Устройство для определения динамических характеристик абразивного круга

(21) 3697794/ (22) 06.02.84 (46) 07.0585 (72) Б.А. Гла г и В.М.Рогачев (71) Всесоюзн тельский инст вания-08 Бюл.вский К.Ли но-ис разин едов и шли ту когоую ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ 088. 8)т США )(ф 3540269, ублик. 1973.(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК АБРАЗИВНОГО КРУГА, содержащее корпус с оправкой для абразивного круга, элементы создания нагрузки на круг и блок управления и измерения колебаний с блоком регистрации, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности, элементы создания нагрузки на круг выполнены в ниде стола и основания, соединен с корпусом через виброизоляционн прокладку, взаимодействующих между собой при помощи упругой и электро- динамической связей, при этом в опор оправки встроены датчики силы, а между столом и оправкой установлены датчики относительных смещений, выходы которых связаны с входом регистрирующего блока, выполненного в виде двух разделительных и одного дифЬеренцирующего элементов, двух умножителей, двух квадраторов, четырех элементов усреднения но времени, двух делителей и табло, причем входы первого н второго разделительных элементов подключены к выходам соответственно датчиков силы и датчиков относительных смещений, выходы постоянных составляющих разделительных элементов - к входам табло, а выход переменной составляющей первого разделительного элемента подключен к вхо дам двух умножителей,а выход переменной составляющей второго разделительного элемента - к входам первого умножителя, первого квадратора и дифференцирующего элемента, выход которого подключен к входам второго квадратора и второго умножителя, при этом выходы двух умножителей и двух квад" заторов подключены к входам элементов усреднения во времени, а выходы элементов усреднения во времени подклю 1 чены попарно к входам делителей, выходами соединенных с входами табло.22второго разделительных элементов подключены к выходам соответственнодатчиков силы и датчиков относительных перемещений, выходы постоянныхсоставляющих разделительньж элементов -к входам табло, а выход переменнойсоставляющей первого разделительногоэлемента поДключен к входам двухумножителей, а выход переменной составляющей второго разделительногоэлемента - к входам первого умножителя, первого квадратора и дифференцирующего элемента, выход которогоподключен к входам второго квадратора и второго умножителя, при этомвыходы двух умножителей и двух квадраторов подключены к входам элементов усреднения во времени, а выходыэлементов усреднения во времениподключены попарно к входам делителей, выходами соединенных с входамитабло.На фиг. 1 показано схематичнопредлагаемое устройство; на фиг. 2вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - функциональная структурная схема регистрирующего блока,Устройство содержит корпус 1 коробчатой формы, внутри которого располагается оправка 2 с абразивнымкругом 3. Оправка 2 помещается вопоры 4, в которые встроены датчики5 силы, например пьезодинамические.Абразивный круг контактирует с деталью б, расположенной на столе 7.Между столом и корпусом располагается основание 8, закрепленное накорпусе через виброизоляционнуюпрокладку 9 и связанную со столомупругими элементами 10. Кроме того,стол и основание связаны электродинамической связью, состоящей изкатушки 11 и сердечника 12. Иеждустолом и оправкой установлены датчики 13 относительных смещений, Впрорезях боковой стенки размещенысменные размерные плиты 14. Фиксацияопоры осуществляется прижимным болтом 15 с накладкой 1 б.Устройство содержит также привод 17 вращения, блок 18 управлениятоком в катушке, элементы 19 среднихзначений и регистрирующий блок 20.Регистрирующий блок состоит из разделительных устройств 21 и 22, дифференцирующего устройства 23, входкоторого подсоединен с выходуустройства 22, умножительных устройств 24 и 25, входы которых соответственно связаны с выходами устройств 21, 23 и 21, 22, квадраторов 26 и 27, входы которых подсоединены соответственно к выходам устройств 22 и 23, элементов 28-31 усреднения во времени, входы которых подсоединены соответственно к выходам устройств 24-27, делительных устройств 32 и 33, входы которых подсоединены соответственно к выходам устройств 30, 31 и 28, 29, и табло 34, входы которого подсоединены к выходам 21, 22, 32 и 33.Устройство работает следующим образом. Абразивный круг 3 с оправкой 2устанавливается в опоры 4, при этомсменные размерные плиты 14 подбираются в зависимости от размера абразивного круга. Фиксация опор осуществляется болтами 15, образующими винтовую пару с накладкой 16, жестко закрепленной на каркасе. Круг вводится,в контакт с деталью 6, установленнойна столе 7, С помощью привода 17обеспечивается либо заданный уголповорота абразивного круга, либоего непрерывное вращение, С помощьюблока 18 управления на катушку 11 30подается определенная величина постоянного напряжения, которое с помощьюсердечника 12 обеспечивает статическоеподжатие детали к кругу. Значения силыподжатия, деформация контакта кРуга 35и детали фиксируются датчиками 5 силыи датчиками 13 относительных перемещений, Сигналы с правого и левогодатчиков усредняются в элементах 19и подаются в регистрирующий блок 20, 40В динамическом режиме работу наряду с постоянной составляющей напряжения на обмотку катушки подается переменная составляющая напряжения, которая приводит к возбуждению колебанийстола 7 и переменному нагружению контакта круга и детали, Сигналы с датчиков силы 5 и перемещений 13 послеусреднения поступают в разделительныеэлементы 21 и 22 регистрирующегоблока 20, где происходит отделениепостоянных составляющих от переменных,Постоянные составляющие поступают на вход табло 34. Переменная составляющая сигнала перемещений поступает на входы умножительного устройства 25, квадратора 26 и дифференцирующего элемента 23. Сигнал с выхода дифференцирующего элемента поступает навход квадратора 27 и вход умножительного устройства 24, Переменная составляющая сигнала силы с выхода разделительного элемента 21 поступает насвободные входы умножительных устройств 24 и 25. Сигналы с выходовумножительных устройств 24 и 25 иквадраторов 26 и 27 поступают соответственно на входы элементов 31,28и 29,30 усреднения во времени.Сигналы с выходов элементов 28 и 29 поступают на входы делительного устройства 33, а сигналы с выходов элементов 30 и 31 - на входы делитель- ного устройства 32. Сигналы с выхода делительных устройств поступают на табло 34.Таким образом, устройство обеспечивает возможность статических и динамических испытаний контакта .круга и детали нри различных сочетаниях формы и величин статического и динамического внешних воздействий с мгновенным получением информации о статической и динамической жесткости койтакта и демпфирующих свойствах, характеризуемых коэффициентом статиЧческой жесткости С = - эквиваоф лентным коэффициентом динамической жесткости Ы и эквивалентным коэффициентом демпфирования /3.Динамические свойства контакта круга и изделия при данной статической нагрузке инекотором виде динамической нагрузки Могут быть представлены выражением И,Ю)=1 Й ( мгде- переменное относительноесмещение, а- производная вовремени.Если обе части равенства (1)умножить на , проинтегрировать повремениза промежуток времени от 0до некоторого момента Т, получимТ т т- Ч дИ-ИР-И, Е)о о огде величины представляют собой средние величиныподынтегральных выражений, получаемых1154082 Однако величинаТ ов случае равен 7 в элементах усреднения по времени,т,е. ства или кратности промежутка интегрирования периоду возбуждаемых колебаний равна нулю, а в случае негармонических колебаний при достаточно большом Т становится пре- небрежимо малой. Вследствие этого эквивалентный коэффициент жесткости равен Реализация этого процесса получения Ы осуществляется элементами блока 25, 26, 28, 29 и 33, а на выходе элемента 33 получают сигнал, пропорциональный эквивалентному коэффициенту жесткости о(. Аналогичным образом, умножая (1) наи применив те же соображения, получим эквивалентный коэффициент демпфирования Реализация процесса полученияосуществляется цепочкой элементов23, 24, 27, 30, 31 и 32, а на выходепоследнего получают сигнал, пропорциональный эквивалентному коэффициенту демпфирования р,Предлагаемое устройство расширяетфункциональные воэможности, так какпозволяет определять как статическую,10 так и динамическую жесткость контактадетали и круга, демпфирующие свойстваэтого контакта и расширяет областьприменения вследствие возможностииспользования различных режимов воз 15 буждения (гармонических, негармонических, случайных). Кроме того, устройство повышает точность определенияхарактеристик контакта, так как резонансный режим определения динамической20 жесткости вследствие низкой добротности круга и нелинейности его свойствоказывается весьма нестабильным, аконтакт ролика и круга в известномустройстве сам по себе обладает свой 25 ствами, отличными от контакта деталии круга, повышает оперативность получения информации за счет применениясхемы регистрирующего блока.Изобретение позволяет ускорить30 прогесс испытаний при определенииэксплуатационных характеристик абразивного круга,Составитель В. ЖиганРедактор И. Лербак Техред Т.Дубинчак ктор О, Билак ираж 76 исно 4 Пате илиал акач 2587/12 ВНИИПИ по 113035, М1154082 дида Государственного комитеталам изобретений и открытийсква, Ж, Расшская наб.,1 г. Ужгород, ул, Проектная,