Способ определения баланса кинематической погрешности кинематической цепи

(51)5 6 01 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ(71) Коломенский завод тяжелого станкостроения(56) Айрапетов Э.Л, Об анализе кинематической погрешности зубчатых передач. с использованием фильтрации. Вестникмашиностроения. - 1985, В 3, с.13.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ БАЛАНСАКИНЕМАТИЧЕСКОЙ ПОГРЕШНОСТИ КИН Е МАТИ Ч Е СКОЙ ЦЕПИ(57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для диагностического контроля сложных зубчатыхпередач, например в станкостроении.Целью изобретения является повышениеточности определения путем выделения киИзобретение относится к машиностроению и может быть использовано для диагностического контроля сложных зубчатых передач, например в коробках скоростей, подач, суппортах металлорежущих станков и других машинах.Известен способ идентификации трактов распространения сигналов, состоящий в оценке амплитудно-частотной характеристики этих трактов и использование этих данных в системах с одним входом и не- сколькими выходами,. либо с несколькими входами и одним выходом. Предварительное знание амплитудно-частотной характеристики каждого возможного канала распространения сигнала позволяет оценематическои погрешности звеньев с одинаковой частотой проявления спектральных составляющих погрешности. Одновременно с измерением суммарной кинематической погрешности кинематической цепи измеряют уровень вибрации звеньев кинематической цепи с одинаковой частотой проявления спектральных составляющих погрешности и определяют вектор вибрации соответствующих звеньев цепи. Путем разложения вектора общей кинематической погрешности цепи по направлению векторов .вибрации звеньев с одинаковой частотой проявления спектральных составляющих погрешности вь 1 являют кинематическую погрешность каждого звена. Затем через отношение к суммарной кинематиче- ф ской погрешности цепи оценивают вклад каждого звена и определяют баланс кинематической погрешности кинематической цепи. 4 ил. нить вклад каждого канала при передаче информации.Однако оценить параметры амплитудно-частотной характеристики трактов на одной частоте невозможно.Наиболее близким по технической сущности является способ разделения кинематической погрешности сложных зубчатых передач на составляющие, соответствующие каждому колесу (звену) состоящий в синхронном накоплении отрезков кинематической погрешности соответствующих периодов обращения звена, для которого выделяется кинематическая погрешность.Однако таким способом не удается идентифицировать звенья кинематическойцепи, которые имеют одинаковую частоту проявления спектральных составляющих погрешности (зубцовые, оборотные) и их гармоник. Для их разделения необходима дополнительная информация.Цель изобретения - повышение точности путем выявления кинематической погрешности звеньев с одинаКовой частотой проявления спектральных составляющих погрешности Это позволит идентифицировать дефектнофункционирующие звенья, входящие в группы кинематической цепи, имеющие одинаковые частоты проявления спектральных составляющих погрешности и определить баланс кинематической погрешности кинематической цепи, Знание баланса позволит повысить кинематическую точность станка за счет избирательного повышения точности отдельных звеньев цепи, вносящих наибольший вклад в общую кинематическую погрешность кинематической цепи.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения, баланса кинематической погрешности кинематической цепи, заключающемуся в том, что измеряют суммарную кинематическую погрешность кинематической цепи, выделяют. вектор общей кинематической погрешности звеньев цепи путем фильтрации, определяют баланс кинематической погрешности производят измерение уровня вибрации звеньев кинематической цепи с одинаковой частотой проявления спектральных составляющих погрешности, определяют вектор вибрации соответствующих звеньев цепи, выявляют кинематическую погрешность каждого из звеньев путем разложения вектора общей кинематической погрешности цепи по направлению векторов вибраций звеньев с одинаковой частотой проявления спектральных составляющих погрешности.На фиг,1 приведена кинематическая цепь станка с группами звеньев, имеющих одинаковое передаточное отношение; на фиг.2 - структурная схема кинематической цепи как источника вибраций от кинематических возмущений; на фиг,3 - система векторов кинематических погрешностей звеньев и вызванных ими вибраций для группы звеньев, вращающихся с одной частотой; на фиг.4 - картина, поясняющая идентификацию звеньев кинематической цепи, имеющих передаточное отношение, равное единице, и принадлежащих группе звеньев с одинаковой частотой вращения.Группы звеньев 1 и 2 (фиг,1) кинематической цепи станка имеют передаточное отноцение. равное единице, Группа 1 содержит ведущее звено Вщ (вход) и две зубчатые передачи - цилиндрическую и коническую с О 1 = О 2 = 1; 21 = Е 2; Ез = 24,имеющие соответственно кинематическиепогрешности звеньев Е 1 и Е 2, Группа 2 5 звеньев, присоединенная к 1, например,через цилиндрическую зубчатую пару Е 5 Ф Еб с кинематической погрешностью Е 1 з, содержит три зубчатые передачи; коническую и две цилиндрические с Оз = О 4 = О 5 = 1;10 2.1 =. Еа; 29 = Е 1 о; 211 = 212, имеющие соответственно кинематические погрешности звеньев Е 4, Еа, Еа. Группа 2 имеет ведомое . звено В 4 (выход).Измеряемая суммарная кинематиче ская погрешность групп 1 и 2 звеньев является интегральной характеристикой цепи и представляет в данный момент времени вектор. Вибрация каждого конкретного звена цепи проявляется на оборотной 20 и зубцовой частотах и характеризуется определенной амплитудой и базой, являясь также векторной величиной.Для групп 1 и 2 звеньев (фиг,1) кинематическая погрешность выракается соотно шением30 где ) - индекс по группе звеньев, вращающихся с одной частотой, )о - условный индекс по группе звеньев, имеющих разные частоты, (Е ) - кинематическая погрешность различных звеньев, кинематической цепи с 35 О=1.Полная регистрируемая кинематическая погрешность кинематической цепи(Б) .= Х Е;(гд 1 о),40 3 огде Е (во) - кинематическбЯ погРешность звеньев, имеющих передаточное отношение, равное единице, но вращающихся.с различной частотой 03 оИзмеряемая вибрация на опорах звеньев с О = 1 достаточным приближением, мокет быть записана:50 %Н 3 Фф (Е 4где Ч - вибрация на опоре звена, Н 1 (в) - передаточная. функция между кинематическим возмущением и вибрацией,Для звеньев с частотой вращенияво передаточная, функция выражается соотношениемН (гд 1 о) =.ННо (гд),где Н - амплитудный коэффициент, функции каждого звена действительная часть), Но гд) -комплексная часть передаточной функции,зависящей от частоты. Она единая длягрупп звеньев, вращающихся с одной частотой.Поскольку группы звеньев с О = 1 размещены в одной части корпуса узла станкаи находятся в равных условиях, то одновременно измеренный уровень вибрации наопоре конкретного звена будет прямо пропорционален кинематической погрешности. 10этого звена.Если 3, 4, 56 есть звенья групп с О = 1и их кинематическая погрешностьЕ 1, Ер, Ез Егл как источник вибраций(кинематическое возмущение).(фиг,2); то через конструкции опор этих звеньев 7., 8,910 посредством передаточнойфункцииН (со) между кинематическим возмущениеми вибрациями в опорах будут сформирова-,ны векторы регистрируемых, вибрацийЧ;, Ч;, Чц, Чу.соответствующихопор 13, 14, 15,16 звеньев.Для исключения взаимовлияния звеньев группы друг на друга целесообразно места измерения вибраций располагать,напротивоположных концах валов звеньевданной группы, при этом перекрестная пе-,редаточная функция, например 11 и 12, длязвеньев 3 и 4 (фиг.2) уменьшится и станетменьше, чем передаточная функцияН(о) между кинематическим возмущениеми вибрацией.Уровень вибраций различных звеньев группы 1 представлены системойвекторов Чф 1) (г 2) 7 К (3) е (е 4)вращающихся с частотой ш;, с постоянным сдвигом фаз соответственноф, Д фс и фе(фиг.З и 4), Вектор(Е)3 о вращается с той же частотой гд;О, что и звеньягруппы 1,Способ осуществляют следующим образом.,Одновременно с измерением суммарной кинематической погрешности кинематической цепи производят измерениеуровня вибрации звеньев кинематической цепи с одинаковой частотой проявления спектральных составляющихпогрешности, определяют вектор вибрации. Для мгновенного полокения, на, пример, вектора (Е;, показано (фиг,З)зсположение цо направлениям векторовЧ , Ч (гг), Мс (з), и Чеопределяемыми фазовыми углами ф. ф,ф и 1/)е 55 Таким образом, какдое звено группы 1 в этот момент времени формирует свой вектор вибрации с постоянным сдвигом фазы по отношению к вектору суммарной кинематической погрешности. Разложив последний по направлениям векторов вибрацийкаждого звена с учетом фазового угла, аппаратурно определяют величину кинематической пягрешности каждого звена группы(Е 1), (Е)/, (Р, (Е)е. Затем путем обычныхвычислительных процедур через отношениек суммарной кинематической погрешностиЯ)о группы 1 оценивают вклад каждого звена, т.е, опреДеляют баланс кинематическойцепи.Описанная процедура выделения специальных составляющих кинематическойпогрешности, вносимых группой звеньевкинематической цепи с одинаковой частоЕтой вращения, может быть применена и накаждой гармонической составляющей (зуб- .цовой), Вклад каждого звена кинематической цепив суммарную кинематическуюпогрешностьопределяется как сумма разделенных вкладов на всех спектральных составляющих погрешности данной частоты,Предложенный способ определения баланса кинематической погрешности группы звеньев,кинематической цепи содинаковой частотой проявления спектральных составляющих погрешности позволяет решить задачу разделениякинематических погрешностей звеньев нетолько на оборотных, но и на зубцовых частотах и их гармониках с помощью штатныхаппаратурных средств .и вычислительныхпроцедур,Формула изобретенияфСпособ определения баланса кинематической погрешности кинематической цепи, заключающийся в том, что измеряют суммарную кинематическую погрешность кинематической цепивыделяют вектор общей кинематической погрешности звеньев цепи путем фильтрации, определяют баланс кинематической погрешности, о т л и ч а ющ и й с я тем, что; с целью повышения точности путем выявления кинематической погрешности звеньев с одинаковой часто.г той проявления спектральных составляющих погрешности, производят измерение уровня вибрации звеньев кинематической цепи с одинаковой частотой проявления спектральных составляющих погрешности, определяют вектор вибрации соответствующих звеньев цепи, выявляют кинематическую погрешность каждого из звеньев путем разлокения вектора общей кинематической погрешности цепи по направлению векторов вибраций звеньев с одинаковой. частотой проявления спектральных составляющих погрешности,1714383 О 0 Составитель А,СирицынТехред М.Моргентал Корректор М,Демчи рен кое актор Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 1 каз 683 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ113035, Москва, Ж, Раущская наб., 4/5