Измерительное устройство к балансировочному станку

,а 01 М 1/2 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Минское станкостроительное производственное объединение им. Октябрьской революции(54) ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО КБАЛАНСИРОВОЧНОМУ СТАНКУ(57) Изобретение относится к балансировочной технике, может быть использовано в автоматических станках для балансировки коленчатых валов с тремя плоскостями коррекции и является усовершенствованием уст 801229620 ройства, по авт. св.096510. Цельк изобретения является повышение точности определения параметров дисбаланса, путем исключения погрешности при разложении дисбаланса на проекции, возникающей при колебаниях частоты вращения. При этом генератор опорных сигналов выполнен в виде четырех датчиков импульсов, четырех формирователей, входы которых соединены соответственно с выходами датчиков импульсов, установленных в плоскости вращения первой и второй шатунных шеек коленчатого вала, и двух триггеров, выходы которых являются выходами генератора опорных сигналов, К-вход первого триггера соединен с первым формирователем, а 8-входс третьим формирователем, К-вход второго триггера . с д вторым формирователем, а Я вход - с четвер.Ф тым формирователем. 2 ил.Изобретение относится к балансировочной технике, может быть использовано в автоматических станках для балансировки коленчатых валов с тремя плоскостями коррекции, к числу которых относятся и ко. ленчатые валы с четырьмя противовесами и средними противовесами, расположенными близко один от другого, т,е. большинство коленчатых валов четырехцилиндровых рядных двигателей внутреннего сгорания, и является усовершенствованием устройства по авт, св. Мо 1096510.Цель изобретения - повышение точности определения параметров дисбаланса путем исключения погрешности при разложении дисбаланса на проекции, возникающей при небольших колебаниях скорости врагцения.На фиг. 1 изображена функциональая схема измерительного устройства к балансировочному станку; на фиг. 2 - временные диаграммы работы элементов измерительного устройства, номера которых, обозначен. ные в левой части фиг. 2, соответствуют номеру элементов на фиг. 1; интервал вре мени ( - ( соответствует времени одного оборота коленчатого вала.Балансируемый коленчатый вал 1 рядного двигателя внутреннего сгорания с тремя противовесами (два средних противовеса расположены рядом и при измерении принимаются за один), на которых через х и у обозначены оси коррекции, устанавливается на связанные общей рамой опоры балансировоч. ного станка (на фиг. 1 не показаны). Через оси коррекции проведены две осевые плоскости коррекции.Устройство содержит два входных блока 2 и 3, каждый из которых выполнен в виде соединенных последователы о датчика 4(5) дисбаланса, сумматора 6(7), второй вход которого соединен с выходом датчика 5(4) дисбаланса другого блока 3(2),и усилителя 8(9), четыре синхронных детектора 1 О - 13, первые входы синхронных детекторов 10 и 12 связаны с выходом усилителя 8, а первые входы синхронных детекторов 11 и 13 - с выходом усилителя 9, генератор 14 опорных сигналов, каждый выход которого связан с вторыми входами попарно соединенных синхронных детекторов 10 и 11, 12 и 13, два блока 15 и 16 измерения проекций, отнесенных к определенной осевой плоскости коррекции х и у, каждый из которых выполнен в виде регулируемого источника 17 (18) напряжения, содержагцего соединенные последовательно источник 19 (20) постоянного тока, аналоговый ключ. 21 (22) и согласующий усилитель 23(24), а также интегратор 25(26) и второй аналоговый ключ 27(28), вход которого связан с выходом интегратора 25 (26), а выход - с входами интегратора 25(26) и первого аналогового ключа 21(22), первого и второго сумматоров 29(30) и 31(32), входы которых соединены соответственно с выходами синх 50 55 5 10 О 25 30 35 40 ронных детекторов 10(12) и 11(13), первого индикатора 33(34) крайней плоскости коррекции, вход которого соединен с выходом сумматора 29(30), индикатора 35(36) проекции средей плоскости коррекции, вход которого соединен с вторыми входами сумма- горов 29(30) и 31(32) и с выходом согласующего усилителя 23(24), второго индикатора 37(38) крайней плоскости коррекции, вход которого соединен с выходом сумматора 31(32), двух компараторов 39(40) и 41 (42), входы которых подключены соответственно к выходу сумматоров 29(30) и 31(32), логического элемента 2 ИЛИ 43(44), два входа которого соединены соответственно с выходами компараторов 39 (40) и 4 (42), и логического элемента 2 И-НЕ 45 (46), первый вход которого соединен с выходом логического элемеппга 2 ИЛИ 43(44), а выход -- с вторым входом первого аналогового ключа 21(22), блок 47 управления, элемент 48 временной задержки, вход котоэого соедине с выодо олока 47 управления, с соединеными между собой вторыми входами логических элементов 2 И-НЕ 45 и 46 входами аналоговых ключей 27 и 28 логический элемент 2 И 49, первый вход которого соединен с выходом элемента 48 временей задержки, а выход -- с входом блока 47 управления, и логический элемент 4 И 1 И-НЕ 50, каждый из входов которого соединен соответственно с выходом компарагоров 3942, а выход - с вторым входом логического элемента 2 И 49. Генератор 14 опорных сигналов выполнен в виде четырех датчиков 51 - 54 импульсов, места установки которых на раме обозначены через а, и, с и с 1 соответственно, четырех формирователей 55 - 58, входы которых соединены соответственно с выходами датчиков 5154 импульсов, и двух триггеров 59 и 60, выходы которых являются выходами блока 14 оорных сигналов, К-вход триггера 59 соединен с выходом формирователя 55, а 8-вход - с выходом формирователя 57, К-вход триггера 60 соединен с выходом формирователя 56, а Я-вход - с выходом формирователя 58. Устройство работает следующим обра Колебания опор станка, пропорциональые дисбалансу коленчатого вала в плоскости опорь воспринимаются и преобразовываются в электрический сигнал датчиком 4(5) дисбаланса, связанным с опорой балансировочного стачка. С помощью сумматоров 6 и 7 производится разделение плоскостей коррекции, совпадающих с крайними противовесами. Выходной сигнал сумматора 6(7) уси :.ивается и фильтруется от помех усилителя 8(9), и раскладывается на проекции в косоугольной системе координат с помогцью синхронных детекторов 10(11) и 12(13), на управляюшие входы которых приходят сдвиутые одно относительно другого выходнь:е1229620 1 О 5 20 35 40 50 55 напряжения генератора 14 опорных сигналов Для одной пары синхронных детекторов, раскладывающих сигналы на проекции по двум осям, сдвиг между опорными напряжениями равен 180 - а, где а - угол между осями коррекции. Датчики 51 и 52 импульсов устанавливаются на раме плоскости вращения первой шатунной шейки коленчатого вала, а датчики 53 и 54 импульсов - в плоскости вращения второи ша. тунной шейки.Если угол С 90, то датчики 51 и 52 (53 и 54) импульсов в плоскости олной шатунной шейки устанавливаются под углом сс, а если угол с (90, то датчики 51 и 52 (53 и 54) импульсов в плоскости вращения одной шатунной шейки устанавливаются под углом 180 - а для уменьпения зоны, занимаемой датчиками пол установку. В этом случае опорный сигнал снимается с инверсного выхода соответствующего триггера (59 и 60), чем компенсируется сдвиг одного опорного сигнала при установке датчика. Угол установки датчиков импульсов в одной паре и в другой олипаковый. Каждый из датчиков 51 - 54 импульсов может быть выполнен в виде светоизлучателя (светодиод), светоприемника (фото диод) и предварительного усилителя. В момент прохождения шатунной шейки коленчатого вала над датчиками 51 - -54 на выходе последнего появляется импульс (фиг. 2).Предположим, что на станке измеряется дисбаланс коленчатого вала рядного лвигате З 0 ля внутреннего сгорания (например, коленчатый вал легкового автомобиля). Шатунные шейки (первая и вторая) у таких коленчатых валов сдвинуты на 180. Для получения одного опорного сигнала используются два датчика импульсов, которые расположены под равными шатунными шейками и в одной плоскости, проходящей через ось вращения коленчатого вала в точки а и с. Датчики 51 - 54 устанавливаются на раму, связывающую опоры балансировочного станка, которая при вращении вала колеблется на опорах вместе с ним, чем достигается постоянное положение датчиков 51 - 54 относительно оси вращения балансируемого коленчатого вала и, как следствие, стабильность формируемых опорных сигналов. Вы ходные напряжения синхронных детекторов 10 - 13, пропорциональные проекциям дисбаланса в крайних плоскостях коррекции, измеряются и запоминаются индикаторами 33 и 37 проекций для осевой плоскости х и индикаторами 34 и 38 проекции для осевой плоскости у. Каждый из индикаторов 33 -38 проекции представляет собой аналоговое запоминающее устройство со стрелочным прибором на выходе. Если в процессе измерения проекций дисбаланса в крайних плоскостях коррекции коленчатого вала, совпадающих с плоскостями крайних противовесов, получаются только положительные знаки проекций (направление обозначено знаком+ на осевых плоскостях коррекции), т.е. дисбаланс может быть скоррс ктирован В крайних противовесах. то здлдчд балансировки в этом случае сводится к балансироьке коленчатого вала с лвумя плоскостями коррекции, и коррекция дисбаланса такого коленчатого вала произволится 1 ю результатам измерения, запоминасмььх ннликдтопдми ЗЛ, 3;. 34 и 38. Отрицательные проекции, совпд;1 ающие с направлением срелнего противовес; коленчатого вала, треб н 1 пересчета сиг налОВ, пропорциональных Гроск 1,и)1 м лисбдланса в крайних плоскостях коррекции, тдк как скорректировать отрицательную проск ци 1 о дисбаланса В крайней плоскости невозможно из-за отсутстьч 1 я магер,1,1 д.В случае получе 1.ня нд олпом из инлн. каторов проекций, относ 511 Н 11 хся к Об 1 цсй осевой плоскости коррскци 1 например х, огрицательного значения проскцин лисбдлд 1 к д, что соответстВует ндп",1 имс)ь От ицдтс,1 ь 11 ой полярности напряжения нд В 111 хсл сн;ро- ных детекторов 10 и 11, срдбдт,. 1;л, г олин из компараторов 39 или 41, поро , рдбд;ыВдния которых х стана Вл и вде 1 с 51 равным отрицательному напряжению, определяемому остаточным дисбалансом балансируемого коленчатого вала, и настраивается при налдлкс станка. При срабатывании одного из компдрд. торов 39 и 41 на олном из Вхолон логического элемента 2 ИЛИ 43 появляется Вь сокий уровень напряжения, который с Выхода логического элемента 2 ИЛИ 43 пос 1 упает на первый вход логического элемента 2 И-НЕ 45. На второй вхол этого элемента поступает высокий уровень с выхолд блока 47 управления, который формирует команду на начало измерения. Г 1 о команде с выхода блока 47 управления закрывается аналоговый ключ 27, который шунтпруст выход интегратора 25. Одновременно при наличии двух высоких уровней на входе логического элемента 2 И-НЕ 45 нд его выходе появляется низкий уровень напряжения, который поступает на управляющий вхол аналогового ключа 21, открывает его, источник 19 постоянного тока оказывается полключенным к интегратору 25,и напряжение на входе согласующего усилителя 23 возрастает от нуля (интегратор ло этого был зашунтирован) по линейному закону. На вторые входы сумматоров 29 и 31 поступает положительное напряжение, значение которого нарастает во времени. В результате появления положительного по знаку напряжения на вторых входах сумматоров 29 и 31 показания индикаторов 33 и 37 проекций начинают изменяться. Отрицательная проекция начинает уменьшаться по абсолютной величине, а положительная возрастать (рассматривая случай, когда по результатам измерения в крайних плоскостях коррекции в осевой плоскости получаются разнополярные проекции ) . Олновременно появляются показания на инли229620)горе 35 проекций срслцей цг)с)скс)стс 1 кс ррскции. В этот момснт, коглд уровень сиг. цдла отрицательной проекции с)дцовится меньше по дстсо,)к)тной величицс порога срабатывания кс)х)пдрдторс)в, ца выхоле послелнего появляется низкий уровень напряжения (лсццчсский , д ца выходе логичс ского эгех)еца 2 ИЕ 45 - высокий урс)ве)ь (логическая 1), который закрыва. с т дцалс)говый ключ 2 . Источник 19 цостояц цс)го тока оказывается отключенным от ин. тегратора 25, и нарастание напряжения по.)ожцтельцой полярности на вторых вхолдх сумматоров 29 и 31 прекращается. В этот момент времени индикатор, который ранее показывал положительную проекцию, покаж.т сумму абсолютных значений положитель. цой и отрицательной проекций, а индик- гор 35 средней плоскости коррекции удвоенное значение отрицательной проекции, что соответствует пересчету дисбаланса в крайних плоскостях коррекции на дисбаланс крайняя в средн плоскости коррекции.При отсутствии отрицательных значений на индикаторах 33, 34, 37 и 38 на выходе логического элемента 4 ИЛИ - НЕ 50 появляется высокий уровень, который посту. пает на вхол логического элемента 2 И 49. По истечении выдержки времени, определяемой элементом 48 временной задержки и необходимой для измерения параметров дисбаланса, на второй вход логического элемента 2 И 49 поступает также высокий уровень, и с выхода логического элемента 2 И 49 на вход блока 47 управления посгупает команда об окончании измерения параметров дисбаланса коленчатого вала. Одновременно снимается команда с выхода блока 47 управления, аналоговые ключи 27 и 28 открываются, разряжая интегратор 25(26), а входы всех индикаторов 33 - 38 проекций отключаются (эти связи ца схеме не покдздцы), сохраняя показания ло следующегоцикла балансировки.Таким образом, прсллагаемое устройствообеспечивает повышение точности балансировки коленчатых валов при применении цд станке безосевого привода вращения коленчатого вала и возможных при этом колебаниях скорости в процессе вращения за Р)е (1)с)рапир)вдцн 5 опорных сигналов для )с)разложения лисбалацсд по осям коррекции с помощьк) бескоцтактцых датчиков импульсов, расположенных ца раме в плоскости вращения шатунных шеек коленчатого вала при измерении параметров дисбаланса, и (5 формирователей, выполненных на интегральных микросхемах.Формула изобретенияИзмерительное устройство к балансировочному станку по авт, св. М 1096510, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения параметров дисбаланса, генератор опорных сигналов выполнен в виде четырех датчиков импульсов, первый и 25 второй из которых предназначены для установки в плоскости вращения первой шатунцой шейки коленчатого вала, а третий и четвертый - в плоскости вращения второй спатунной шейки, четырех формирователей, вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего датчика импульсов, и двух триггеров, выходы которых представляют собой выходы генератора опорных сигналов, К-вход первого триггера соединен с выходом первого формирователя, а Ь-вход - 35с выходом третьего формирователя, К-вход второго триггера - с выходом второго формирователя, а 8-вход - с выходом четвертого формирователя.1229620 51 ВНИИПИ Госудпо делам н113035, Москва, Ж филиал ППП Патен едактор Н. Яцолаакаэ 2224/42 Составитель Ю. КрутлТехред И. Вересираж 778арственного ком итзобретеиий и от- 35, Раушскаят, г. Ужгород, у вКорректор А. ЗимокосовПодписноеета СССРрытийнаб., д. 4/5Проектная, 4