 1, механизма,состоящего иэ пружины 2 и рычага 3, и направляющих 4, в которых располагается щетка 5. Под воздействием усилия пружины 2 рычаг 3 прижимает щетку 5, вы полняющую функцию нажимного элемента к поверхности коллектора , За номинальное напряжение рычага щеткодержателя принимается базорасстояние А. 10Усилие, воздействующее на рычаг, изменяется в виде характерной гистерезисной петли, ширина которой зависит от силы трения в механизме (фиг, 2) . В номинальном положении рычага (точка У) имеют место следующие компоненты номинального усилия: Г, - упругая составляющая номинального усилия; Т - фрикционная составляющая номинального усилия (сила трения в механизме); Р.В- значение номинального усилия, соответствующее верхней ветви гистерезисной петли; РМн - значение номинального усилия, соответствующее нижней ветви гистерезисной петли; Р,с - положение щеткодержателя, соответствующее увеличению усилия до Ри 1- положение щеткодержателя, соответствующеефувеличению усилия до Р,;, Величи- . ны Рпсх и Рщ; отличаются от Р,ВЗО и РН на 25-50.На фиг. 3 представлен в. увеличенном виде участок гистереэисной петли Р = Р (2), соответствующий перемещению нажимного элемента - имита тора щетки в пределах от 8, до 2,д.Под иэображением участка гистерезисной петли приведены совмещенные по перемещению к графики функции а(Р), Р(й) и ч(2), где а - уско рение, ч - скорость, В - перемещение рычага щеткодержателя, й - время.Экспериментальные исследования показали, что при последовательном отклонении рычага, от номинального положения в противоположные стороны и после его возвращения в номинальное положение наблюдается непрерывное увеличение фрикционной составляющей, которая достигает своего максимума при эначиниях усилий Рпсх и Р. , отличающихся на .20-50 от упругой составляющей Г, номинального; усилия в зависимости от конструктвного выполнения щеткодержателя.55Кроме того, установлено, что величина фрикционной составляющей +Т достигает своего наибольшего значения при подходе к номинальному положению с постоянным замедлением; 6 О находящимся в пределах 0,2-0,01 ммс;Подобные отрицательные ускорения можно реализовать в реальном устрой-стве беэ существенной потери производительности по сравнению с сущест вующими методами. Увеличение замедления (по сравнению с укаэанными) снижает производительность, а уменьшение его снижает точность измерения.На фиг. 3 стрелками показано направление перемещения механизма щеткодержателя в соответствии с предлагаемым способом, а также соответствующее этим перемещениям ускорение а и скорость Ч, Для уяснения существа процесса измерения представлена также зависимость перемещения Г от времениКак можно видеть иэ фиг. 3, отвод механизма от номинального положения осуществляется с постоянной скоростью, а его М)двод в номинальное положение - с уменьшающейся скоростью при постоянном замедлении.Предлагаемый способ контроля позволяет отрегулировать при сборке механизма,щеткодержателя, пользуясь в качестве предельных значений регу лировки Усилиями РВ и Рн . Кроме того, в области номинального положения рычага щеткодержателя фрикционная составляющая Т практически не зависит от направления перемещения ввиду известного постоянства факторов, влияющих на условия трения в механизме щеткодержателя в области малых его перемещений, исчисляемой несколькими миллиметраьпи. Поэтому можно приближенно определить упругую составляющую номинального усилия по формулеМ 8 МН а фрикционную составляющую по формуле(1)В качестве. примера использования предлагаемый способ был апробирован на щеткодержателе электромеханического преобразователя частоты, Номинальное усилие на рычаге щеткодержателя по чертежу равно 450 гс, при заданном базовом расстоянии А нажимной поверхности рычага от прижимной плоскости корпуса, равном 3,3 мм, были проверены ПЩ. Из тридцати щеткодержутелей, отрегулированных с использованием предложенного способа, ни одного не оказалось забракованным при последующей проверке на прибореПЩ. Те же щеткодержатели, разобранные и отрегулированные вновь на приборе ПЩпри последующей перепроверке.по предлагаемому способу содержали бракованные экземпляры по усилению в количестве 30.Для реализации способа .был использован механотронный динамометр с прогибом силоизмерительной системы равным 0,01 мм, при номинальном усилии 450 гс. Отклонение от номинального положения рычага щеткодеркателясоставило приблизительно Ф 2 мм, что увеличивало и уменьшало измеряемое усилие на 30-40 по сравнению с номинальным.Изменение величины отклонения от номинального положения рычага щетко держателя с усилиями, отличающимися от номинального свыше 40-50, нерационально, так как приэтом снижается производительность, а точность остается без изменения. Начальная 1 О скорость движения к номинальному положению в эксперименте составляла порядка 0,6 мм/с.В результате использования этого способа точность контроля, развиваемого пружиной щеткодержателя, повышается в 3 раза, причем на 30 снижается брак при регулировке щеткодержателейПредлагаемый способ может быть ис О пользован также для контроля широко-го класса упругих гистерезисных систем (йапример, устройств гидротопливной автоматики, различных амортизирующих устроиств и т.п,). 5формула изобретенияСпособ контроля усилий пружин в щеткодержателе, согласно которому к нажимному элементу подсоединяют дат-чик и снимают с него сигнал, пропорциональный усилию, о т л и ч а ющ и й с я тем, что,с целью повышения точности и получения возможностирегулировки усилия пружин в щеткодержателе, нажимной элемент последовательно отклоняют от номинальногоположения в противоположные стороныс усилием, изменяющимся на 20-50 .от расчетного значения упругой составляющей в номинальном полоЖениимеханизма, измеряют усилия по возвращении нажимного элемента в это положение с замедлением 0,2"0,01 мм/с,сравнивают их действительные значения с номинальными усилиями соответствующих ветвей гистереэисной петлиупругой характеристики щеткодержателя, определяют,полусумму этих значений как упругую составляющую, а ихполуразность - как фрикционную составляющую указанной упругой характеристики и принимают эти величиныза действительные значения указанныхсоставляющих.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 153752, кл, Н 02 К 15/00, 1962,964818 и, Ьь.г ВНИИПИ Заказ 7 б 77/3 Тираж 630. Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектн