Устройство для виброиспытаний вращающихся колес и дисков

/00 51)5 6 РЕТЕНИЯ ОПИС ТОРСКО СВИДЕТЕЛ ЪСТВ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(56) Авторское свидетельство СССРйг 974181, кл. 6 01 М 7/00, 1969,Авторское свидетельство СССРМ 1132166, кл. 6 01 М 7/00, 1983.Авторское свидетельство СССРМ 1448857, кл. 6 01 М 7(00, 1987,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИБРОИСПЫТАНИЯ ВРАЦАЮЦИСЯ КОЛБС И ДИСКОВ (57) Использование: изобретение относится к испытательной технике, а именно к системам управления вибрационными испытаниями. Сущность; в известное устройство для виброиспытаний дополнительно введейы блок автоматической подстройки частоты 3, управляемый генератор 4, блок суммирования 5, аттенюатор 6, ключ 7, тензодатчик 13, блок дискретного измерения 14, между которыми установлены новые связи. 2 ил.Изобретение относится к испытательной техникеа именно к системам управления вибрационными испытаниями,Цель изобретения - повышение точности качества виброиспытаний,На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.Устройство сОдержит программное устройство 1; функциональный преобразователь 2, блок АПЧ 3, управляемый генератор 4, блок 5 суммирования, аттенюатор 6, ключ 7, усйлитель 8, электромагнитный вибратор 9, испытуемый объект 10, привод 11, датчик 12 скорости вращения, тензодатчик 13, блок 14 дискретного измерения, причем привод 11 вращения соединен с испытуемым объектом 10 и датчиком 12 скорости вращения, блок 3 автоматической подстройки частоты соединен со входом управляемого генератора 4, выход которого подсоединен к первому входу аттенюатора, выход тензодатчика 13 подсоединен ко входу блока 14 дискретного измерения, первые три входа программного устройства 1 подсоединены соответственно к первым трем входам функционального преобразоаателя 2, первый выход которого. подключен к первому входу блока 3 автоматической подстройки частоты, а второй - ко второму входу управляемого генератора 4, четвертый выход программного устройства 1 подключен к первому входу блока 5 суммирования, выход которого подсоединен ко второму входу , аттенюатора 6, выход которого через ключ 7 подсоединен ко входу усилителя 8, выход которого подключен ко входу вибратора.9, выход датчика 12 скорости вращения подсоединен к четвертому входу функционального преобразователя 2, первый и второй выходы блока 14 дискретного измерения подключены соответственно ко второму входу блока 3 автоматической подстройки частоты и ко второму входу блока 5 суммирования, третий выход блока 14 дискретного измерения подсоединен к управляющему входу ключа 7,Принцип работы устройства основан на следующем. Во время работы электромагнитного вибратора получать информацию с тензодатчика невозможно из-за сильных электромагнитных помех. Поэтому целесообразно чередовать работу вибратора с па. узами. После отключения вибратора электромагнитные колебания затухают за один-два периода механических колебаний диска. В то же время механические колебания затухают в 100 - 150 раз медленнее. Двух колебаний достаточно, чтобы запомнить значение амплитуды и фазы колебаний и испольэовать в системе управления виб 55достигаются размцканием ключа 7 по команде с блока 14 дискретного измерения. В момент паузы происходит запоминание амплитуды и частоты собственных колебаний в колесе 10. После этого с блока 14 дискретного измерения, с его третьего выхода, подается сигнал на ключ 7, который на этом замыкается. Напряжение с аттенюатора 6,ратором, а также для получения информации в реальном процессе,Устройство работает следующим образом, Программное устройство 1 формирует5 три аналоговых сигнала, которые поступа-.ют с первых трех выходов протраммногоустройства 1 на первые три входа функционального преобразователя 2, функциональный преобразователь 2, на четвертый10 вход которого поступает сигнал с датчика 12скорости вращения, формирует сигнал переменного напряжения, частота которогоравна частоте впередбегущей волны враща-ющегося с заданной скоростью колеса 10, С15 выходов фуйкционального преобразователя 2 сигнал поступает на первые вхдды блока 3 АПЧ и управляемого генератора 4,Сигнал с выхода тензодатчика 13 поступаетна вход блока.14 дискретного измерения, с20 первого выхода которого сигнал подаетсяна второй вход блока 3 АПЧ, Таким образом,в блоке 3 АПЧ происходит сравнение фаз.заданногп фактического переменных напряжений, В случае рассогласования фаз25 блок 3 АПЧ формирует сигнал, который поступает на второй вход управляемого генератора 4. При этом происходит подстройкачастоты выходного напряжения управляемого генератора 4 на резонанс.30 С четвертого выхода программного устройства 1 сигнал, пропорциональный частоте колебаний колеса 10, поступает напервый вход блока 5 суммирования, на второй вход которого поступает сигнал, про 35 порциональный частоте фактическихколебаний, со второго выхода блока 14 дискретного измерения. Разностный сигнал свыхода блока 5 суммирования подается навторой вход аттенюатора 6, на первый вход40 которого. сигнал поступает с выхода управляемого генератора 4. В аттенюаторе 6 синусоидальный сигнал, поступивший свыхода управляемого генератора 4, ослабляется до амплитуды, величина которой оп 45 ределяется уровнем сигнала, поступающегос выхода блока 5 суммирования.Сигнал с выхода аттенюатора 6 подается через ключ 7 на вход усилителя 8; с выхода которого напряжение. поступает на вход50 вибратора 9, который возбуждает колебания в колесе 10 на резонансной частоте.Паузы в работе усилителя 8 и вибратора 9скорректированное по амплитуде и частоте с учетом последних данных, полученных с первого и второго выходов блока дискретного измерения 14, поступает на вход уси, лителя 8, формирующего сигнал резонансной частоты на электромагнитный вибратор.Устройство может быть реализовано на стандартной аппаратурной базе комплекса КТС ЛИУС (СУПС) и логических элементах серии К 155.На фиг. 2 представлена блок-схема блока дискретного измерения, Рассмотрим принцип действия блока дискретного измерения (БДИ) 14. Анализ работы БДИ начнем с момента отключения вибратора 4, В это время на счетчик 17 приходит сигнал "Сброс" со счетчика 20, Выходы счетчика 17 обнуляются и на соответствующие входы компаратора 15 и нормально замкнутого ключа 30 сигнал не подается.Компаратор 15, который до этого находился в нерабоцем состоянии, так как на вход ему был подан большой сигнал смещения, теперь нацинает преобразовывать синусоидальный сигнал, поступающий с тензодатчика 13, в прямоугольные импульсы положительной полярности. С выхода компаратора 15 импульсы поступают на вход счетчика 17, который начинает их считать.Сигналы с тензодатчика 6 поступают одновременно на вход устройства 16 преобразования синусоидального сигнала в абсолютное знацение. С выхода устройства 16 сигнал через ключ 30 поступает на вход запоминающего устройства 23, После отсчета определенного числа импульсов счетчиком 17 на одном из разрядов его выхода (номер разряда выбирается в зависимости от частоты колебаний изделия и других факторов) появляется логическая единица, которая подается на вход устройства сброса 29, которое выдает сигнал на стирание предыдущей информации в запоминающем устройстве 23, После этого осуществляется запоминание текущего сигнала, поступающего с устройства 16 на вход запоминающего устройства 23, С выхода 23 сигнал поступает на управляющий вход регулируемого усилителя 28, который представляет собой аттенюатор.С выхода компараторэ 15 импульсы одновременно поступают на вход устройства инверсии 22 (оно необходимо для повышения надежности срабатывания схемы), С выхода устройства инверсии 22 импульсы поступают на вход схемы ИЛИ-НЕ 24, с выхода которой они поступают на вход счетчика 18, на другой вход которого (тактовый) подаются прямоугольные импульсы церезсхему ИЛИ - НЕ 25 с генератора прямоугольных импульсов 31 (частота генерации вышечастоты колебаний изделия не менее чем на5 2 порядка). Таким образом, счетчик 18 считает импульсы, поступающие с 31 в течениеодного импульса, поступающего с компаратора 15. Затем схема ИЛИ - НЕ 24 выдаетсигнал на сброс всех разрядов счетчика 18.10 Импульсы с 31 одновременно считаютсясчетчиком 19, на ход которого они подаютсячерез схему повторения 26, а следовательно, на пол-такта раньше, цем на вход счетчика 18, Все разряды выходов счетчиков 18,15 19 подключены ко входам схемы совпадения 27. При совпадении сигналов во всехразрядах выходов счетчиков схема совпадения 27 выдает на выходе логическую единицу. Сигнал с выхода 27 поступает на вход20 счетчика 21 и одновременно на вход счетчика 19, что приводит к сбросу всех разрядовего выхода в нулевое состояние.После отсчета необходимого числа импульсов счетчик 17 на следующем разряде25 выхода выдает логическую единицу, которая подается на вход ключа 7 (фиг. 1) (ивибратор вклюцается) и на входы схем ИЛИ -НЕ 24 и 25, что приводит к тому, что счетчик18 перестает считать, и информация из него30 не стирается. Появление "1" на компэраторе 15 переводит его в нерабочее состояние.Система переходит в режим автогенерации,т,е, на выходе схемы совпадения 27 все также появляются импульсы той же частоты и35 длительности благодаря тому, что счетчик18 не изменяет своего состояния, С выходасчетчика 21 импульсы подаются нэ тактовыйвход счетчика 20 и на вход компаратора 32,с выхода которого переменное напряжение40 прямоугольной формы подается на второйвход блока АПЧ 3 (фиг. 1). С выхода регулируемого усилителя 28 постоянное напряжение с амплитудой, пропорциональнойсигналу с выхода запоминающего устройст 45 ва 23, подается на второй вход блока суммирования. Счетчик считает импульсы,поступающие на его вход, и после заданного числа импульсов, что соответствует заданному времени работы вибрэтора, на50 определенном разряде выхода счетчика появляется логическая единица; которая производит сброс счетчика 17, что приводит ктому, что вибратор 9 отключается, а компаратор 15 переходит в рабочее состояние.55 Таким образом, цикл завершается,Для запуска устройства предусмотрен. ключ ЯА, кратковременным нажатием которого положительное напряжение подаетсяна вход компаратора и на управляющийвход ключа 7, После отпускания ключа уст 1805295ройство переходит в автоматический режим,Система может быть реализована на логических элементах серии К 155, операционных усилителях серии К 140, транзисторах, реле.Программное устройство 1 и функциональный преобразователь 2 могут быть реализованы на элементах комплекса технических средств для локальных информационно-управляющих систем и средств управления с переменной структурой,Программное устройство 1 может быть реализовано из трех субблоков ПЗРАФ 5183 и трех субблоков БМУР 1-Ф 5206. Субблок ПЗРА представляет собой переменный резистор, а субблок БМУР 1 в данном случае используется в качестве преобразователя сопротивления в напряжение. Таким образом, выставляя на субблоках ПЗРА значения коэффициентов в процентах, на выходах субблоков БМУР 1 получаем напряжения Функциональный преобразователь в предлагаемом устройстве может быть реализован следующим образом: блоки 8, 14 (фиг, 1) возведения аналогового сигнала в квадрат - субблоки Ф 5178 (БМАУ 1); блоки 9, 11 суммирования - субблоки Ф 5173 (БМАС 1); блок 10 извлечения квадратного корня - субблок Ф 5178 (БМАУ 1); блоки умножения 13, 15 - субблоки Ф 5178 (БМАУ 1); преобразователь 12 напряжение-частота - суб блок Ф 5205 (Б П Н С 4).Предлагаемое устройство позволяет повысить качество виброиспытаний вращающихся изделий за счет точного поддержания задания режимов. Формула изобретенияУстройство для виброиспытаний вращающихся колес и дисков, содержащеепрограммный блок, функциональный пре 5 образователь, последовательно соединенные привод вращения контролируемогообъекта и датчик скорости вращения, усилитель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения точности виброиспытаний, оно10 снабжено последовательно соединенными блоком автоматической подстройки частоты, управляемым генератором иаттенюатором, блоком суммирования, последовательно соединенными тенэодатчи 15 ком, предназначенным для установки наконтролируемым объекте, и блоком дискретного измерения, ключом, первые три выхода программного устройства подключенысоответственно к первым трем входам фун 20 кционального преобразователя, первый выход которого подключен к первому входууправляемого генератора, а второй вход - кпервому входу блока автоматической подстройки частоты, четвертый выход програм 25 много устройства подключен к первомувходу блока суммирования, выход которогоподключен к второму входу аттенюатора,выход которого подключен через ключ к входу усилителя, выход которого подключен кЗО входу вибратора, выход датчика скоростивращения подключен к четвертому входуфункционального преобразователя, первыйи второй выходы блока дискретного измерения подключены соответственно к второму35 входу блока автоматической подстройки частоты и к второму входу блока суммирования, третий выход блока дискретногоизмерения присоединен к управляющемувходу ключа,1805295 Составитель А, Базаров Гктор Л. Народная Техред М, Моргентал Корректор И, Мус аказ 934 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытия113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 ГКНТ СССР роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород,Гагарина, 101