Устройство для контроля шага зубьев ремней

СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1642298 9 02 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОМУ СВ ЕЛЬСТВУ ническии институтев, Г.И,Гульков 8,8) тво СС /02, 19 ТРОЛЯ ШАГА я к машиностроеконтроля зубчаизобретенияиэводительност(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КЗУБЬЕВ РЕМНЕЙ(57) Изобретение относитснию, а именно к средствамтых зацеплений. Цельповышение точности и про Изобретение относится к машиностроению, а именно к средствам контроля зубчатых передач,Цель изобретения - повышение точности и производительности контроля путем исключения субъективной обработки и оценки результатов измерения и автоматизации процесса контроля.На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг, 2 - функциональная схема блока управления; на фиг. 3 - функциональная схема детектора минимального значения; на фиг, 4 - временная диаграмма эпюр напряжений на выходах блоков устройства.На фиг. 4 введены следующие обозначения: Оп - напряжение на выходе фильтра 11 нижних частей; О 12 - напряжение на выходе дифференциатора 12: 015 - напряжение на выходе блока 15 пуска; 02 в(1 - напряжение на первом выходе триггера 23; 02 у 2 - на 2контроля путем обеспечения возможности исключения субьективной обработки и оценки результатов измервния и автоматизации процесса контроля. В устройство введены дифференциатор, устройство выборки-хранения, блоки пуска и управления, детекторы максимального и мини.мального значений, позволяющие в автоматическом режиме работы получить на информационном устройстве значения максимальной и минимальной погрешностей шага зубьев проконтролированного ремня, определить накопленную погрешность шага зубьев и сделать заключение.о качестве пресс-формы, на которой этот ремень изготовлен. 1 з.п, ф-лы, 4 ил. пряжение на втором выходе триггера 23; 022 - напряжение на выходе компаратора 18; 021 - напряжение на выходе одновибра- . тора 24; 01 в- напряжение на выходе компа- %Оюъ. ратора 19; 020 - напряжение на выходе фь триггера 22; 024 - напряжение на выходе Я одновибратора 25; 025 - напряжение на вы- Я ходе одновибратора 26: 01 в - напряжение К) на вйходе детектора 16 максимального эна- Со чения; 011 - напряжение на выходе детектора 17 минимального значения.Устройство содержит зубчатый шкив- калибр 1 (фиг. 1) с измерительным зубом 2, выполненным с помощью радиальных прорезей по впадинам между смежными с ним зубьями податливым. В зоне наибольшей податливости зуба. 2 установлены датчики 3 и 4 его деформаций, например тензорезисторы, Шкив-калибр 1 взаимодействует с контролируемым зубчатым ремнем 5, содержащим зубья 6.10 20 30 35 40 50 55 Датчики 3 и 4 включены в измерительную схему, в состав которой входят мост 7 переменного тока, источник 8 синусоидального напряжения, усилитель 9 переменного напряжения, выпрямитель 10 и фильтр 11 нижних частот, дифференциатор 12, блок 13 выборки-хранения, блок 14 управления, блок 15 пуска, детектор 16 максимального значения и детектор 17 минимального значения.Датчики 3 и 4 устройства подключены к входам мостовой схемы 7 переменного тока, питание которой осуществляется от источника 8 переменного напряжения. К выходу схемы 7 подключен усилитель 9 переменного напряжения, к выходу которого последовательно подключены выпрямитель 10 и фильтр 11 нижних частот, к выходу которого подключены дифференциатор 12 и блок 13 выборки-хранения, первый вход которого подключен к первому выходу блока 14 управления, К первому входу блока 14 подключен выход дифференциатора 12, к второму входу. - фильтр 11 нижних частот, а к третьему - блок 1.5 пуска, к второму выходу - первый вход детектора 16 максимального значения и первый вход детектора 17 минимального значения, а к третьему выходу - второй вход детектора 17 минимального значения, выход блока 13 выборки-хранения подключен к второму и третьему входам детекторов 16, 17 соответственно максимального и минимального значений.Блох 14 управления содержит два компаратора 18 и 19, два,задатчика 20, 21 опорного напряжения, два триггера 22 и 23, три одновибратора 24, 25 и 26, первый вход первого компаратора 18 является первым входом блока 14 управления.Второй вход компаратора 18 подключен к выходу первого задатчика 20 опорного напряжения, выход - к первому входу первого триггера 22, второй вход которого подключен к выходу первого одновибратора 24, вход которого подключен к выходу второго компаратора 19, первый вход которого является вторым входом блока 14 управления, второй вход второго компаратора 19 подключен к выходу второго задатчика 21 опорного напряжения, выход первого триггера 22 подключен к входу второго одновибратора 25, выход которого является первым выходомблока 14 управления и подключен к входу третьего одновибратора 26, выход которото подключен к первому входу второго триггера 23, второй вход которого является третьим входом блока 14 управления, первый выход - вторым выходом блока управления, второй выход - третьим выходом блока 14 управления,У Детектор 17 минимального значения(фиг. 3) содержит первый и второй эмиттерные повторители 27 и 28, диод 29, первый и второй ключи 30 и 31, резистор 32 и конденсатор 33, причем вход эмиттерного повторителя 27 является первым входом детектора 17, выход эмиттерного повторителя 27 подключен к катоду диода 29, анод которого подключен к входу ключа 30, выход которого подключен к выходу. ключа 31 и к первому выводу резистора 32, к второму выводу которого подключен конденсатор 33 и вход эмиттерного повторителя 28, выход которого является выходом детектора 17, вход клю 15 ча 30 является вторым входом детектора 17, второй вход ключа 31 является вторым входом детектора 17 третий вход ключа 31 подключен к положительной шине источникапитания.Дифференциатор 12, блок 13 выборкихранения, детектор 16 максимального значения, компараторы 18, 19, эмиттерные повторители 27, 28 могут быть выполнены на основе операционных усилителей. Задатчики 20, 21 опорного напряжения могут быть выполнены потенциометрическими. Триггеры 22, 23, одновибраторы 24, 25 и 26 могут быть выполнены на основе микросхем серии К 511, В качестве ключей 30, 31 могут быть использованы полевые транзисторы,Блок 15 пуска может быть выполнен, например, по схеме, состоящей из кнопки 34, одна клемма которой подключена к общей шине источника питания, а вторая - через резистор 35 к положительному полюсу источника питания,Работа устройства рассматривается в двух режимах. Первый режим: при измерении отклонения шага на условно первом зубе 6 измеряемого зубчатого ремня 5 (после установки ремня 5 для измерения).Второй режим: при измерении отклонения шага на условно втором зубе 6 и после 45 дующих зубьях измеряемого зубчатого ремня 5. Устройство в первом режиме работает следующим образом.При кратковременном нажатии на кнопку 34 на второй вход триггера 23 поступает "О". Триггер 23 срабатывает, на его первом выходе появляется "1", а на втором выходе - "О". Вследствие этого детектор 16 максимального значения устанавливается в исходное состояние с выходом напряжения, равным нулю, При этом в детекторе 17 минимального значения ключ 30 закрывается, ключ 31 открывается, детектор 17 устанавливается в исходное состояние с выходным40 50 напряжением, равным напряжению питания.При входе. а зацепление измерительного зуба шкива-калибра 1 с условно первым зубом ремня измерительный зуб 2 начинает отклоняться. Его деформации фиксируются датчиками 3 и 4 деформации (фиг, 1). При этом возникает разбаланс мостовой схемы 7, в результате которого на выходе схемы 7 появляется напряжение, пропорциональное деформации измерительного зуба. Усиленное усилителем 9 напряжение выпрямляется выпрямителем 10 и фиксируется фильтром 11. Напряжение Оп (фиг. 4), пропорциональное деформации измерительного зуба 2, поступает на входы дифференциатора 12 (фиг. 1), устройства 13 выборки-хранения и второй вход блока 14 управления. Как только напряжение Оп превысит опорное напряжение О 0 П 1, задаваемое задатчи ком 21, срабатывает компаратор 19, на его выходе появляется "1". При этом срабатывает одновибратор 24, на его выходе кратковременно появляется "0", переводящий триггер 22.в состояние с выходным сигналом "0". Остальная часть устройства в этот момент времени изменений не претерпевает. При дальнейшем перемещении зубчатого ремня 5 измерительный зуб 2 продолжает отклоняться, а напряжение Оп - возрастать.При полном входе измерительного зуба 2 в зацепление с зубчатым ремнем 5 измерительный зуб 2 перестает отклоняться, в результате чего напряжение Оп практически не возрастает, что фиксируется дифференциатаром 12. Как только выходное напряжение бОп/бт дифференциатара 12 станет меньше напряжения Ооп 2, задаваемого эадатчиком 20, срабатывает компаратор 18 и на его выходе появляется "О", переводящий выход триггера 22 в состояние "1". В результате этого срабатывает одновибратар 25, на его выходе кратковременно появляется "0", воздействующий на первый вход устройства 13 выборки-хранения и подключающий его на время действия "0" к выходу фильтра 11. В момент окончания импульса лаг. "0" на выходе одновибратора 25 блок 13 выборки- хранения отключается на выходе фильтра 11, в результате в блок 13 выборки-хране- НИЯ ЗаПОМИНавтСЯ НаПРЯжЕНИЕ Опмак, ПРИ этом также на выходе одновибрэтора 26 кратковременно возникает импульс логического "0", переводящий первый выход триггера 25 в состояние логического "0", а второй выход - в состояние логической "1". Вследствие этого детектор 16 максимальнога значения устанавливается в рабочее са 5 10 20 25 30 35 стояние, первый ключ 30 открывается, второй ключ 31 закрывается и детектор 17 минимальнога значения также переводится в рабочее состояние. В результате в детекторах 16 и 17 максимального и минимального значений запоминается напряжение Опмак 1, При дальнейшем перемещении зубчатого ремня 5 измерительный зуб 2 выходит из зацепления с ремнем 5 и занимает первоначальное положение, в результате чего напряжение Оп падает до нуля. При этом срабатывают компараторы 18, 19 и на выходе компаратора 18 появляется "1", на выходе компаратора 19 - "0", Остальная часть схемы в этот момент времени не претерпевает изменений и устройство готово к следующему измерению,При дальнейшем перемещении зубчатого ремня 5 измерительный зуб 2 входит в зацепление с условно вторым зубом 6 ремня 5, начинает отклоняться, чта вызывает увеличение напряжения Оп. Как только.Оп превысит опорное напряжение Оп 1, срабатывает компаратар 19 и на его выходе появляется "1". При этом срабатывает одно- вибратор 24, на его выходе кратковременно появляется "0", переводящий выход триггера 22 в состояние "0", Остальная часть устройства в этот момент времени изменений не претерпевает,При полном входе измерительного зуба 2 в зацепление с зубчатым ремнем 5 измерительный зуб 2 перестает отклоняться, в результате чего напряжение Оп практически не возрастает. Как только выходное нэпряжение дифференциатара 12 станет меньше Ооп 2, срабатывает компаратар 18 и нэ его выходе появляется "0", переводящий выходтриггера 22 в состояние "1". В результате этого срабатывает однавибратар 25, на его выходе кратковременно появляется "О", воздействующий нэ первый вход блока 13 выборки-хранения и подключающий его на время действия "0" к выходу фильтра 11. Вмомент окончания импульса лог. "0" блок 13 выборки-хранения отключается от выходафильтра 11, в результате в блоке 13 выборки-хранения запоминается напряжение Опмак 2. ПРи этом, еСли Опмак 1 Опмак 2, та на выходе детектора 16 максимальнага значения сохраняется значение напряженияОпмак, а на выходе детектора 17 минимального значения значение напряжения становится равным Опмак 2. Если ОпмаккОпмак 2, тана выходе детектора 16 максимальнага значения значение напряжения становится РаВНЫМ Опмак 2, а На ВЫХОДЕ ДЕтЕКтОРа 17минимального значения сохраняется значение напряжения Опмак 1 Состояние остальных элементов устройства не изменяется.При дальнейшем перемещении зубчатогоремня 5 измерительный зуб 2 выходит иззацепления с зубьями 6 ремня 5 и занимаетпервоначальное положение. В результатенапряжение Ол падает до нуля. При этом 5срабатывают компараторы 18, 19 и на выходе компаратора 18 появляется "1", на выходе компаратора 19 - "0". Остальная частьустройства в этот момент времени не претерпевает изменений и устройство готово к 10следующему измерению,При измерении отклонения шага на последующих зубьях 6 ремня 5 устройство работает. аналогично.После окончания процесса измерения 15отклонения шага на всех зубьях 6 ремня 5на выходе детектора 16 максимального значения будет присутствовать наибольшеезначение напряжения на всех значениях напряжений Оакь где=1я, к - число зубьев 20ремня, а на выходе детектора 17 минимального значения - наименьшее значение напряжения из всех значений напряженийОпмакьПолученные напряжения пропорциональны максимальному и минимальномузначениям отклонений шага зубьев 6 ремня5 от номинального, Разность этих значенийсоответствует накопленной погрешностишага зубьев проконтролированного ремня, 30Согласно этой погрешности можно сделатьзаключение о качестве пресс-формы, на которой изготовлен данный ремень, и прогнозировать ресурс его работы,Формула изобретения 351, Устройство для контроля шага зубьевремней, содержащее шкив-калибр, взаимодействующий с контролируемым ремнем,один из зубьев которого выполнен измерительным и снабжен датчиками его деформаций, включенными в измерительную схему,в состав которой входят мост переменноготока, источник синусоидального напряжения, усилитель переменного напряжения,выпрямитель и фильтр нижних частот, о тл и ча ю щеес я тем, что, с целью повышения точности и производительности контроля, оно снабжено блоком управления, блоком пуска, дифференциатором, блоком выборки-хранения, детектором максимального значения и детектором минимального значения, выход фильтра нижних частот подключен к входам дифференциатора, блок выборки-хранения - к второму входу блока управления, первый вход которого подключен к выходу дифференциатора, третий вход - к выходу блока пуска, первый выход- к первому входу блока выборки-хранения, второй выход - к первому входу детектора максимального значения и к первому входу детектора минимального значения, третий выход - к второму входу детектора минимального значения, выход блока выборки-хранения подключен к второму и третьему входам детекторов соответственно максимального значения.2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что блок управления содержит два компаратора, два задатчика опорного напряжения, два триггера, три одновибратора, первый вход первого компаратора является первым входом блока управления, второй вход подключен к выходу первого задатчика опорного напряжения, выход - к первому входу первого триггера, второй вход которого подключен к выходу первого одновибраторавход которого подключен к выходу второго компаратора, первый вход которого является вторым входом блока управления, второй вход второго компаратора подключен к выходу второго задатчика опорногонапряжения, выход первого триггера подключен к входу второго одновибратора:, выход которого является первым выходом блока управления и подключен к входу третьего одновибратора, выход которого подключен к первому входу второго триггера, второй вход которого является третьим входом блока управления, первый выход - вторым выходом блока управления, а второй выход - третьим выходом блокауправления., ул,Гагарина,Заказ 1140 Тираж 361 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5