Измерительное устройство к балансировочному станку

3 СОВЕТСНИ их СПУБЛИ М 1/2 151) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ. НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ/13 ИДЕТЕЛЬС АВТО 0 блоком контроля лопато2. Устройство по п. ч а ю щ е е с я тем,1,то блок конв виде пераэрядныхтный входинеи с выхо роля, лопаток выполненого и второго четырехрвоичных счетчиков, счервого из которых соед(46) 30.09.85, Бюл. У 36 (72) Л.В. Завадский, М.Б.Пальчук, В.И.Шестаков и Г,А.Шигалев (71) Минское станкостроительное производственное объединение им, Октябрьской революции (53) 620.1.05:531.382(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР 9981834, кл. С 01 М 1/22, 1981.Авторское свидетельство СССР У 1096511, кл. С 01 М 1/22, 1983. (54)(57) 1.ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВ К БАЛАНСИРОВОЧНОМУ СТАНКУ по авт. св. СССР 9 109511, о т л и.ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено дом датчика лопаток первого измерительного канала, а счетный вход второго - с выходом датчика лопатоквторого измерительного канала, дополнительного формирователя импульсов, выход которого соединен с предустановочными входами обоих четырехразрядных двоичных счетчиков, первого и второго логических элементов4 И, каждый из.входов которых соединен соответственно с выходами первого и второго четырехразрядных двоиных счетчиков, второго и третьеготриггера, С -входы которых соединены между собой, с выходом генер опорного сигнала и с входом дополнительного формирователя, а Х) -входы которых соединены соответственнос выходами первого и второго логических элементов 4 И, дополнительного логического элемента 2 И, первыйвход которого соединен с выходом второго триггера, а второй вход - свыходом третьего триггера и светодиода, подключенного к выходу дополнительного логического элемента 2 И.1 1182297 гИзобретение относится к баланси-ровочной технике, использующейсяв станках для балансировки роторовэлектродвигателей при коррекциидисбалансов путем установки корректирующих грузов на штырях между лопатками ротора, и является дополнительным к авт.св.У 1096511.Цель изобретения - повышение надежности определения дисбаланса, 10На фиг. 1 изображена Функциональ,ная схема измерительного устройствак балансировочному станку, на фиг. 2 временные диаграммы .работы элементов измерительного устройства, нафиг, 3 - нанесенная на торец ротора асинхронного электродвигателявекторная диаграмма,520 25 логического элемента 38 4 И, а 3-входтриггера 41 - с выходом логического элемента 39 4 И, дополнительногологического элемента 42 2 И, входыкоторого соединены с выходами триггеров 40 и 41 и светодиода 43, под-.ключенного к выходу дополнительногологического элемента 42 2 И. З 5 На временной диаграмме .(Фиг. 2)работы элементов измерительного устройства представлены уровни или форма напряжений на выходах элементов, н номера которых, обозначенные в левойчасти на Фиг, 2, соответствуют размеру элементов на фиг. 1. Для двоичных счетчиков условно изображено состояние этих счетчиков в двоичном коде.Через т,1 обозначено время началаизмерения, через 1 - начало отсчета номера штыря 44 на торце ротора 45, на который по технологии балансировки ротора 45 одевается корректирующий груз (не показан) при коррек 50 ции дисбаланса, а через 1 З - конецотсчета номера штыря для постановкикорректирующего груза. На временнойдиаграмме приведен цикл работыустройства при балансировке ротора, 55 у которого на правой крыльчатке обломана одна из лопаток (а 9).На векторной диаграмме (фиг. 3)нанесенной на торец ротора 45 асин-. Измерительное устройство к балансировочному станку содержит блок 1 управления, генератор 2 опорных сигналов, первый логический элемент 3, входы которого связаны с выходами блока 1 управления и генератора 2 опорных сигналов, измерительные каналы 4 и 5, каждый из которых выполнен в виде соединенных последовательно датчика 6(7) дисбаланса, сумматора 8(9), второй вход которого соединен с выходом датчика 7(6) дисбаланса другого измерительного канала 5(4), усилителя 10(11) и Формирователя 12(13), двух синхронных детекторов 14 и 15 (16 и 17), первые входы которых соединены между собой и с выходом усилителя 10(11), двух измерителей проекций 18 и 19 (20 и 21), связанных соответственно с выходами синхро ных детекторов 14 и 15 (16 или 17), последовательно соединенных датчика 22 (23) лопаток, второго логического элемента 24(25) 2 И, десятичного счетчика 26(27) и цифрового индикатора 28(29), пятиразрядного кольцевого регистра 30(31), первый вход которого соединен с выходом Формирователя 12(13), второй вход - с выходом датчика 22(23) лопаток, а первый выход - со вторым входом пер- . вого синхронного детектора 14(16), триггера 32(33), выход которого связан со вторым входом второго логического элемента 24(25) 2 И, Ч -вход связан со вторым входом второго синхронного детектора 15(17), а -входы триггеров 32 и 33 соединены между собой и связаны с выходом перного логического элемента 3 2 И, вхо-.дом блока 1 управления и вторыми входами десятичных счетчиков 26 и 27 вобоих каналах, и блок 34 контролялопаток, который выполнен в видепервого и второго четырехразрядныхдвоичных счетчиков 35 и 36, счетные1 входы которых соединены соответст)венно с выходами датчиков 22 и 23лопаток первого и второго измеритель,ных каналов, дополнительного формирователя 37 импульсов, выход которого соединен с предустановочными входами четырехразрядных двоичных счетчиков 35 и 36, первого логического элемента 38 4 И, каждыйиз входов которого соединен с выходом одного из разрядов счетчика35, второго логического элемента 394 И, каждый из входов которого соединен с выходом одного из разрядовсчетчика 36, второго и третьего триг-гера 40 и 41, С -входы которых соединены между собой, с выходом генератора 2 опорных сигналов и с входомдополнительного формирователя 37. 33-вход триггера 40 соединен с выходомхраццога злектродвигате 1 я, через Я обозначен вектор начального дисбаланса ротора 45 в плоскости коррекции, чеРез Мн б, ттРаекЦии Ят на РазРешецные. направления коррекции (ближайшие к 3 иттыри), через Н и Н оси проекций (фаза сигнала, подаваемого ца второй вход синхронных детек торов 14 и 15 (16 и 17) в качестве опорного), а через аа - ца 10 мера штырей 44 ротора 45 в порядке прохождения их под датчиком 22 (23) лопаток по ходу вращения ротора 45 при балансировке. Номер а 1 присваива,ется первому штырю 44 после вектора 15 Ъ 1 Стрелкой обозначено направле,ние вращения роторов 45 при балансировке. Через обозначен и:тпуттьс от генератора 2 опорного сигнала., который совпадает с расположением 20 шпоночного паза 46 ца валу ротора (с учетом статической ошибки в 40 ).Для коррекции дисбаланса й 11 (Фиг.3) необходимо измерить проек ции дисбаланса т и %1 на разрешенные направления коррекции и выдать оператору станка инфармацию о величине корректирующей массы и о номере штыря 44, определяющего разряженные направления коррекции.Устройство работает следующим образом.1(олебания опор станка, пропорциональные дисбалансу ротора 45 35 асинхронного электрадвигатетя в плос. кости опоры (не показаны), воспринимаются и преобразовываются в электрический сигнал датчиком 6(7) дисбаланса, связанным с опорой балан сиравочного станка, С помощью сумматоров 8 и 9 производится разделение плоскостей коррекции. Выхацной сигнал сумматора 8(9) усиливается и фильтруется от помех 45 усилителем 10(11) и поступает на входы синхронных детекторов 14(16), 15(17) и на вход Формирователя 12(13, Импульсы прямоугольной Формы свыхода Формирователя 12(13) пасту пают на первый вход кольцевогорегистра 30(31). Выходные импульсы второго и третьего разрядов регистра 30(31) изображены на фиг. 2 и обозначены через 30-2 и 30-3 55 (31-2 и 31-3), На второй вход регистра 30(31) поступают импульсы с датчика 22(23) лопаток, который 1 тредстар 11 цет собой датп 1 к 1 терцфе ртйиога действия, например емкастцой или индуктивный, с входящим в него Формирователем импульсов,ЧТО ПОЗВОЛЯЕТ ПО 1 Утить ИМПУЛЬС Ма лой длительности при прохождении лопатки цац датчиком 22(23) лопатки. Так как все разряды регистра 30(31) устанавливаются в "елицицу" и редцим Франтам импульса с выхода Формирователя 12 (13), Фаза которого зависит От углового расположения дисбаланса Ю, то фаза выходных импульсов ца выходах триггеров регистра 30(31) будет зависеть от углавога расположения вектора й 111 И ОТ РаСЦОЛОЖЕЦИ 51 тататак (1 ТЫ 1 РРЙ ца Потопе 5, 1;ак видна из векторной диаграммы ца Фиг. 3, к сццхрации петекторам 14(16) ц 15(17)следует падвестц, ссответствеццо Опар 11 ый сигнал с ццверсе 1 ОГО Выхода второго разряда регистра 30(31) (первы 11 выход,l и с прямаГО выхода третьего разряда регистра (30) 31 ( в т О Р а и Б ьт."; 0 ц ), э ти имп у л е с ь 1 0 р т Р гацальцы к направлениям 91 р (рто 1рай выход) и К 1 (первый вьхап) . На выходе сицхроццога петектара 114(16) получают постоянное 1".апряжецие пропорциа 1 альнае К, г ца выходе синхронного детектора 15(17) - "1 С гыхадов синхронных детекторов 14 и 15 (16 и 17) постоянные напряжения поступают на входы измерителей 18 и 19 (20 и 21) проекции соответственно и запаьтццаютс 51. 1(еждь 11 из измеритетей 18(20) и 19(21) проекций может быть реализован с ттомащью например аналоГовоГО запамц цаешеГО устройства и стрьлочцога прибора: В момент времени 1 с бло.а 1 управления на второй вход первого логического элемента 3 2 И поступает высокий уровень напряжения, разрешаюпий прохождение импульсов с выхода Генератора 2 опорных сигналов ца 5 -вход триггера 32(33) Передний фронт кажцаГО из ю 4 ттульсавгенератора 2 опорных сигналов совпадает с расположением шпоночного паза 46 на валу балансируемого ротора 45, кинематически связанного с. генераторам 2 опорньж сигналов. На 1 -вход триггера 32(33) поступаютимпульсы со второго выхода кольцевого регистра 30(31). Так как Фаза импульса с выхода генератора 2 эа 1182297висит от расположения шпоночноропаза 46 балансируемого ротора 45,а фаза сигнала второго выхода регистра 30(31) связана с угловым расположением проекции начального дисбаланса 5 , то на выходе триггераН32(33) формируется импульс напряжения, длительность которого пропорциональна углу между расположениемшпоночного паза 46 и оси коррекции ФцДля перевода длительности импульса с выхода триггера 32(33) вцифровую форму сигнал с выхода триггера 32(33).поступает на вход второго логического элемента 24(25) 2 Иразрешая тем самым прохождение импульсов с выхода датчика 22(23)лопаток на счетный вход десятичногосчетчика 26(27), который был установлен в нулевое состояние передним фронтом импульса с выхода первого логического элемента 3 2 И, поступившего на второй вход счетчика26(27). Таким образом, в десятичный. счетчик 26(27) записан порядковыйномер (по направлению вращения ротора 45 при .балансировке) штыря44 между лопатками ротора 45, черезкоторый проходит ось коррекции ЯОшибка в один номер учитывается приналадке станка установкой генератора 2 опорных сигналов. Записанный вдесятичный счетчик 26(27) номер индицируется цифровым индикатором28(29). По заднему Фронту импульсас выхода первого логического элемен:та 3 2 И, поступившего на входблока 1 управления, снимается раз"решающая команда на выходе блока. 1.Вторая ось коррекции 41 легко наг.ходится оператором, так как онапроходит через следующий по ходувращения штырь 44. Аналогично описанному выше работает второй из-мерительный канал. Одновременно с измерением параметр ров дисбаланса в кажцой из плоскостей коррекции происходит контроль количества лопаток ротора 45. На. счетный вход первого четырехрязрядного двоичного счетчика 35 в ,процессе вращения ротора 45 поступают импульсы с выхода датчика 22 лопаток, а на счетный вход второго четырехразрядного двоичного счетчика 36 - с выхода датчика 23 лопаток, 10 Каждый из счетчиков 35 и 36 может быть реализован на четырех 3 М -триггерах серии К 511. На входы предварительной установки счетчиков 35 и 36поступают импульсы с выхода дополнительного формирователя 37, который представляет собой ждущий мультивибратор на логических элементах серии К 511 с запуском отрицательным фронтом сигнала с выхода генератора 2 опорных сигналов. Каждым импульсом формирователя 37 четырехразрядные двоичные счетчики 35 и 36 устанавливаются в нулевое состояние, Так как15за один оборот ротора генератор 2опорных сигналов, представляющий собой датчик периферийного действия,установленный в плоскости шпоночного 20 паза 46 на валу ротора 45 формируетодин импульс (Фиг. 2), то количество импульсов, поступивших насчетный вход и фиксируемых счетчиком35(36) за один оборот ротора 45, 25 соответствует количеству лопатоккрыпьчатки ротора 45 в первой (второй) плоскости коррекции. Состояниесчетчиков 35 и 36 анализируется логическими элементами 38 и 39 4 И, на входы которых подключаются прямые выходы.первого и четвертого разрядов и инверсные выходы второго и третьегоразрядов счетчиков 35 и 36. Есликоличество лопаток ротора 45 в плоскости коррекции равно девяти, то между двумя импульсами генератора 2опорных сигналов (за один оборот ротора 45) в четырехразрядном двоичномсчетчике 35(36) зафиксируется девять 40 импульсов датчика 22(23) лопатоки комбинация логических сигналовна его прямых выходах будет 1001.Так как на второй и третий входы логического элемента 38(39) 4 И подключены инверсные выходы второго итретьего разрядов двоичного счетчика 35(36), то на все входы логического элемента 38(39) 4 И поступаетвысокий уровень напряжения, на выходе логического элемента 38(39) 4 И 50появляется также высокий уровеньнапряжения и поступает над -входвторого (третьего) триггера 40(41).В момент поступления импульса с вы,хода генератора 2 опорных сигналов 55на С -вход триггера 40(41) последнийустанавливается в единичное состояние и высокий уровень с прямоговыхода триггера 40(41) поступает навход дополнительного логического элемента 42 2 И, Если в обеих плоскостях на роторе 45 имеется по девять лопаток, то на обоих входах и на выходе логического элемента 42 2 И будут высокие уровни и светодиод 43 не включается (не засветится).Если в одной из плоскостей коррекции ротора 45 количество лопастей не равно 9 (8 или 10), то количест во импульсов, зафиксированное в соответствующем счетчике 35(36),не будет соответствовать коду числа девять в двоичной системе (1001) и на выходе соответствующего логического эле мента 38(39) 4 И появляется низкий уровень напряжения, который поступает на 2 -вход триггера 40(41) и устанавливает его в нулевое состояние. 20Низкий уровень с выхода триггера 40(41) поступает на первый вход дополнительного логического элемента 42 2 И, на выходе которого появ" ляется также низкий уровень, и све- р тодиод 43, второй вход которого подключен к положительной шине источника питания (не показан), включается, выдавая оператору станка информацию о том, что на станке находится "бракованный ротор и показания измерителей 19(20) проекций не соответствует дисбалансу ротора 45 в плоскости коррекции.При полной автоматизации процесса измерения дисбаланса роторов электродвигателей сигнал с выхода логического элемента 42 2 И может быть использован для управления транспортными устройствами станка, так как "бракованный" ротор должен быть снят с опор балансировочного станка без прохождения цикла балансировки,Ввод блока контроля лопаток позволяет определять отклонение числа лопаток крыпьчатки балансируемого ротора от нормы, что исключает ошибки при разложении дисбаланса на проекции, оси которых совпадают с лопатками (или штырями) ротора и, следовательно, повышает надежность измерения дисбаланса роторов,1)82297 Составитель Ю. КругловРедактор В. Ковтун Техред А.Кикемезей Коррек Заказ 6093/ ПоднисноСССР д. 4/5 илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, Ф 37 Ти ВНИИПИ Государс по делам изоб 113035, Москва, Ж аж 896 .енного комитетений и открытРаушская на