Измерительное устройство к балансировочному станку

(19) (11) ЬИ С 01 М 1 ЕНИ каналах. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(72) Л.В.Завадский, М.Б.Пальчук, В.И,Шестаков и Г.А.Шигалев (71) Минское станкостроительное производственное объединение им. Октябрьской революции(53) 620.1.05:531.24(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР У 761863, кл. С 01 М 1/22, 1978.2. Авторское свидетельство СССР В 981834, кл, С 01 М 1/22, 1981 (прототип).(54)(57) ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО К БАЛАНСИРОВОЧНОМУ СТАЯКУ, содержащее блок управления, генератор опорных сигналов, два измерительных канала, каждый из которых выполнен в виде соединенных последовательно датчика дисбаланса, сумматора, второй вход которого соединен с выходом датчика дисбаланса другого измерительного канала, усилителя и формирователя, двух синхронных детекторов, входы которых соединены между собой и с выходом усилителя, двух измерителей проекций, каждый из которых связан с выходом одного из синхронных детекторов, и триггера, и логический элемент 2 И, выход которогосвязан,с входом блока управления,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повьппения точности балансировки, устройство снабжено расположенными в каждом измерительном канале последовательно соединенными датчиком лопаток, вторым логическим элементом 2 И, десятичным счетчиком ицифровым индикатором, и пятиразрядным кольцевым регистром, первый входкоторого соединен с выходом Формирователя, второй вход - с выходомдатчика лопаток, первый выход - с евторым входом первого синхронногодетектора, второй выход - с к-входомтриггера и вторым входом второгосинхронного детектора, выход триггера связан с вторым входом второго ло- дгического элемента 2 И, входы первогологического элемента 2 И связаны с выходами блока управления и генератораопорных сигналов, а выход - с 8-входом триггера и вторым входом десятичного счетчика в обоих измерительных10 ЫИзобрете:;ие относится к балансировочной технике и может быть использовано в станках для балансировки роторов электродвигателей при коррекции дисбалансов установкой грузов5 на штырях между лопатками ротора,Известно измерительное устройство к балансировочному станку. Устройство содержит генератор опорных сигналов и два измерительных канала, 1 О каждый из которых состоит из соединенных последовательно датчика дисбаланса, сумматора, второй вход которого соединен с датчиком другого измерительного канала, и усилителя, 15 а также двух синхронных детекторов, первые входы которых соединены между собой и с выходом усилителя, а вторые входы - с выходом генератора опорных сигналов, и двух измерителей 2 О проекций, каждый из которых подключен к выходу одного иэ синхронных детекторов. Устройство обеспечивает измерение параметров дисбаланса ротора по двум плоскостям измерения 25 одновременно в прямоугольной системе координат1 3.Недостаток такого устройства заключается в том, что в случае применения его в станке для балансировки роторов асинхронных электродвигателей, не обеспечивается требуемая точность балансировки. Коррекция дисбаланса у таких роторов разрешена между лопатками крыльчатки ротора. Количество лопаток крыльчатки не менее девяти (угол между лопатками в этом случае равен 40), поэтому при измерении дисбаланса в прямоугольной системе координат оператору не-. возможно без дополнительных расчетов точно определить корректирующие массы, устанавливаемые между лопатками крыльчатки.Наиболее близким по технической сущностиизобретению является измерительное устройство к балансировочному станку, содержащее блок управления, генератор опорных сигналов, два измерительных канала, каждый из которых выполнен в виде соединенных последовательно датчика дисбаланса, сумматора, второй вход которого связан с датчиком дисбаланса другого измерительного канала, уси 55 лителя и формирователя, двух синхронных детекторов, первые входы которых соединены между собой и с выходом усилителя, двух измерителей проекций,каждый иэ которых связан с выходомодного иэ синхронных детекторов,и триггера, и логический элемент 2 И,выход которого связан с входом блока управления. Устройство содержиттакже выполненные в каждом измерительном канале два пороговых элемента, вход каждого иэ которых связанс выходом соответствующего синхронного детектора логический элемент 2 ИЛИ, входы которого связаныс выходами пороговых элементов, авыход - с первым входом триггера,элемент временной задержки, входкоторого подключен к выходу триггера, а выход - к первому входу логического элемента 2 И, второй входпоследнего связан с выходом логического элемента 2 ИЛИ, последовательносоединенные второй сумматор и аналоговый ключ, входы второго сумматорасвязаны с выходом генератора опорных сигналов, управляющий вход ключа - с выходом триггера, выход - свторым входом усилителя, а второйвход триггера - с выходом блока управления2 3Недостаток известного устройствазаключается в том, что в случаеприменения его в станке для балансировки роторов асинхронных электродвигателей, устройство не обеспечивает разложения дисбаланса на составляющие по местам, разрешенным длякоррекции дисбаланса (между лопатками крыльчатки ротора), что не позволяет получить требуемую точность балансировки.Цель изобретения- повышение точности балансировки,Поставленная цель достигаетсятем, что измерительное устройство кбалансировочному станку, содержащееблок управления, генератор опорныхсигналов, два измерительных канала,каждый из которых выполнен в видесоединенных последовательно датчикадисбаланса, сумматора, второй входкоторого соединен с выходом датчикадисбаланса другого измерительного канала, усилителя и формирователя, двухсинхронных детекторов, входы которыхсоединены между собой и с выходомусилителя, двух измерителей проекций,каждый из которых связан с выходомодного из синхронных детекторов,и триггера, и логический элемент 2 И,выход которого связан с входом блокауправления, снабжено расположеннымиз 10965в каждом измерительном канале последовательно соединенными датчиком лопаток, вторым логическим элементом 2 И, десятичным счетчиком и цифровым индикатором, и пятиразряднымкольцевым регистром, первый вход ко 5торого соединен с выходом ФормироваТеля, второй вход - с выходом датчика лопаток, первый выход - с вторымвходом первого синхронного детектора, 10второй выход - с К-входом триггераи вторым входом второго синхронногодетектора, а выход триггера связанс вторым входом второго логическогоэлемента 2 И, входы первого логического элемента 2 И связаны с выходамиблока управления и генератора опорных сигналов, а выход - с Б-входомтриггера и вторым входом десятичногосчетчика в обоих измерительных кана 20лах,На Фиг. 1 изображена блок-схемаизмерительного устройства к балансировочному станку; на фиг. 2 - временные диаграммы работы элементов измерительного устройства; на Фиг. 3нанесенная на торец ротора асинхронного электродвигателя векторная диаграмма.Устройство содержит блок 1 управ 30ления, генератор 2 опорных сигналов,логический элемент 2 И 3, выход которого связан с входом блока 1 управления, и два измерительных канала 4и 5, каждый из которых выполнен в виде соединенных последовательно датчи ка 6 (7) дисбаланса, сумматора 8 (9), второй вход которого соединен с выходом датчика 7 (6) дисбаланса другого измерительного канала 5 (4),40усилителя 10 (11) и формирователя 12(13), двух синхронных детекторов 14 и 15 (16 и 17), первые входы которых соединены между собой и с входом усилителя 10 (11), двух измерителей 18 и 19 (20 и 21) проекций, каждый из которых связан с выходом одного из синхронных детекторов 14 или 15 (16 или 17), триггера 22.(23), последовательно соединенных датчи 50ка 24 (25) лопаток, второго логического элемента 2 И 26 (27), десятичного счетчика 28 (29), цифрового индикатора 30 (31) и пятиразрядного кольцевого регистра 32 (33), первый входкоторого соединен с выходом Формирователя 12 (13), второй вход - с выходом датчика 24 (25) лопаток, первыйвыход - с вторым входом первого син 11 4хгннно го де ге ктора 14 (16), второйчгод - с К - входом триггера 22 (23)и вторым входом второго синхронногодетектора 15 (17), а выход триггера 2 (23) связан с вторым входомвторого логического элемента 2 И 26(27), входы первого логического элемента 2 И 3 связаны с выходами блока 1 управления и генератора 2 опорных сигналов, а выход - с Б-входомтриггеров 22 н 23 и вторыми входамидесятичных счетчиков 28 и 29 в обоихизмерительных каналах.На временной диаграмме (Фиг. 2)работы элементов измерительного устройства представлены уровни или Форма напряжений на выходах элементов,номера которых, обозначенные в левой части Фиг. 2, соответствуютномеру элементов на фиг. 1. Уровнюлогической единицы соответствуетвысокий уровень напряжения, а уровню логического нуля - низкий уровеньнапряжения, Через .1 обозначено время начала измерения, через 1- начало отсчета номера штыря 34 на торце ротора 35, на который по технологии балансировки ротора одеваетсякорректирующий груз (не показан) прикоррекции дисбаланса, а черезконец измерения.На векторной диаграмме (Фиг. 3),нанесенной на торец ротора 35 асинхронного электродвигателя, через Ч обозначен вектор начального дисбаланса ротора 35 в плоскости коррекции, через М и Ун- проекции У н на разрешенные направления коррекции(наиболее близкие к И Н штыри),через Н и Нг- о -и проекций (Фаза сигнала, подаваемого на второй вход синхронного детектора 14 и 15 (16и 17) в качестве опорного), череза- ад - номера штырей 34 ротора 35 в порядке прохождения их под датчиком 24 (25) лопаток по ходу вращения ротора 35 при балансировке. Номер ь присваивается первому штырю 34 после вектора Ин. Стрелкой обозначено направление вращения ротора 35 при балансировке. Через И обозначен импульс от генератора 2 опорного сигнала, который совпадает с расположением шпоночного паза 36 на валу ротора (с учетом статической ошибки в 40),Для коррекции дисбаланса Е Н (фиг. 3) необходимо измерить проекции дисбаланса Нн и 1 нз на разрешенные направления коррекции и выпать опе 5 10965 ратору станка информацию о том, на какой штырь 32 и какой массы требуется добавить груз. Очевидно, что ввиду большого количества лопаток на роторе (на фиг. 3 приведен вид с торца ротора 35 асинхронного электродвигателя с высотой оси 112 мм, у которого девять лопаток крыльчатки ротора оператору необходимо определить также номер штыря 34 (или 10 номера штырей 34), в котором требуется произвести коррекцию дисбаланса.Устройство работает следующим образом.Колебания опор станка, пропорциональные дисбалансу ротора 35 синхронного электродвигателя в плоскости опоры (не показаны), воспринимаются и преобразовываются в электрический сигнал датчиком 6 (7) дисбаланса, связанным с опорой балансировочного станка. С помощью сумматоров 8 и 9 производится разделение плоскостей коррекции. Выходной сигнал сумматора 8 (9) усиливается и фильтруется от помех усилителем 10 (11) и поступает на входы синхронных детекторов 14 (16), 15 (17) и на вход формирователя 12 (13), Импульсы прямоугольной формы с выхода формирователя 12 (13) поступают на первый вход кольцевого регистра 32 (33). Выходные импульсы каждого из разрядов регистра 32 (33) изображены на фиг. 2 и обозначены через 32-1 - 32-535 (33-1 - 33-5). На второй вход регистра 32 (33) поступают импульсы с датчика 21 (25) лопаток, который представляет собой датчик периферийного действия, например, емкостный или индуктивный, с входящим в него формирователем импульсов, что позволяет получить импульс малой длительности при прохождении лопатки над датчиком 24 (25) лопатки. Так как все раз 45 ряды регцртра 32 (33) устанавливаются в "1" передним фронтом импульса с выхода формирователя 12 (13), фаза которого зависит от углового расположения дисбаланса И,1, то фаза выход 50 ных импульсов на выходах триггеров регистра 32 (33) зависит от углового расположения вектора МН и от расположения лопаток (штырей) на роторе 35. Как видно из векторной диаграммы (фиг. 3), к синхронным детекто 55 рам 14 и 15 (16 и 17) следует подвести опорный сигнал с инверсного выхода второго разряда регистра 32 (первый выход) и с прямого выхода третьего разряда регистра 32 (вто рой выход). Эти импульсы ортогональ ны к направлениям И Н 1 (второй выход и 1 (первый выход). На выходе синхроййого детектора 14 (16) получают постоянное напряжение, пропорциональное ИН 2, а на выходе синхронного детектора 15 (17) - У,. С выходов синхронных детекторов 14 и 15 (16 и 17) постоянные напряжения поступают на входы измерителей 18 и 19 (20 и 21) проекций соответственно и запоминаются, Каждый из измерителей 18 (20) и 19 (21) проекций может быть реализован с помощью, например, аналогового запоминающего устройства и стрелочного прибора (не показаны). В момент временис блока 1 управления на второй вход логического элемента 2 И 3 поступает высокий уровень напряжения, раэрешаюций прохождение импульсов с выхода генератора 2 опорных сигналов на 5-вход триггера 22 (23), Передний фронт каждого из импульсов генератора 2 опорных сигналов совпадает с разположением шпоночного паза 36 на валу балансируемого ротора 35, кинематически связанного с генератором 2 опорных сигналов. На Н-вход триггера 22 (23) поступают импульсы с второго выхода регистра 32 (33). Так как фаза импульса с выхода генератора 2 зависит от расположения шпоночного паза 36 балансируемого ротором 35, а фаза сигнала второго выхода регистра 32 (33) связана с угловым расположением проекции начального дисбаланса М , то на выходе триггера 22 (23) формйруется импульс напряжения, длительность которого пропорциональна углу между расположением шпоночного паза 36 и осью коррекции Уцля перевода длительности импульса с выхода триггера 22 (23) в цифровую форму сигнал с выхода триггера 22 (23) поступает на вход элемента 2 И 2 (27), разрешая тем самым прохождение импульсов с выхода датчика 24 (25) лопаток на счетный вход десятичного счетчика 28 (29), который устанавли вается в нулевое состояние передним Фронтом импульса с выхода элемента 2 И 3, поступившим на второй вход счетчика 28 (29). Таким образом, в десятичный счетчик 28 (29) залисы вается порядковый номер (по направ" лению вращения ротора 35 при баланса10965 7ровке) штыря 34 между лопатками ротора 35, через который проходит ось коррекции Ун. Ошибка в один номер учитывается при наладке станка установкой генератора 2 опорных сигналов. Записанный в счетчик 28 (29) номер индицируется цифровым индикатором 30 (31). По заднему фронту импульса с выхода элемента 2 И 3, поступившего на вход бло ка 1 управления, снимается разрешающая команда на выходе блока 1. Вто 11рая ось коррекции И и 2 легко находится оператором, так как она проходит через следующий по ходу вращения штырь 34, Аналогично работает и другой измерительный канал.Таким образом, оператору станка выдается информация, в каком по номеру штыре (отсчет ведется от шпонки на валу ротора) и какую массу требуется скорректировать для достижения допустимого дисбаланса, что повышает точность балансировки.109 б 511 ставитель П.Бар хред И,Метелева Цицика Ред ак и открытиинаб., д, 4/5 иал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная 3815/30 Тираж 823ВНИИПИ Государственного копо делам изобретений 113035, Москва, Ж, Раушская овКорректор А,ЗимокосПодписноетета СССР