Измерительное устройство к балансировочному станку

)4 801 М 1 22 СЕС(11" - КЕТ СССРОТНРЫТИЙ 1 ВЯВЛЯЯ"РЕНИЯ ЕТЕЛЬСТВУ Н АВТОРСНОМ СУДАРСТВЕННЬЙ НОМО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ ОПИСАНИЕ ИЗ(71) Минское станкостроительное производственное объединение им. Ок" тябрьской революции(53) 620,1.053531.382 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР 9 1096510, кл. О 01 М 1/22, 1982.Авторское свидетельство СССР Ф 1229620, кл. С 01 М 1/22, 1985. (54) ИЗМЕРИТЕЛЪНОЕ УСТРОЙСТВО К БАЛАНСИРОВОЧНОМУ СТАНКУ(57) Изобретение относится к балансировочной технике. Цель изобретения - повышение надежности за счетконтроля работы генератора 14 опорных сигналов, Сигналы с датчиков56-59 импульсов через формирователи60-63 импульсов и триггеры 64 и 65приходят на входы формирователей 51и 52, связанных со счетчиком 54 через ВЯ-триггер, При неисправности од"ного из датчиков 56-59 импульсов кокончанию времени измерения на выходе счетчика 54 не появляется высокийуровень напряжения и на вход блока47 управления не поступает командаоб окончании измерения. О наличии неисправности сигнализирует светодиод,подключенный к выходу счетчика 54.2 лл,Изобретение относится к балансировочной технике и может быть испопьзовано в автоматических станках для,тремя плоскостями коррекции, к числутаких коленчатых валов относятся и,коленчатые валы с четырьмя противовесами, у которых два средних противовеса расположены близко один отдругого, т.е. большенство. коленчатых,валов четырехцилиндровых рядных дви-.гателей внутреннего сгорания,Цель изобретения " повышение надежности за счет контроля за пра",вильностью работы генератора опорныхсигналов и своевременной диагности,ки возможных. неисправностей,На фиг.1 изображена функциональ,ная схема измерительного устройства 20к балансировочному станку; на фиг.2 -временные диаграммы работы элементов,измерительного устройства.Через 11 обозначено время начала,кднец измерения, Интервал времени.соответствует задержке выход"ного импульса элемента временной за"держки. 30Балансируемый коленчатый вал 1рядного двигателя внутреннего сгорания с тремя противовесами (цва средних противовеса расположены рядом ипри измерении принимаются за один),3,,на которых через х и у обозначены осикоррекции, устанавливаются на связанные общей рамой опоры балансировочного станка (не показаны). Через .осикоррекции проведены две осевые плоскости коррекции.устройство содержит два входныхблока 2 и 3, каждый из которых выполнен в виде соединенных последовательно датчика 4(5) дисбаланса, входного сумматора 6(7), второй вход которого соединен с выходом датчика 5(4)дисбаланса другого входного блока3(2), и усилителя 8(9), выход котоорого представляет собой выход входного блока 2(3), четыре синхронных50детекторов 10 - 13, первые входысинхронных детекторов 10 и 12 связаны с выходом входного блока 2, апервые входы синхронных детекторов11 и 13 - с выходом блока 3.55Кроме того, устройство содержитгенератор 14 опорных сигналов, каждый выход которого связан. с вторыми входами попарно соединенных синхронных детекторов 10 и 11, 12 и 13, дваблока 15 и 6 измерения проекций, отнесеяных к определенной осевой плоскости коррекции х и у, каждый из которых выполнен в виде регулируемого источника 17(18) напряжения, включающего соединенные последовательно источник 19(20) постоянного тока, аналоговый ключ 21(22) согласующий усилитель 23(24), интегратор 25(26)и второй аналоговый ключ 27(28)входкоторого связан с .выходами интегратора 25(26) и первого аналоговогоключа 21(22), первого и второго сумматоров 29(30) и 31(32), входы которых представляют собой соответственно первый и второй входы блока 15(16) измерения проекций и соединены соответственно с выходами синхронных детекторов 10(12) и 11(13), первого индикатора 33(34) крайней плоскости, коррекции, вход которогосоединен с выходом первого сумматора29,30), индикатора 35(36) проекциисредней плоскости коррекции, вход которого соединен с вторыми входамисумматоров 29(30) и 31(32) и с выходом согласующего усилителя 23(24), второго индикатора 37(38) крайней плоскости коррекции, вход которогосоединен с выходом второго. сумматора31(32), двух компараторов 39(40) и41(42), входы которых подключены квыходам, соответствующих сумматоров29(ЗО) и 31(32), а выходы представ"льют собой соответственно первый ивторой выходы блока 15(16) измере"ния проекций, логического элемента2 ИЛИ 43(44), два входа которогосоединены соответственно с выходамикомпараторов 39(40) и 41(42), и логического элемента 2 И-НЕ 45(46), первый вход которого соединен с выходомлогического элемента 2 ИПИ 43(44), выход - с вторым входом первого аналогового ключа 21(22), а второй вход - с вторым входом второго аналогового ключа 27(28) представляет собой третий вход блока 15(16) изме" рения проекций, блок 47 управления, элемент 48 временной задержки, вход которого соединен с выходомблока 47 управления и с третьими входами блоков 15 и 16 измерения проекций, логический элемент ЗИ 49, первый вход которого соединен с выходом элемента 48 .временной задержки, а выход - с15092 с выходом формирователя 61, а В-вход -40 з14 входом блока 47 управления, логический элемент 4 ИЛИ-НЕ 50, входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами блока 15 изме" рения проекций и с первым и с вторым выходами блока 16 измерения проекций,а выход - с вторым входом логического элемента ЗИ 49, первый и второйформирователи 51 и 52, входы которыхсоединены соответственно с первым и вторым выходом генератора 14 опорныхсигналов, ВБ-триггер 53, В-вход которого соединен с выходом первого Формирователя 51, а Б-вход - с выходом второго формирователя 52, счетчик 54,В-вход которого соединен с выходомблока 47 .управления, С-вход " с выходом триггера 53, а выход - с третьим входом логического элемента ЗИ 49, и светодиод 55, подключенный к выходу счетчика 54.Генератор 14 опорных сигналов выполнен в виде четырех датчиков 56 59 импульсов, места установки которых на раме обозначены через а, Ь, с, о.соответственно, четырех формирователей 60 - 63 импульсов, входы которыхсоединены соответственно с выходамидатчиков 56 " 59 импульсов, и двухтриггеров 64 и 65, выходы которыхпредставляют собой выходы генератора14 опорных сигналов, Я"вход триггера64 соединен с выходом Формирователя60, а В".вход - с выходом формирова-теля 62, Я-вход триггера 65 соединен с выходом формирователя 63.Устройство работает следующим образом.Колебания опор станка, пропорциональные дисбалансу коленчатого вала 1 в плоскости опоры, воспринимаются и преобразовываются в электрический 10 15 20 25 30 Известно, что для одной пары синхронных детекторов, раскладывающихсигналы на проекции по двум осям,сдвиг между опорными напряжениямиравен 180 - с , где о" угол междуосями коррекции. Если угол д с 90датчики 56 и 57 (58 и 59) импульсов в плоскости одной шатунной шейки устанавливаются под углом А , а если угол с- ) 90 , датчики 56 и 57 (58 и 59) импульсов в плоскости вращения одной шатунной шейки устанавливают"ося под углом 180 " сА для уменьшения зоны, занимаемой датчиками под установку. В этом случае опорный сигнал снимается с инверсного выхода соответствующего триггера 64 или 65, чем компенсируется сдвиг одного опорного сигнала при установке датчика. Угол установки датчиков импульсов в одной паре и в другой одинаковый.Каждый из датчиков 56-59 импульсов представляет собой светоизлучатель (светодиод), светоприемник (фотодиод) и предварительный усилитель.В момент прохождения шейки колен" чатого вала над датчиком 56-59 на вьг ходе последнего появляется импульс (фиг,2). Предположим, что на станке измеряется дисбаланс коленчатого вала рядного двигателя внутреннего сгорания (например, коленчатый вал легкового автомобиля). Шатурные шейки(первая и вторая) у таких коленчатыхвалов сдвинуты на 180 . Для полученияодного опорного сигнала используютсядва датчика импульсов, которые расположены под разными шатунными шейками и в одной плоскости, проходящей через ось вращения коленчатого вала и точки а и с. Датчики 56-59 устанавливаются на раму, связывающую опоры балансировочного станка, которая при врасигнал датчиком 4(5) дисбаланса, связанным с опорой балансировочногостанка, С помощью сумматоров 6 и 7производится разделение плоскостейкоррекции, совпадающих с крайними,противовесами. Выходной сигнал входного сумматора 6(7) усиливается иФильтруется от помех усилителем 8(9)и раскладывается на проекции в косоугольной системе координат с помощьюсинхронных детекторов 10(11) и 12(13),на управляющие входы которых приходят сдвинутые одно относительно другого выхоцные напряжения генератора14 опорных сигналов. 45 50 55 щении вала колеблется на опорах вместе с ним, чем достигается постоянное положение датчиков 56-59 относительно оси вращения балансируемого коленчатого вала и, как следствие, ста" бильность формируемых опорных сигна" лов.Выходные 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 иэ индикаторов 33-38проекций представляет собой аналоговые запоминающие устройства со стрелочным прибором при выходе, Если вПроцессе измерения проекций дисбаланса в крайних плоскостях коррекции ко"ленчатого вала, совпадающих с плос.Костями крайних противовесов, получаются только положительные знаки про"акций (направление обозначено знаком+" на осевых плоскостях коррекции),т.е. дисбаланс может быть скорректирован в крайних противовесах, задачабалансировки в этом случае своцитсябалансировке коленчатого вала сДвумя плоскостями коррекции, и коррекция дисбаланса такого коленчатогоала производится по результатам изМерения, запоминаемых индикаторами,ЗЗ, 37, 34 и 38 проекции,Отрицательные проекции, совпадаюие с направлением среднего противоэеса коленчатого вала, требуют пересчета сигналов, пропорциональных про,екциям дисбаланса в крайних плоскостях коррекции, так как корректиро,вать отрицательную проекцию дисбалан-.,са в крайней плоскости невозможно;получения на одном из индикаторовпроекций, относящихся к общей осевойплоскости коррекции, например х, от,рицательного значения проекции дисбаланса, что соответствует например,отрицательной полярности напряженияна выходе синхронного детектора 10 и 11, срабатывает один из компараторов 39 или 41, порог срабатывания кото" рых равен отрицательному напряжению,определяемому остаточным дисбалансомбалансируемого коленчатого вала, инастраивается при наладке станка.Присрабатывании одного из компараторов39 или 4 на одном из входом логического элемента 2 ИЛИ 43 появляется высокий уровень напряжения, который с его выхода 43 поступает на первый вход логического элемента 2 И-НЕ 45, На второй вход этого элемента посту" пает высокий уровень с выхода блока 47 управления, которь 1 й формирует ко" манду на начало измерения, По команде с выхода блока 4 управления эак"рывается аналоговый ключ 27, которыйшунтирует выход интегратора 25. Одновременно при наличии двух высоких уровней на входе логического элемента 2 И-НЕ 45 на его выходе появляет" ся низкий уровень напряжения, кото" рый поступает на управяющий вход первого аналогового ключа 21, открывает его, источник 19 постоянного тока оказывается подключенным к интегратору 25, напряжение на входе согласующего усилителя 23 возрастает от нуля (интегратор до этого был эашунтирован) по линейному закону.На вторые входы сумматоров 29 и31 поступает положительное напряже" ние, 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 уменьшается по абсолютной ,величине, а положительная возрастает (рассматривая случай, когда по результатам измерения в крайних плоскостях коррекции в осевой плоскости х получаются разнополярные проекции).Одчовременно появляются показания на индикаторе 35 проекций средней плоскости коррекции., В тот момент, когда уровень сигнала отрицательной проекции становится меньше по абсолютной величине порога срабатывания компаратора, на выходе последнего появ" ляется низкий уровень напряжения (логический "С"), а на выходе логического элемента 2 И-НЕ 45 - высокий уро- вень (логическая "1") который закрывает аналоговый ключ 21. Источник 19 постоянного тока оказывается отклю" ченным от интегратора 25, и нарастание напряжения положительной полярности на вторых входах сумматоров 29 и 31 прекращается, В этот момент вре" мени индикатор, который ранее показывал положительную проекцию, пока" жет сумму абсолютных значений положительной и отрицательной проекций, а индикатор 35 средней плоскости кор" рекции " удвоенное значение отрица" тельной проекции, что соответствует пересчету дисбаланса в крайних плоскостях коррекции на дисбаланс "край" няя - средняя" плоскости коррекции.При отсутствии отрицательных значений на индикаторах 33, 34, 37 и 38на выходе логического элемента4 ИЛИ-НЕ 50 появляется высокий уро" вень, который поступает на вход лоссгического элемента ЗИ 49.В процессе измерения дисбалансапри правильной работе генератора 14ф опорных сигналов на выходах орми 1415092 8(фиг.2),поступающие на входы триггера 53 ВБ-типа, выходной сигнал кото 5рого, пропорциональный частоте вращения коленчатого вала 1, поступает насчетный вход счетчика 54, представляющего собой счетчик по модулю илюбой реализации, инверсный выход которого соединен с входом разрешениязаписи. Коэффициент и деления счетчика выбирается иэ соотношения и (,где 7 - время задержки элемента 48,а Г - частота вращения коленчатого,вала 1. В данном случае принимаетсяп=8,Таким образом, через восемь оборотов коленчатого вала 1 на выходе счетчика 54 включится высокий уровень напряжения,.который поступит на третий вход логического элемента ЗИ и 49 и зажигает светодиод 55. По истечении выдержки времени, определяемой элементом 48 временной задержки и необходимой для измерения параметров дисбаланса, на второй вход логического элемента ЗИ 49 поступает также высокий уровень, и с его выхода на вход блока 47 управления поступает команда об окончании измерения параметров дисбаланса коленчатого вала. Одновременно снимается команда с выхода блока 47 управления, аналоговые ключи 27 и 28 открываются, разряжая .интеграторы 2526), а входы всех индикаторов 33 - 38 проекций отключаются 1,эти связи на схеме не показаны), сохраняя показания до следующего цикла балансировки. Если один из датчиков 56 - 59 неисправен, к окончанию времени измерения на выходе счетчика 54 не появится высокий уровень напря" жения, и не поступит команда об окончании измерения, Оператор станка получит информацию о причинах неисправности с помощью светодиода 55.Таким образом, повышается надежность работы измерительного устройства путем диагностирования работы одного из основных узлов измерительной схемы и облегчается поиск неис" правностей в процессе эксплуатации. Формула и э о б р е т е н и яИзмерительное устройство к балансировочному станку, содержащее два входных блока, четыре синхронных детектора, первые входы первого и третьего из которых соединены между собой и с выходом первого входного блока, а первые входы второго и четвертого синхронных детекторов - между собой и с выходом второго входного блока, генератор опорных сигналов, .первый выход которого соединен с вторыми входами первого и второго синхронных детекторов, а второй - с вторыми входами третьего и четвертого синхронных детекторов, два блока измерения проекций, первые входы которых соединены соответственно с выходами первого и третьего синхронных детекторов, а вторые " соответственно.с выходами второго и четвертого синхронных детекторов, логический элемент 4 ИЛИ-НЕ, входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами первого блока измерения проекций и с первым и вторым выходами второго блока измерения проекций, элемент временной задержки и блок управления, выход которого соединен с третьими входами обоих блоков измерения проекций и входом элемента временной задержки, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено двумя формирователями, входы которых соединены с соответствующими выходами генератора опорных сигналов, ВБ-триггером, В-вход которого соединен с выходом первого, а Б-вход - с выходом второго формирователя, счетчиком, В-вход которого соединен с выходом блока управления, а С-вход - с выходом ВБ-триггера, логическим элементом ЗИ, входы которого соединены соответственно с выходами элемента временной задержки, логического элемента 4 ИЛИ-НЕ и счетчика, а выход - с входом блока управления, и светодиодом, подключенным к выходу счетчика.,1415092 Составитель Ю.КругловТехред И,Ходанич Корректор И,Цароши Редактор Н,РогулиЭ Эраж 84 Подписн аз 38 б 3/38 о комитета СССР тве нии и открытии аушская наб., д ческое предприятие, г. Ужгород, ул. Проект роизвадственно-по иг я, 4 В 1 ИИП Го суда по делам и 035, Иосква, зобретЖ,